PL179097B1

PL179097B1 - i urzadzenie do wytwarzania tej mieszanki PL PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL179097B1
Application number: PL95309999A
Authority: PL
Inventors: Igor Chartschenko; Horst-Dieter Teichert; Wolfgang Perbix; Volkhart Rudert
Original assignee: Dyckerhoff Ag
Priority date: 1994-08-12
Filing date: 1995-08-11
Publication date: 2000-07-31
Also published as: MD1327B2; LV11541A; NO20021291D0; DE4447575C1; UA41911C2; FI953771A0; EP0696558A2; MD1327C2; DK0696558T3; DE59504314D1; DK0696558T4; LT95091A; HUT71989A; LV11541B; NO323108B1; RU2105736C1; DK0789006T3; PL309999A1; EP0789006B1; FI953771L

Abstract

i/lub wtlaczania zwlaszcza do porów i pustych przestrzeni luz- nych skal klastycznych albo pustych przestrzeni l/lub pekniec w skalach lub betonowych elementach budowlanych i tym podob- nych, w postaci gotowej, wymagajacej jedynie zarobienia woda, suchej mieszanki, znam ienna tym, ze zawiera drobnoziarnista maczke klinkierowa lub drobnoziarnista maczke z piasku hutni- czego lub ich mieszanine oraz domieszki, korzystnie takie jak bentonit, tras, kwas krzemowy o wysokim stopniu dyspersji lub inne podobne znane domieszki, oraz srodki pomocnicze, zwlaszcza takie jak srodki uplynniajace, srodki opózniajace twardnienie, srodki przyspieszajace twardnienie, srodki zatrzy- mujace wode lub inne podobne znane srodki pomocnicze, przy czym jednorodna sucha mieszanka charakteryzuje sie rozkladem ziaren o wartosciach przesiewu d95 = 24 µ m i d50 = 7 µ m 13 Sposób wytwarzania mieszanki wiazacej na bazie ce- mentu drobnoziarnistego, znamienny tym, ze wszystkie skladniki, takie jak drobnoziarnista maczka klinkierowa, drobnoziarnista maczka z piasku hutniczego, domieszki 1 srodki pomocnicze, przy zachowaniu wymaganego wedlug jednego lub wiekszej liczby zastrz. 1 do 3 stopnia rozdrobnienia i rozkladu wielkosci ziaren, przechowuje oddzielnie w zasobnikach, okreslone wyzej skladniki dozuje sie z odpowiednich zasobników, podaje do mieszalnika i miesza w nim do uzyskania jednorodnej suchej mieszanki fabrycznej 30 Urzadzenie do wytwarzania mieszanki wiazacej na bazie cementu drobnoziarnistego, znamienne tym, ze dla kazdego skladnika suchej mieszanki fabrycznej ma jeden zasobnik, ko- rzystnie zasobnik (7 do 12), polaczony z urzadzeniem dozujacym, przy czym do zasobnika jest dolaczony mieszalnik (14) FIG . 1 PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku są mieszanka wiążąca na bazie cementu drobnoziarnistego oraz sposób i urządzenie do wytwarzania tej mieszanki, przeznaczonej do wytwarzania zawiesin cementowych do wypełniania i/lub wtłaczania np. do porów i pustych przestrzeni w luźnych skałach klastycznych albo pęknięć i pustych przestrzeni w skałach lub budowlach betonowych.

Cementy drobnoziarniste są to spoiwa hydrauliczne o bardzo drobnych ziarnach, charakteryzujące się ściśle określonym rozkładem ziaren i ograniczeniem maksymalnej wielkości ziaren. Właściwości i zastosowanie cementów drobnoziarnistych są określone przepisami zawartymi np. w tymczasowej instrukcji iniekcji spoiw drobnoziarnistych do luźnych skał klastycznych (Bautechnik 70, [1993], Heft 9, Ernst & Sohs, strony 550 - 560, i ZTV-RISS 93, Verkehrsblatt-Dokument B 5237, Verkehrsblatt-Verlag).

Terminologia stosowana w obu wspomnianych publikacjach nie jest jednolita. W instrukcji stosuje się pojęcie „spoiwo drobnoziarniste”, a w ZTV-RISS pojęcie „cement drobnoziarnisty”. W literaturze amerykańskiej mówi się o mikroziarnistych cementach portlandzkich (US 5106423). Poniżej stosuje się głównie pojęcie „cement drobnoziarnisty”, stosowane również w odnośnych publikacjach fachowych (Beton 1/94, strony 12 -16, Felsbau 11 [1993], Nummer 6, Sonderabdruck, Bauingenieur 67, [1992], strony 499 - 504).

Zgodnie z przepisami cement drobnoziarnisty do wytwarzania zawiesin cementowych powinien w co najmniej 95% przechodzić przez sita o wielkości oczek 0,016 mm, a w procesie jego wytwarzania należy stosować odpowiednie domieszki i środki pomocnicze. Pojęcia domieszki i środki pomocnicze zostały zdefiniowane z Zement-Merkblatt Nr B 3, BBD/KA 1.93/20.

Jako materiał do wypełniania i/lub wtłaczania (iniekcji) stosuje się zawiesinę cementu, wytwarzaną z reguły na miejscu budowy. Składa się ona z co najmniej dwóch składników, a mianowicie jednego, zawierającego cement drobnoziarnisty i domieszki, oraz drugiego, zawierającego środki pomocnicze (Gyórgy Ivanyi, Walter Rosa: „Fullen von Rissen und Hohlraumen im Konstruktionsbau mit Zementsuspensionen”, Beton- und Stahlbetonbau 87 [1992], Hrft 9, strony 224 - 229; Helmut Sager i Holger Graeve: „Einsatzmoglichkeiten zementgebundener Injektionssysteme”, Beton 1/94, strony 12-16).

Końcowy rezultat iniekcji wypełnienia zależy m.in. od właściwości reologicznych zawiesiny cementowej oraz właściwości mechaniczno-technologicznych zawierającego wodę materiału w pustych przestrzeniach lub pęknięciach. Wymagane jest skuteczne roztworzenie

179 097 cementu drobnoziarnistego w wyniku intensywnego mieszania oraz prawidłowe wprowadzenie potrzebnych środków pomocniczych w kolejności określonej przez producenta cementu drobnoziarnistego i określoną przezeń metodą. Stałe i ciekłe składniki wiążące do wytwarzania wypełnienia są dostarczane przez producenta oddzielnie i należy je na miejscu budowy przechowywać w pojemnikach zgodnie z zaleceniami, przy czym uzyskanie właściwie wytworzonej zawiesiny cementowej wymaga utrzymania odpowiednich warunków przechowywania składników, zachowania odpowiednich proporcji składników mieszanki oraz kolejności dodawania poszczególnych składników, przy znacznym nakładzie staranności.

W DE 40 13 871 Al dokładnie opisano kolejność mieszania składników w celu wytworzenia zawiesiny cementowej z cementu drobnoziarnistego i środków pomocniczych, takich jak środki upłynniające, środki spęczniające, dodatki opóźniające wiązanie cementu i środki zatrzymujące wodę, przy czym korzystnie stosuje się wodę demineralizowaną. Jako środki spęczniające należy stosować gliniany i bentonity.

W Us 5 106 423 również opisano określoną kolejność mieszania składników (kolumna 2, wiersze 37 - 56). Zgodnie z tym opisem można też wytwarzać mieszanki z oddzielnie zmielonych żużlu drobnoziarnistego i cementu drobnoziarnistego, jeżeli stopień rozdrobnienia materiałów można zmieniać zależnie od wymagań (kolumna 7, wiersze 8 - 26). Można ponadto stosować obojętne domieszki o takiej samej wielkości ziaren (kolumna 7, wiersze 38 - 46).

Dostarczanie i przechowywanie składników oraz usuwanie pojemników znacznie podrażają proces wytwarzania wypełnień. Poza tym na miejscu budowy nie ma w wielu przypadkach dostatecznych możliwości dotrzymania zaleceń producenta odnośnie przechowywania i mieszania składników, co wymaga zorganizowania kosztownego i rygorystycznego systemu nadzoru i kontroli. Stwierdzono, ponadto, że nawet gdy przestrzegane są ogólne zasady roztwarzania cementu drobnoziarnistego, jakość zawiesiny cementowej, a zwłaszcza zawartego w zawiesinie uwodnionego materiału, może ulegać znacznym wahaniom w poszczególnych pojemnikach. Przyczyny takiego stanu rzeczy były dotychczas nieznane.

Celem wynalazku jest uproszczenie wytwarzania wypełnienia na miejscu budowy przy jednoczesnym zapewnieniu określonych przepisami właściwości wypełnienia i uwodnionego materiału bez konieczności ponoszenia przy tym dodatkowych nakładów.

Cel ten osiągnięto dzięki mieszance zdefiniowanej w zastrzeżeniu 1. Korzystne postacie wynalazku zdefiniowano w zastrzeżeniach zależnych. .

Zgodna z wynalazkiem mieszanka wiążąca na bazie cementu drobnoziarnistego składa się z dostosowanej do określonego zastosowania, fabrycznie konfekcjonowanej mieszaniny (sucha mieszanka fabryczna) w postaci specjalnie przygotowanej mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego, zawierającej wszystkie niezbędne dla danego zastosowania domieszki i środki pomocnicze, korzystnie o takim samym lub wyższym stopniu rozdrobnienia oraz określonym rozkładzie ziaren, dobrej dyspergowalności w wodzie i wysokiej reaktywności. Suchą mieszankę należy na miejscu budowy jedynie zmieszać z określoną ilością wody. Przedmiotem wynalazku jest zatem sucha mieszanka fabryczna, łatwa do mieszania w warunkach na placu budowy. Wykluczone jest przy tym popełnienie jakiegokolwiek błędu podczas wagowego lub objętościowego dozowania składników na miejscu budowy. Zbędne staje się również utrzymywanie wymaganej do tej pory kolejności mieszania składników, której nieprzestrzeganie prowadziłoby dotychczas do znacznych zmian jakościowych. Zgodny z wynalazkiem sposób wytwarzania suchej mieszanki fabrycznej o uprzednio ustalonym stopniu rozdrobnienia i rozkładzie wielkości ziaren umożliwia dokładne dozowanie wszystkich składników, takich jak drobnoziarnista mączka klinkierowa i/lub drobnoziarnista mączka z piasku hutniczego, oraz suchych dodatków, takich jak domieszki i środki pomocnicze. Zgodna z wynalazkiem sucha mieszanka fabryczna nie wymaga użycia wody demineralizowanej. Można ją mieszać również z wodą resztkową zawierającą chlor według tabeli 1 w publikacji „Restwasser-Richtlinie” DAfStb (Deutscher AusschuB fur Stahlbeton, „Richtlinie fur Herstellung von Beton unter Verwendung von Restwasser, Restbeton und Restmortel” [wydanie wrzesień 1991]). Określona receptura pozwala na uzyskanie zarówno technologicznych właściwości zawiesin, jak też mechaniczno-technologicznych właściwości uwodnionego materiału w dużej mierze niezależnie od jakości wody.

179 097

Wyeliminowanie błędów technologicznych podczas mieszania zawiesin zgodnie z niniejszym wynalazkiem ma decydujące znaczenie np. dla akceptacji i efektu iniekcji drobnoziarnistych spoiw, ponieważ powtórzenie iniekcji w celu zastąpienia wstrzykniętych poprzednio błędnie zmieszanych wypełnień o niezadowalających właściwościach nie jest z reguły możliwe bez poniesienia dodatkowych, znacznych kosztów. Zastosowanie zgodnych z wynalazkiem suchych mieszanek fabrycznych przynosi ponadto korzyści ekonomiczne w zakresie napełniania, przechowywania i transportu, a także usuwania pojemników transportowych.

Mieszanka wiążąca na bazie cementu drobnoziarnistego zawiera zgodnie z wynalazkiem mączkę lub mączki drobnoziarniste, suche środki pomocnicze i ewentualnie suche domieszki. Drobnoziarnista mączka składa się z drobnoziarnistej mączki z klinkieru z cementu portlandzkiego (to jest drobno zmielonego klinkieru z cementu portlandzkiego) lub mieszanki drobnoziarnistej mączki z klinkieru z cementu portlandzkiego i drobnoziarnistej mączki z piasku hutniczego (to jest drobno zmielonego piasku hutniczego) lub wyłącznie z mączki z piasku hutniczego i aktywatorów. Jako domieszkę korzystnie stosuje się bentonit. Środki pomocnicze są to głównie środki upłynniające lub dyspergujące, środki opóźniające wiązanie, środki zatrzymujące wodę, środki przyspieszające wiązanie i środki spęczniające.

Ilość środków pomocniczych, dodawane do drobnoziarnistej mączki klinkierowej, mieszanki drobnoziarnistej mączki klinkierowej i drobnoziarnistej mączki z piasku hutniczego lub drobnoziarnistej mączki z piasku hutniczego, są określone bardzo dokładnie i powtarzalnie, przy czym rozkład ziaren wszystkich istotnych składników wynosi zwykle d95 < 24ąm, korzystnie d95 < 16pm, a d50 < 7pm, korzystnie d50 < 5μηι, przy czym zachowany jest stosunek d50 do d95 = 0,33 ± 0,04 (d95 = średnica ziarna przy przesiewie 95% wag.; d50 = średnica ziarna przy przesiewie 50% wag.). W szczególności wówczas, gdy utrzymane są powyższe warunki, można zoptymalizować wpływ środków pomocniczych. Wpływ dodanej ilości środka pomocniczego, np. środka upłynniającego, na technologiczne właściwości zawiesiny cementowej, wytworzonej ze spoiwa na bazie cementu drobnoziarnistego, o stosunku wody do spoiwa równym 0,7, przedstawiono przykładowo na fig. 2. Przebiegi krzywych pokazują wyraźnie, że już przy nieznacznych odchyleniach zawartości środka upłynniającego od uprzednio ustalonych proporcji składników mieszanki następuje zmiana reologicznych właściwości zawiesiny, decydujących o wyniku iniekcji. Zwiększenie udziału środka upłynniającego z 2 do 4% wag. zmienia przy tym nieznacznie wyjściową lepkość zawiesiny - co na fig. 2 pokazano jako czas płynności w punkcie czasowym t = 0; jednak następująca później, w czasie obróbki świeżej mieszaniny, zmiana lepkości jest już wyraźnie uzależniona od dozowania środka upłynniającego. Tak więc prawidłowe zastosowanie zawiesin cementowych może nastąpić tylko w przypadku optymalizacji zarówno lepkości wyjściowej, jak również lepkości po zakończeniu obróbki, w wyniku użycia odpowiedniej ilości właściwego środka upłynniającego.

Przy optymalizacji dozowania środków pomocniczych należy jednocześnie uwzględnić wpływ dodatku na wytrzymałość uwodnionych zawiesin, aby odpowiadały one przede wszystkim wymaganiom eksploatacji statycznej. Zestawione w poniższej tabeli 1 wyniki badań wytrzymałości na ściskanie, przeprowadzonych na pryzmatycznych próbkach dowodzą, że przedozowanie środka upłynniającego już do 5% wag. prowadzi do pogorszenia wytrzymałości. W przypadku dodania 6% wag. środka upłynniającego niedostatecznie utwardzone zawiesiny uniemożliwiąjąjakikolwiek pomiar wytrzymałości na ściskanie.

Tabela 1

Wytrzymałość zawiesin cementowych (stosunek wody do spoiwa = 0,6) w zależności od ilości środka pomocniczego

Dodatek środka pomocniczego [% wag.]	Wytrzymałość na ściskanie po 2 dniach [N/mm²]
4	20,8
5	18,9
6	niemierzalna

179 097

Nieoczekiwanie okazało się, że można uniknąć problemów jakościowych i technologicznych przy użyciu wieloskładnikowych układów na palcu budowy, spełniając jednocześnie wysokie wymagania dotyczące wypełnienia, jeżeli do wytwarzania zawiesiny cementowej zastosuje się konfekcjonowana suchą mieszankę o określonym stopniu rozdrobnienia i określonym rozkładzie wielkości ziaren, składającą się z drobnoziarnistych mączek, domieszek i środków pomocniczych. Dzieje się tak dlatego, że materiał wyjściowy do wytwarzania zgodnej z wynalazkiem mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego został zmieszany fabrycznie z wymaganymi dla danego zastosowania domieszkami i środkami pomocniczymi i po zmieleniu wyłącznie klinkieru lub piasku hutniczego, tak że w celu uzyskania gotowej do przeróbki zawiesiny cementowej na miejscu budowy do suchej mieszanki należy dodać jedynie wody zgodnie z podanym poprzednio stosunkiem wody do spoiwa. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu proszkowych środków pomocniczych i domieszek o stopniu rozdrobnienia i rozkładzie wielkości ziaren, odpowiadających przykładowo drobnoziarnistym mączkom, w wyniku czego te środki pomocnicze i domieszki wykazuj ą bardzo dobrą dyspergowalność i reaktywność po zmieszaniu suchej mieszanki z wodą. Określona dyspergowalność lub rozpuszczalność w wodzie i reaktywność tych redyspergowalnych suchych składników zapewniają bezpośrednią reakcję składników mieszanki po zmieszaniu z wodą zarobowa do zapraw. Nieoczekiwane przy tym jest to, że różne efekty przynosi nie tylko zastosowanie różnych ilości dodatków, lecz także różny stopień rozdrobnienia i rozkład wielkości ziaren, zwłaszcza w podanych granicach d95 i d50 oraz stosunku tych wielkości, co przedtem próbowano uzyskać poprzez oddzielne dostarczanie składników, zachowanie określonej kolejności mieszania oraz użycie demineralizowanej wody. Środki pomocnicze reagują w podanym przedziale rozdrobnienia w sposób zaskakująco czuły, tak że można je wykorzystać jako parametry, na podstawie których określa się wyjściowy stopień rozdrobnienia i rozkład wielkości ziaren.

Do wytwarzania zgodnej z wynalazkiem suchej mieszanki niezbędne są urządzenia do mielenia, kontroli, dozowania i mieszania, które umożliwiają uzyskanie mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego, mającej odpowiednią jakość. Zgodny z wynalazkiem sposób polega na tym, że poszczególne składniki przygotowuje się całkowicie oddzielnie do momentu uzyskania uprzednio ustalonego stopnia rozdrobnienia i rozkładu wielkości ziaren. Za pomocą dokładnie sterowanych urządzeń dozujących i mieszających wytwarza się następnie drogą homogenizacji suchą mieszankę o uprzednio ustalonym składzie chemicznomineralogicznym.

Konfekcjonowane zgodnie z wynalazkiem suche mieszanki (suche mieszanki fabryczne) charakteryzują się tym, że po zmieszaniu z wodą dają one trwałe zawiesiny cementowe o niskiej do średniej lepkości, które dzięki chemiczno-mineralogicznych i fizycznych właściwości suchej mieszanki oraz konsystencji uzyskanej po zarobieniu jej wodą, a także dzięki niewielkiej reaktywności w trakcie procesu przerabiania wykazują wyjątkowo dobre właściwości technologiczne, a tym samym nadają się do wszelkich zastosowań jako układy typu mineralnego do wysycania i iniekcji. Skład suchych mieszanek zapewnia ponadto po zakończeniu procesu przetwarzania osiągnięcie stosunkowo wysokiej wytrzymałości uwodnionej mieszanki, dzięki czemu tego rodzaju zawiesiny cementowe nadają się również do zastosowań o działaniu statycznym (siłowym) i to niezależnie od wilgotności elementów budowlanych, do których są wstrzykiwane.

Z uwagi na stosunkowo duży udział wody w cementach drobnoziarnistych podczas procesu utwardzania następuje wyraźny skurcz, który dotychczas można było kompensować jedynie częściowo i w sposób niekontrolowany poprzez dodanie znanych domieszek (bentonit) lub środków pomocniczych (środki spęczniające). W przypadku zgodnych z wynalazkiem suchych mieszanek fabrycznych opisanych powyżej można wprawdzie kontrolować skurcz, ponieważ spoiwo na bazie cementu drobnoziarnistego zawiera domieszki i środki pomocnicze, których działanie jest kontrolowane, nie można jednak skompensować wad wynikających ze skurczu, przede wszystkim zaś spadku wytrzymałości rozwarstwienie pod wpływem działania sił rozciągających. W przypadku dotychczas znanych spoiw okazało się, że wielkość skurczu podlega wahaniom, a co za tym idzie, nie można zapewnić równomiernej jakości

179 097 utwardzonego wypełnienia pod względem właściwości mechaniczno-technologicznych. Użycie szczególnego dodatkowego środka umożliwia w przypadku zgodnych z wynalazkiem mieszanek wiążących na bazie cementu drobnoziarnistego osiągnięcie określonego stopnia spęcznienia przy jednoczesnym uwzględnieniu skurczu i dopasowanie wielkości tego spęcznienia do danego zastosowania. Zjawisko pęcznienia lub przyrost objętości umożliwia sterowanie lub wstępne określenie spadku wytrzymałości na rozwarstwienie pod działaniem sił rozciągających dla układów składających się z kamienia (np. skały) lub betonu i wstrzykniętego wypełnienia. Całkowite wypełnienie pustej przestrzeni lub pęknięcia poprawia przy tym wskutek spęcznienia szczelność systemu.

Znane są liczne tak zwane cementy pęczniejące, oparte wyłącznie na cementach o typowym składzie i stopniu rozdrobnienia oraz typowych środkach spęczniających. Wieloletnie doświadczenie w użytkowaniu tych cementów pęczniejących wykazało, że w wielu przypadkach można uzyskać własności cementów pęczniejących, wykorzystując środki spęczniające tworzące etryngit, przy czym znane cementy pęczniejące składają się z mieszanin typowych cementów portlandzkich ze składnikami zawierającymi gliniany/siarczany. Właściwości tych znanych cementów pęczniejących zależą od składu chemiczno-mineralogicznego i proporcji składników oraz od czynników technologicznych, jak np. konsystencja i warunki przechowywania. Mimo licznych doświadczeń praktyczne zastosowanie tych znanych cementów pęczniejących stwarza liczne problemy w zakresie regulowania procesu tworzenia struktury przy utwardzaniu, decydującego o właściwościach stałego materiału. W znanych cementach pęczniejących jako dające się regulować parametry służą przede wszystkim stosunek wagowy cementu portlandzkiego do składników spęczniających oraz chemiczna aktywność składników spęczniających.

Obecnie stwierdzono, że w przypadku suchych mieszanek fabrycznych według wynalazku można regulować proces pęcznienia nie tylko dodając różne ilości środków pomocniczych, lecz również stosując określone reaktywne składniki spęczniające zdolne do tworzenia etryngitu tak, że reaktywność składnika spęczniającego zmienia się przy zachowaniu określonej proporcji składników mieszanki lub przy określonej ilości środka spęczniającego w drodze zmian rozkładu wielkości ziaren i stopnia rozdrobnienia. Zgodnie z wynalazkiem szybkość utwardzania osnowy mieszanki wiążącej jest przy tym dostosowana do szybkości tworzenia etryngitu przez składnik spęczniający. Stosuje się np. składnik spęczniający na bazie glinianów/siarczanów, zwłaszcza glinianu wapnia i siarczanu wapnia, których rozkład wielkości ziaren i stopień rozdrobnienia są w granicach wspomnianego rozkładu wielkości ziaren i stopma rozdrobnienna mieszanki wiążącej na cementu di^ro^tKoi^ii^i^i^ii^t^t^ą^o. Te pruametry, to jest stopień rozdrobnienia i rozkład wielkości ziaren, umożliwiają regulowanie procesu pęcznienia w sposób powtarzalny, co sprawia że mieszankę wiążącą na bazie cementu drobnoziarnistego można dostosować do określonych wymagań technicznych.

Zaskakujące jest to, że tworzący etryngit składnik spęczniający daje efekt synergiczny, przejawiający się w zwiększeniu trwałości sedymentacji zawiesiny cementowej.

Szczególnie skuteczne jest zgodne z wynalazkiem sterowanie procesem pęcznienia przy użyciu drobnoziarnistej mączki klinkierowej o niskiej zawartości glinianu wapnia i żelazianu wapnia.

W suchej mieszance fabrycznej według wynalazku składnik spęczniający jest określony w odniesieniu do mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego, nie zawierającej składnika spęczniającego. Nie zawierającą składnika spęczniającego mieszankę wiążącą na bazie cementu drobnoziarnistego o rozkładzie wielkości ziaren o d95 < 24pm. korzystnie d95 < 16pm, i d50 < 7pm, korzystnie d50 < 5 pm, oraz stosunku d50 do d95 = 0,33 ± 0,04 miesza się w ilości od 50 - 95% wag., korzystnie 70 - 90% wag., ze składnikiem spęczniającym na bazie np. glinianów/siarczanów, korzystnie glinianu wapnia i siarczanu wapnia, o niższymi lub takim samym stopniu rozdrobnienia i rozkładzie wielkości ziaren w ilości 5 - 50% wag., korzystnie 10 - 30% wag., przy czym ujednorodniona mieszanka końcowa charakteryzuje się rozkładem wielkości ziaren d95 < 24pm, korzystnie d95 < 16pm i d50 < 7pm, korzystnie d50 < 5pm, oraz stosunkiem d50 do d95 = 0,33 ± 0,04.

179 097

W celu określenia zakładanych różnych efektów pęcznienia w przypadku zgodnych z wynalazkiem mieszanek wiążących na bazie cementu drobnoziarnistego wytwarza się najpierw mieszankę wiążącą w postaci wsadów o zróżnicowanych stopniach rozdrobnienia i rozkładach wielkości ziaren, a następnie określa się szybkość utwardzania poszczególnych wsadów. Również składnik spęczniający wytwarza się w postaci wsadów o zróżnicowanych stopniach rozdrobnienia i rozkładach wielkości ziaren, a następnie określa się szybkość tworzenia etryngitu dla poszczególnych wsadów. Na podstawie wyznaczonych szybkości utwardzania i szybkości tworzenia etryngitu określa się udział składnika spęczniającego w mieszankach i rozpoczyna produkcję.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia schemat urządzenia do wytwarzania suchej mieszanki fabrycznej według wynalazku, fig. 2 - wykres ilustrujący działanie środka upłynniającego, fig. 3 - wykres przedstawiający rozkład wielkości ziaren, fig. 4 - wykres ilustrujący szybkość reakcji mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego i składnika spęczniającego, fig. 5 - rozkład ziaren mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego i składnika spęczniającego.

Zgodnie z wynalazkiem otrzymano dostosowaną do warunków placu budowy, gotową sucha mieszankę fabryczną w postaci mieszaniny suchych składników, wymagająca jedynie zarobienia określoną ilością wody. Wyklucza się w ten sposób błędy, które mogłyby mieć miejsce podczas dozowania składników w celu wytworzenia mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego. Zarabianie wodą odbywa się za pomocą wysoko wydajnego mieszalnika. Silnie rozdrobnione, suche środki pomocnicze mogą ujawniać swoje działanie bezpośrednio w trakcie mieszania. Suchą mieszankę fabryczną można dowolnie często wytwarzać, zachowując jej skład i jakość. Dzieje się tak dzięki temu, że środków pomocniczych nie miele się wraz z klinkierem cementowym, że środki pomocnicze muszą mieć taki sam lub wyższy stopień rozdrobnienia i określony rozkład wielkości ziarna oraz że działanie środków pomocniczych w tym przedziale rozdrobnienia jest bardzo intensywne, jako że niewielkie różnice w ilościach dodawanych środków pomocniczych (patrz fig. 2) oraz w stopniu ich rozdrobnienia i rozkładzie wielkości ziaren dają znacznie różniące się efekty końcowe. Dodatek środka pomocniczego wynosi korzystnie 2-5% wag. (z wyjątkiem środków spęczniających).

Cement drobnoziarnisty zwykle otrzymuje się w trakcie mielenia klinkieru z cementu portlandzkiego wraz z co najmniej jednym nośnikiem siarczanu w ten sposób, że odpowiednią frakcję oddziela się ze zmielonego cementu tylko wówczas, gdy nadchodzi zlecenie na dostawę cementu drobnoziarnistego. Odprowadza się przy tym drogą separacji powietrznej frakcję spełniającą warunek dotyczący wartości d95. Obecnie stwierdzono, że ten sposób otrzymywania stanowi zasadniczą przyczynę braku powtarzalności jakości zawiesiny cementowej między poszczególnymi dostawami. Nie znając tej przyczyny próbowano zapobiec niekorzystnemu zjawisku, dostarczając poszczególne składniki w oddzielnych pojemnikach i narzucając określoną kolejność mieszania, co jednak nie doprowadziło do osiągnięcia zadowalających rezultatów. Dopiero oddzielne mielenie klinkieru cementowego do postaci mączki klinkierowej i piasku hutniczego do postaci mączki z piasku hutniczego, o ile mieszanka wiążąca na bazie cementu drobnoziarnistego ma zawierać mączkę z piasku hutniczego, oraz użycie domieszek i środków pomocniczych, zwłaszcza o co najmniej takim samym stopniu rozdrobnienia i rozkładzie wielkości ziaren, a także oddzielne przygotowanie wszystkich składników do wytworzenia mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego umożliwia dokładne dozowanie składników, a po ujednorodnieniu mieszanki zapewnia uzyskanie określonej jakości wypełnienia lub zawiesiny cementowej i utwardzonego produktu. Istotne dla wynalazku jest to, że stosowane środki pomocnicze mają co najmniej taki sam stopień rozdrobnienia i rozkład wielkości ziaren jak mieszanka wiążąca na bazie cementu drobnoziarnistego, lub cała mieszanka ma wymagany stopień rozdrobnienia i rozkład wielkości ziaren, natomiast środki pomocnicze mogą mieć ziarna większe, przy czym rozkład wielkości ziaren jest w nich taki, że rozkład wielkości ziarna w mieszance wiążącej osiąga wymagana wartość. Jeżeli na rynku nie ma środków pomocniczych o wymaganym stopniu rozdrobnienia i rozkładzie wielkości ziaren, wówczas stosownie się je wytwarza. W innym przy10

179 097 padku, gdy na rynku dostępny jest szereg środków pomocniczych o różnym stopniu rozdrobnienia i rozkładzie wielkości ziaren, należy dokonać odpowiedniego wyboru. Zaskakujące jest to, że środki pomocnicze, zwłaszcza w postaci bardzo drobno zmielonej wykazują w połączeniu z drobno zmieloną mieszanką wiążącą wyjątkową, niespotykaną dotychczas reaktywność, co umożliwia właściwą iniekcję, o ile zapewni się jednocześnie określoną jakość mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego - pod względem jej składu oraz stopnia rozdrobnienia i rozkładu wielkości ziaren. Nie było to dotychczas możliwe do osiągnięcia na skutek „dojenia”, mającego miejsce podczas mielenia typowych cementów, ponieważ - jak obecnie stwierdzono - „produkty dojenia” wykazywały wahania składu, co należałoby chyba tłumaczyć zmianą składu mieszanki. Przykładowo następowało kontrolowane wzbogacenie „produktów dojenia” w określone fazy mineralne, np. siarczany.

Przedstawione na fig. 1 w sposób schematyczny urządzenie umożliwia wytwarzanie zgodnych z wynalazkiem mieszanek wiążących mną bazie cementu drobnoziarnistego. Do młyna 1 doprowadza się tutaj podajnikiem 1a czysty klinkier z cementu portlandzkiego, który w młynie 1 ulega rozdrobnieniu do postaci wstępnej mączki klinkierowej. Wstępną mączkę klinkierową następnie przesyła się podajnikami 18, 2a do zasobnika 2. Za pomocą tego samego, oczyszczonego młyna 1, do którego poprzez podajnik 1a doprowadza się piasek hutniczy w postaci granulatu, miele się piasek hutniczy do postaci wstępnej mączki z piasku hutniczego, którą następnie podajnikami 18, 3a transportuje się do zasobnika 3. Z podajnika 18 można doprowadzić część zmielonego materiału poprzez podajnik 18a do urządzenia, służącego do wytwarzania np. typowego cementu portlandzkiego. W zasobniku 4 przechowuje się drobno zmielony bentonit, który przesyła się do zasobnika 4 podajnikiem 4a. Z zasobników 2, 3 i 4 pobiera się osobno produkty na podajniki 2b, 3b i 4b i poddaje rozdziałowi w separatorze powietrznym 5, przy czym można stosować albo jeden i ten sam - każdorazowo oczyszczany separator powietrzny 5, albo też oddzielne (nie przedstawione) separatory powietrzne dla każdego produktu. Podobnie mielenie piasku hutniczego do postaci mączki wstępnej może odbywać się w oddzielnym młynie. Liczbę młynów ustala się w zależności od złożonej efektywności urządzenia.

Podczas rozdziału w separatorze powietrznym 5 oddziela się drobno zmielony produkt o zadanym stopniu rozdrobnienia i rozkładzie wielkości ziaren i wdmuchuje go poprzez podajnik 5a za pomocą wentylatora 6 do odpowiedniego podajnika 7a, 8a, 9a, a stamtąd do odpowiedniego zasobnika 7, 8 lub 9 zmielonego produktu. Zasobnik 7 zawiera przykładowo drobnoziarnistą mączkę klinkierową, zasobnik 8 drobnoziarnistą mączkę z piasku hutniczego, a zasobnik 9 bentonit o zadanym stopniu rozdrobnienia i rozkładzie wielkości ziaren.

Produkt gruboziarnisty z separatora powietrznego 5 odprowadza się poprze podajnik 5b i 18a lub 19a do pośredniego zasobnika 18, np. na mączkę klinkierową oraz do pośredniego zasobnika 19 na mączkę z piasku hutniczego i stamtąd podajnik 1b, który wchodzi do podajnika 1a, ponownie kieruje się do młyna 1.

W przypadku bentonitu grube cząstki wyrzuca się przez podajnik 20 i ewentualnie kieruje do innych zastosowań. Poza zasobnikami 7, 8 i 9 drobnoziarnistych produktów zainstalowano inne zasobniki na drobnoziarniste środki pomocnicze, np. zasobniki 10, 11 i 12, z których każdy zawiera jeden środek pomocniczy o określonym stopniu rozdrobnienia i rozkładzie wielkości ziaren.

Produkty z zasobników 7 do 12 podaje się za pośrednictwem podajników 7b, 8b, 9b, 10b, 11b, 12b i dozuje za pomocą (nie przedstawionych) urządzeń dozujących i kieruje na wagę 13. Z wagi rozdrobniony produkt doprowadza się za pośrednictwem podajnika 13b do mieszalnika 14, np. mieszalnika lemieszowego, w którym następuje ujednorodnienie rozdrobnionych produktów do postaci suchej mieszanki fabrycznej. Gotową suchą mieszankę fabryczną można następnie od razu pakować w worki lub przesyłać podajnikiem 14b do zasobnika magazynowego 15, skąd gotową mieszankę można za pomocą podajnika 15b ładować na samochody.

Dodawanie środków pomocniczych może w celu ułatwienia procesu homogenizacji mieszanki odbywać się grupowo tak, że np. co najmniej dwa środki pomocnicze, np. z zasobników 11 i 12, kieruje się na wspólną wagę wstępną 16, a następnie na wagę główną 13.

179 097

Celowe może się przy tym okazać przypisanie każdemu zasobnikowi wagi wstępnej 16, co pokazano na przykładzie zasobnika 10.

Zgodnie ze sposobem według wynalazku klinkier cementowy miele się w młynie 1 bez dodatku środków pomocniczych, zwłaszcza zaś bez nośników siarczanów. Mączka wstępna i mączka drobnoziarnista nie zawierają zatem żadnych składników siarczanowych. W celu wytworzenia mieszanek wiążących na bazie cementów drobnoziarnistych z dodatkiem składników spęczniających lub bez nich mielenie klinkieru z cementu portlandzkiego odbywa się również bez dodatku siarczanów, przy czym w zasobniku, np. zasobniku 10, przechowywany jest i odpowiednio dozowany jeden środek spęczniający lub w zasobnikach 11 i 12 przechowywane są i również odpowiednio dozowane składniki, służące do uzyskania dwuskładnikowego środka spęczniającego.

Również w oddzielnym zasobniku przechowuje się nośnik siarczanu, służący do regulowania reakcji drobnoziarnistej mączki klinkierowej, przy czym substancję tę jest zwykle dodaje się już w trakcie mielenia klinkieru.

Urządzenie według wynalazku do wytwarzania suchej mieszanki fabrycznej według wynalazku zawiera oczywiście odpowiednią ilością zasobników, zależnie od tego, jakie składniki lub komponenty może lub powinna zawierać sucha mieszanka fabryczna.

Za pomocą urządzenia według wynalazku można sporządzić suchą mieszankę fabryczną, zawierającą określone ilości określonych składników o zadanym stopniu rozdrobnienia ziaren i rozkładzie wielkości ziaren, co pozwala regulować działanie tych składników w zawiesinie cementowej. W ten sposób można wykluczyć niejednorodność wypełnienia.

Na figurze 3 przedstawiono krzywe, obrazujące rozkłady wielkości ziaren. Krzywe KV1 do KV3 pokazują przykładowo rozkłady wielkości ziaren zgodnych z wynalazkiem mieszanek wiążących na bazie cementów drobnoziarnistych. Krzywe KV4 do KV6 leżą poza zakresem wielkości ziaren i rozkładu wielkości ziaren, wymaganym dla mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego. Można jednak zgodnie z wynalazkiem stosować również środki pomocnicze, zwłaszcza środki spęczniające o rozkładzie wielkości ziaren, odpowiadającym krzywym KV4 do KV6, o ile produkt końcowy, a mianowicie gotowa sucha mieszanka fabryczna będzie się mieściła w obszarze wielkości ziaren i rozkładu wielkości ziaren, wyznaczonym przez krzywe KV1 do KV3. Zgodnie z tym środek pomocniczy o większych ziarnach, odpowiadający krzywej KV6, można dodać w ilości, która spowoduje przesunięcie rozkładu wielkości ziaren mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego z krzywej KV1 do obszaru krzywej KV3. Możliwość ta może się okazać szczególnie przydatna przy wytwarzaniu mieszanek wiążących, pęczniejących w określony lub powtarzalny sposób, ponieważ umożliwia celowe regulowanie stopnia spęcznienia.

Figura 4 uwidacznia przebieg tworzenia etryngitu lub szybkość tworzenia etryngitu w czasie oraz przebieg procesu utwardzania z pęczniejącej w określony sposób zgodnej z wynalazkiem mieszanki na drobnoziarnistego. Tworzenie etryngitu w wyniku dodania składników spęczniających (krzywa 1), powodujące pęcznienie ulegającej utwardzaniu zawiesiny, jest uzależnione od przebiegu utwardzania mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego tak, że maleje w momencie rozpoczęcia utwardzania (krzywa 2 w chwili to), po czym rośnie, podczas gdy osnowa wiążąca jest nadal ciągliwa, to znaczy podobnie do świeżego betonu pozwala się odkształcać w sposób sprężysto-plastyczny.

Stopień spęcznienia może zgodnie z wynalazkiem regulować za pomocą zarówno ilości dodawanych środków spęczniających, jak też stopnia rozdrobnienia i rozkładu wielkości ziaren środków spęczniających. Zależności te zostaną bliżej objaśnione w zamieszczonych poniżej przykładach.

Przykład I

Figura 5 pokazuje rozkład wielkości ziaren nie zawierającej środków spęczniających mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego oraz środka spęczniającego. W zamieszczonej poniżej tabeli 2 podano parametry rozkładu wielkości ziaren wybranej przykładowo mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego oraz środka spęczniającego.

179 097

Tabela 2

Parametry rozkładu wielkości ziaren wybranej przykładowo, nie zawierającej środków spęczniających, mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego oraz środka spęczniającego

Parametr	Nie zawierająca składników spęczniających mieszanka wiążąca na bazie cementu drobnoziarnistego	Składnik spęczniający
Powierzchnia właściwa	800 cm2/g	1)000 cm2/g
d50	4,5 pm	2,5 pm
d95	14 pm	7,5 pm
d50/d95	0,32	0,33

Wpływ stosunku nie zawierającej środków spęczniających, mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego do środka spęczniającego na zdolność pęcznienia mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego wynika z tabeli 3.

Tabela 3

Wpływ ilości składników na zdolność pęcznienia mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego

Udział składnika A (% wag.)	90	80	70
Udział składnika B (% wag.)	10	20	30
Wydłużenie (mm/m)	0	0,126	0,406

Składnik A: nie zawierająca środków spęczniających mieszanka wiążąca na bazie cementu drobnoziarnistego (powierzchnia właściwa 8000 cm²/g)

Składnik B: składnik spęczniający (powierzchnia właściwa 10000 cm2/g).

Z tabeli 3 wynika, że przy zadanym stopniu rozdrobnienia składnika A i składnika B można dobór proporcji składników mieszanki regulować zdolność pęcznienia wypełnień.

Przykład II

W tym przykładzie wykazano wpływ stopnia rozdrobnienia składnika spęczniającego na zdolność pęcznienia mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego. W celu przedstawienia wpływu stopnia rozdrobnienia składnika spęczniającego na zdolność pęcznienia zgodnej z wynalazkiem mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego przyjęto stały stopień rozdrobnienia nie zawierającej środków spęczniających mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego (składnik A) i zmieniano stopień rozdrobnienia składnika spęczniającego (składnik B). Proporcja obydwóch składników mieszanki składnik A/składnikB - 70/30.

Odpowiedni rozkład wielkości ziaren obu składników przedstawiono na fig. 3. Podane w zamieszczonej poniżej tabeli 4 skrócone oznaczenia rozkładów wielkości ziarn (KV) obu składników odnoszą się do fig. 3.

Tabela 4

Charakterystyka składników wybranej przykładowo, nie zawierającej środków spęczniających, mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego

Parametr/składnik	Składnik A (nie zawierająca środka spęczniającego mieszanka wiążąca na bazie cementu drobnoziarnistego)	Składnik B (środek spęczniający)
Powierzchnia właściwa (cm2/g)	8000	6000	8000	10000
Rozkład wielkości ziaren (według fig. 3)	KV 3	KV4	KV3	KV2
Udział (% wag.)	70	30	30	30

179 097

Z poniższej tabeli 5 wynika oddziaływanie stopnia rozdrobnienia składnika spęczniającego na zdolność pęcznienia.

Tabela 5

Wpływ stopnia rozdrobnienia składnika spęczniającego na zdolność pęcznienia mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego

Składnik A	KV 3 (8000 cm²/g)	KV 3 (8000 cm2/g)	KV 3 (8000 cm2/g)
Składnik B	KV 4 (6000 cm²/g)	KV 3 (8000 cm2/g)	KV 2 (10000 cm2/g)
Stosunek składników mieszanki (A:B)	70:30	70 : 30	70:30
Wydłużenie (mm/m)	3,98	2,13	0,406

Z przykładu wynika, że dostosowanie rozdrobnienia nie zawierającej środka spęczniającego mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego i stopnia rozdrobnienia składnika spęczniającego umożliwia regulowanie zdolności pęcznienia zgodnej z wynalazkiem mieszanki wiążącej na bazie cementuistego. Zdolność pęcznienia mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego maleje wraz ze wzrostem stopnia rozdrobnienia składnika spęczniającego. Dzięki temu można regulować zdolność pęcznienia mieszanek wiążących na bazie cementu drobnoziarnistego za pośrednictwem stopnia rozdrobnienia składników w sposób umożliwiający wytwarzanie pęczniejących lub niepęczniejących, to znaczy nie wykazujących rozszerzalności, mieszanek wiążących na bazie cementów drobnoziarnistych. Zastosowanie mieszanek niepęczniejących jest wymagane przykładowo wszędzie tam, gdzie użycie mieszanek pęczniejących może prowadzić do uszkodzeń naprawianego elementu budowlanego pod wpływem ciśnienia, wytwarzającego się pod wpływem procesu pęcznienia.

Środek spęczniający składa się korzystnie, jak już wspomniano, z glinianu wapnia i siarczanu wapnia,. Składniki te miele się aż do uzyskania zadanego, różnego stopnia rozdrobnienia i rozkładu wielkości ziaren, a następnie określa się szybkość tworzenia etryngitu. Stosunek wagowy glinianu wapnia do siarczanu wapnia określa się w oparciu o stosunki stechiometryczne, występujące przy tworzeniu etryngitu. Podobnie sporządza się mieszanki wiążące na bazie cementu drobnoziarnistego o różnym stopniu rozdrobnienia i rozkładzie wielkości ziaren, po czym ocenia się przebieg utwardzania. Na podstawie porównania przebiegu utwardzania i szybkości tworzenia etryngitu sporządza się mieszankę składników, zapewniającą określony stopień spęcznienia. Mieszankę tę następnie przerabia się do postaci suchej mieszanki fabrycznej w urządzeniu według wynalazku i dostarcza na miejsce budowy.

Ustalenie wpływu na reakcję stopnia rozdrobnienia i rozkładu wielkości ziaren zarówno drobnoziarnistej mączki klinkierowej, drobnoziarnistej mączki z piasku hutniczego lub ich mieszaniny, jak też środków pomocniczych, zwłaszcza środków spęczniających, umożliwia bez podnoszenia dużych kosztów dostosowanie procesu wytwarzania do wymagań związanych z danym zastosowaniem, że albo w zakładzie istnieje szereg zasobników, w których przechowuje się poszczególne składniki o zróżnicowanym stopniu rozdrobnienia i rozkładzie wielkości ziaren, albo też przy kolejnych wsadach zmienia się agregaty mielące i separatory powietrzne. Ponieważ zasobniki są połączone z urządzeniami dozującymi, sporządzanie suchych mieszanek fabrycznych do wytwarzania zawiesin cementowych lub do wytwarzania z zawiesin utwardzonych cementowych produktów o określonych i powtarzalnych właściwościach, również w zakresie pęcznienia, można kontrolować nie tylko poprzez dozowanie ilości, lecz przede wszystkim poprzez stopień rozdrobnienia i rozkład wielkości ziaren. Odciąża to w dużej mierze użytkownika. Kontrola mieszanek jest więc przeniesiona do producenta, gdzie można ją przeprowadzić łatwiej i bardziej prawidłowo.

Jako środki spęczniające do zgodnej z wynalazkiem mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego stosuje się przede wszystkim siarczan glinu, cement glinowy z dodatkiem gipsu, gliniany wapnia z dodatkiem gipsu, proszek aluminiowy z dodatkiem glinianu jako aktywatora oraz gipsu.

179 097

FIG. 2

179 097

FIG. 3

Średnica ziaren [pm]

179 097

spęcznienie w wyniku tworzenia etryngitu

Szybkość procesu

ή Czas

179 097

FI G. 5

: lii , I · I	1		i ; ί	• z l		1	1 1	i
I ! i : ¹	1		i ^: 7D 1/	i	i	i	i
! i :	1 1		I · /! σ I	/T Z i			i	¹
ί ί I	i		Z 1 ‘ i	/ i
I ¹	1		/ 1 / 0 ‘ ¹ /'				i
, i ! 1 , ¹	i		/ l> ¹ s ' * '·	1
: j ;	1 1	/ /	Λ > ! ! i		mieszanka według wynalazku bez składnika spęczniającego składnik spęczniający
¹ 1 i li'	i		X ' ' I	i -9—		1
	i y	! i
i 1			i	1 1		1	1
i i I ¹i i 1 i	A			©		! i

1,0

10,0

100,0

0,1

Średnica ziaren [pm]

-3α

-2α

179 097

Ua

I

18α

5b

\=7 •Ua

5b •Ub rw la

18α.

Τ

	fia-
sk

fi i

Ib-20

Afc ⁸ił? JL’ A?

-5a

_β Ub <2b(Ub) b

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Mieszanka wiążąca na bazie cementu drobnoziarnistego do wytwarzania zawiesiny cementowej do wypełniania i/lub wtłaczania zwłaszcza do porów i pustych przestrzeni luźnych skał klastycznych albo pustych przestrzeni i/lub pęknięć w skałach lub betonowych elementach budowlanych i tym podobnych, w postaci gotowej, wymagającej jedynie zarobienia wodą, suchej mieszanki, znamienna tym, że zawiera drobnoziarnistą mączkę klinkierową lub drobnoziarnistą mączkę z piasku hutniczego lub ich mieszaninę oraz domieszki, korzystnie takie jak bentonit, tras, kwas krzemowy o wysokim stopniu dyspersji lub inne podobne znane domieszki, oraz środki pomocnicze, zwłaszcza takie jak środki upłynniające, środki opóźniające twardnienie, środki przyspieszające twardnienie, środki zatrzymujące wodę lub inne podobne znane środki pomocnicze, przy czym jednorodna sucha mieszanka charakteryzuje się rozkładem ziaren o wartościach przesiewu d95 < 24gm i d50 < 7pm.
2. Mieszanka wiążąca według zastrz. 1, znamienna tym, że ma wartość przesiewu d95 < 16 i d50 < 5pm.
3. Mieszanka wiążąca według zastrz. 1, znamienna tym, że stosunek wartości przesiewu d50 do d95 wynosi 0,33 ± 0,04.
4. Mieszanka wiążąca według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera 5 - 95% wag. drobnoziarnistej mączki z piasku hutniczego w przeliczeniu na drobnoziarnistą mączkę klinkierową.
5. Mieszanka wiążąca według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera aktywator do drobnoziarnistej mączki z piasku hutniczego o takim samym lub większym stopniu rozdrobnienia i rozkładzie wielkości ziaren co drobnoziarnista mączka z piasku hutniczego.
6. Mieszanka wiążąca według zastrz. 1, znamienna tym, że jako proszkowy środek upłynniający zawiera kondensat formaldehydu i naftalenosulfonianu.
7. Mieszanka wiążąca według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera środki pomocnicze, z wyjątkiem składników spęczniających, każdy w ilości 2 - 5% wag.
8. Mieszanka wiążąca według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera tworzący etryngit składnik spęczniający, który w trakcie procesu utwardzania mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego po napełnieniu i/lub wtłoczeniu, gdy osnowa mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego jest jeszcze ciągliwa, powoduje przyrost objętości.
9. Mieszanka wiążąca według zastrz. 8, znamienna tym, że jako składnik spęczniający zawiera glinian wapnia i siarczan wapnia.
10. Mieszanka wiążąca według zastrz. 8 albo 9, znamienna tym, że zawiera drobnoziarnistą mączkę klinkierową nie zawierającą glinianu wapnia i żelazianu wapnia.
11. Mieszanka wiążąca według zastrz. 8 albo 9, znamienna tym, że zawiera składniki spęczniające w ilości 5 - 50% wag. w przeliczeniu na mieszankę nie zawierającą składników spęczniających.
12. Mieszanka wiążąca według zastrz. 11, znamienna tym, że zawiera składniki spęczniające w ilości 10 -30% wag.
13. Sposób wytwarzania mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego, znamienny tym, że wszystkie składniki, takie jak drobnoziarnista mączka klinkierowa, drobnoziarnista mączka z piasku hutniczego, domieszki i środki pomocnicze, przy zachowaniu wymaganego według jednego lub większej liczby zastrz. 1 do 3 stopnia rozdrobnienia i rozkładu wielkości ziaren, przechowuje oddzielnie w zasobnikach, określone wyżej składniki dozuje się z odpowiednich zasobników, podaje do mieszalnika i miesza w nim do uzyskania jednorodnej suchej mieszanki fabrycznej.
14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że suchą mieszankę fabryczną przesyła się do końcowego zasobnika magazynowego, a następnie pakuje w worki lub ładuje na samochody.

179 097
15. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że klinkier z cementu portlandzkiego miele się w młynie do cementu do postaci wstępnej mączki klinkierowej i przechowuje w zasobniku, następnie wstępną mączkę klinkierową poddaje się separacji powietrznej dla wytworzenia drobnoziarnistej mączki klinkierowej o zadanym stopniu rozdrobnienia i rozkładzie wielkości ziaren, po czym drobnoziarnistą mączkę klinkierową gromadzi się w zasobniku.
16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że granulat piasku hutniczego miele się w młynie do piasku hutniczego do postaci wstępnej mączki z piasku hutniczego i przechowuje w zasobniku, następnie wstępną mączkę z piasku hutniczego poddaje się separacji powietrznej z wytworzeniem drobnoziarnistej mączki z piasku hutniczego o zadanym stopniu rozdrobnienia i rozkładzie wielkości ziaren, po czym drobnoziarnistą mączkę z piasku hutniczego gromadzi się w zasobniku.
17. Sposób według zastrz. 15 albo 16, znamienny tym, że każdy produkt o większych ziarnach uzyskany przez separację powietrzną również przechowuje się w zasobniku.
18. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że produkt o większych ziarnach dozuje się i kieruje do procesu wstępnego mielenia.
19. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że środki pomocnicze miele się przed skierowaniem do zasobnika.
20. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że do mieszanki dodaje się środki pomocnicze o nieco mniejszym stopniu rozdrobnienia i bardziej zróżnicowanym rozkładzie wielkości ziaren.
21. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że dla uzyskania powtarzalnego przyrostu objętości utwardzanego z zawiesiny produktu do mieszanki dozuje się tworzący etryngit środek spęczniający w ilości 5 - 50% wag. w przeliczeniu na mieszankę nie zawierającą składnika spęczniającego. .
22. Sposób według zastrz. 21, znamienny tym, że składnik spęczniający dodaje się w ilości 10 - 30% wag.
23. Sposób według zastrz. 21 albo 22, znamienny tym, że stosuje się składnik spęczniający, którego stopień rozdrobnienia i rozkład wielkości ziaren odpowiada wymaganiom według jednego lub większej liczby zastrz. 1 do 3.
24. Sposób według zastrz. 21 albo 22, znamienny tym, że dodaje się składnik spęczniający o nieco mniejszym stopniu rozdrobnienia i bardziej zróżnicowanym rozkładzie wielkości ziaren niż to wynika z danych według jednego lub większej liczby zastrz. 1 do 3.
25. Sposób według zastrz. 23, znamienny tym, że jako składniki spęczniające stosuje się glinian wapnia i siarczan wapnia.
26. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że klinkier z cementu portlandzkiego miele się bez dodatku siarczanu.
27. Sposób według zastrz. 21, znamienny tym, że określa się powtarzalny przyrost objętości utwardzanego produktu przez określenie szybkości utwardzania osnowy wiążącej i szybkości tworzenia etryngitu, a następnie łączy się składniki w sposób zapewniający uzyskanie jednorodnej mieszanki, optymalnej pod względem określonego stopnia spęcznienia.
28. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że składniki spęczniające miele się oddzielnie z zachowaniem różnego stopnia rozdrobnienia i rozkładu wielkości ziaren.
29. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że co najmniej jeden składnik suchej mieszanki fabrycznej przechowuje się oddzielnie przy zachowaniu różnego stopnia rozdrobnienia i rozkładu wielkości ziaren.
30. Urządzenie do wytwarzania mieszanki wiążącej na bazie cementu drobnoziarnistego, znamienne tym, że dla każdego składnika suchej mieszanki fabrycznej ma jeden zasobnik, korzystnie zasobnik (7 do 12), połączony z urządzeniem dozującym, przy czym do zasobnika jest dołączony mieszalnik (14).
31. Urządzenie według zastrz. 30, znamienne tym, że przed mieszalnikiem (14) jest umieszczona waga (13).
32. Urządzenie według zastrz. 30, znamienne tym, że jako mieszalnik (14) zawiera mieszalnik o wysokiej wydajności, korzystnie mieszalnik lemieszowy.

179 097
33. Urządzenie według zastrz. 30, znamienne tym, że dla co najmniej jednego składnika zawiera co najmniej dwa zasobniki, korzystnie silosy.
34. Urządzenie według zastrz. 30, znamienne tym, że za mieszalnikiem (14) jest umieszczony zasobnik (15).
35. Urządzenie według zastrz. 30, znamienne tym, że zawiera młyn (1) do cementu, zasobnik (2) i separator powietrzny (5) do wytwarzania drobnoziarnistej mączki klinkierowej, przy czym za pośrednictwem odpowiednich podajników wylot młyna (1) do cementu jest połączony z wlotem zasobnika (2), wylot zasobnika (2) z wlotem separatora powietrznego (5), a wylot separatora powietrznego (5) z wlotem zasobnika (8) drobno zmielonej mączki klinkierowej.
36. Urządzenie według zastrz. 35, znamienne tym, że zawiera młyn (1) do cementu, zasobnik (3) i separator powietrzny (5) do wytwarzania drobnoziarnistej mączki z piasku hutniczego, przy czym za pośrednictwem odpowiednich podajników wylot młyna (1) do cementu jest połączony z wlotem zasobnika (3), wylot zasobnika (3) z wlotem separatora powietrznego (5), a wylot separatora powietrznego (5) z wlotem zasobnika (7) drobnoziarnistej mączki z piasku hutniczego.
37. Urządzenie według zastrz. 35 albo 36, znamienne tym, że wylot separatora powietrznego (5) jest za pośrednictwem podajników połączony z wlotem zasobnika (18, 19), przy czym wylot zasobnika i/lub zasobników 18/19 jest za pośrednictwem podajników połączony z młynem (1) do cementu.