PL217874B1 - Mieszanina surowcowa do wytwarzania autoklawizowanych wyrobów wapienno-piaskowo-popiołowych - Google Patents

Mieszanina surowcowa do wytwarzania autoklawizowanych wyrobów wapienno-piaskowo-popiołowych

Info

Publication number
PL217874B1
PL217874B1 PL388779A PL38877909A PL217874B1 PL 217874 B1 PL217874 B1 PL 217874B1 PL 388779 A PL388779 A PL 388779A PL 38877909 A PL38877909 A PL 38877909A PL 217874 B1 PL217874 B1 PL 217874B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
sand
mixture
raw materials
amount
lime
Prior art date
Application number
PL388779A
Other languages
English (en)
Other versions
PL388779A1 (pl
Inventor
Zdzisław Pytel
Jan Małolepszy
Original Assignee
Akademia Górniczo Hutnicza Im St Staszica
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akademia Górniczo Hutnicza Im St Staszica filed Critical Akademia Górniczo Hutnicza Im St Staszica
Priority to PL388779A priority Critical patent/PL217874B1/pl
Publication of PL388779A1 publication Critical patent/PL388779A1/pl
Publication of PL217874B1 publication Critical patent/PL217874B1/pl

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/60Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest mieszanina surowcowa do wytwarzania autoklawizowanych wyrobów wapienno-piaskowo-popiołowych.
Tradycyjna mieszanina surowcowa na wyroby wapienno-piaskowe składa się z piasku kwarcowego i wapna palonego. Zwykle udział masowy piasku kwarcowego, pełniącego rolę wypełniacza mineralnego, wynosi 92%, a udział masowy wapna palonego, spełniającego funkcję spoiwa, wynosi 8%. Taki skład mieszaniny surowcowej na wyroby silikatowe możliwy jest jedynie wówczas, gdy piasek składa się w 100% z kwarcu, a wapno palone wykazuje 100% aktywność, tzn, składa się w stu procentach z aktywnego CaO.
W rzeczywistości wzajemne proporcje ilościowe obu surowców różnią się od wyżej podanych, gdyż w praktyce przemysłowej wykorzystuje się surowce pochodzenia naturalnego, zawierające zwykle określony rodzaj zanieczyszczeń. Do mieszaniny składników surowcowych w stanie stałym wprowadza się wodę w niezbędnej ilości, potrzebnej do hydratacji składników spoiwa CaO i MgO, oraz uzyskania odpowiedniej wilgotności formierczej, gwarantującej wymagane właściwości reologiczne, zapewniające prawidłowy proces formowania półfabrykatów.
Znany z polskiego opisu patentowego nr 174 628 sposób wytwarzania spoiwa z popiołów z węgla brunatnego polega na tym, że miesza się różne frakcje ziarnowe popiołu w odpowiednich propor2 cjach, po czym miele się „na sucho” do momentu uzyskania powierzchni właściwej 3000-3500 cm2/g wg Blaine'a. Następnie popiół nawilża się i poddaje wstępnej hydratacji, w atmosferze nasyconej pary wodnej o temperaturze 110 - 150°C i ciśnieniu 0,1 - 0,5 MPa, w czasie 1-2 godzin. W ten sposób otrzymane spoiwo przeznaczone jest zasadniczo do produkcji autoklawizowanych materiałów budowlanych, typu cegły wapienno-piaskowej.
Z polskiego zgłoszenia P-321161 znany jest sposób produkcji wyrobów wapienno-piaskowych o różnej barwie, wytwarzanych zwłaszcza w postaci płyt okładzinowych elewacyjnych. Do mieszaniny piasku kwarcowego z wapnem palonym dodaje się odporny na działanie światła i alkaliów barwiący pigment, w ilości od 0,2% do 15% wagowych w stosunku do masy składników suchych. Komponenty miesza się do uzyskania mieszaniny o jednolitym zabarwieniu, a następnie w znany sposób gasi się, formuje kształtki pod ciśnieniem i autoklawizuje.
Również z polskiego opisu patentowego nr 185 500 znana jest masa do wytwarzania autoklawizowanego materiału budowlanego, składająca się z piasku i wapna, która zawiera dodatkowo domieszkę w postaci metakaolinitu w ilości 1 - 10% wagowych. Natomiast masa na wyroby wapienno-piaskowe o podwyższonej wytrzymałości, znana z polskiego opisu patentowego nr 198 350 obok podstawowych surowców piasku kwarcowego w ilości 45 - 90% oraz wapna palonego w ilości 6 - 9% zawiera dodatek mineralny w postaci mielonego wapienia w ilości 7,0 - 23% wagowych i/lub mielonego chalcedonitu w ilości 4,0 do 46% wagowych. Wykorzystanie surowców tradycyjnych, tj. piasku kwarcowego i wapna palonego do produkcji wyrobów wapienno-piaskowych pozwala na uzyskanie wytrzymałości na ściskanie w klasach 10 i 15, w wyjątkowych przypadkach 20.
Celem wynalazku jest opracowanie składu mieszaniny surowcowej, z której można byłoby wyprodukować prasowane wyroby autoklawizowane w rodzaju cegły wapienno-piaskowej w wyższych klasach wytrzymałościowych.
Istota wynalazku polega na tym, że mieszanina składa się z piasku kwarcowego w ilości
61,5 - 20,5% wagowych, wapna palonego w ilości 5,5 - 8,0% wagowych oraz z dodatku mineralnego w postaci mielonych popiołów dennych w ilości 20,5 - 61,5% wagowych, stanowiących odpad powstający przy spalaniu paliw stałych, korzystnie z węgla kamiennego, w kotłach fluidalnych.
Popioły te ze względu na specyficzny skład chemiczny i mineralny, determinowany stosowaną technologią spalania oraz zintegrowanym z nią procesem odsiarczania spalin, wykazują aktywność hydrauliczno-pucolanową w warunkach dodatkowej aktywacji mechanicznej i/lub chemicznej bądź energetycznej i mogą w związku z tym stanowić substytut kruszywa i/lub spoiwa w mieszaninie surowcowej.
Popioły denne zawierają składniki mineralne głównie w postaci kwarcu, tlenku wapnia, węglanu wapnia jako pozostałość nie przereagowanego sorbentu oraz anhydrytu jako podstawowego produktu odsiarczania, są zatem jednocześnie nośnikiem jonów krzemianowych i wapniowych i mogą odgrywać role aktywnej domieszki chemicznej lub mineralnej w środowisku reakcji o wysokim pH, szczególnie w warunkach obróbki hydrotermalnej.
PL 217 874 B1
Ponadto ze względu na duży stopień rozdrobnienia, uzyskany w wyniku procesu mielenia 2 (2000 - 2500 cm2/g wg Blaine'a), popioły te mogą spełniać funkcję mikrokruszywa, wpływając korzystnie na stopień zgęszczenia półfabrykatów formowanych metodą prasowania. Zatem w wyniku fizycznego i chemicznego oddziaływania popiołów dennych obecnych w mieszaninie surowcowej, można otrzymać wyroby autoklawizowane w rodzaju cegły wapienno-piaskowej o zdecydowanie korzystniejszych cechach wytrzymałościowych, w porównaniu z wyrobami otrzymywanymi z surowców tradycyjnych.
Wprowadzenie do mieszaniny surowcowej popiołów dennych prowadzi do korzystnej modyfikacji krzywej uziarnienia kruszywa, przez co polepszają się warunki prasowania masy, co z kolei przyczynia się w sposób bezpośredni do uzyskania wyższego stopnia zagęszczenia półfabrykatów, a tym samym do obniżenia porowatości kapilarnej wyrobów gotowych.
Natomiast podczas obróbki hydrotermalnej, do fazy ciekłej o wysokim pH przechodzą w pierwszej kolejności aktywne, wykazujące semikrystaliczną lub amorficzną budowę wewnętrzną, formy SiO2 i AI2O3 zawarte w popiołach dennych, gdzie w obecności jonów wapniowych reagują ze sobą, tworząc dodatkowe ilości fazy CSH (w wyniku reakcji pucolanowej) lub odrębne fazy krystaliczne w rodzaju uwodnionego gehlenitu C2ASH8 lub hydrogranatów z podstawieniami krzemianowymi z szeregu C3AS3-xH2x (x = 0-3).
W wyniku fizycznego i chemicznego oddziaływania popiołów dennych z pozostałymi składnikami mieszaniny surowcowej w środowisku reakcji o wysokim pH oraz w warunkach cieplno-wilgotnościowej obróbki, obserwuje się synergiczny efekt, w wyniku którego otrzymujemy wyroby wapienno-piaskowo-popiołowe o korzystniejszych, szczególnie w odniesieniu do cech wytrzymałościowych, właściwościach użytkowych w porównaniu z wyrobami otrzymywanymi w sposób tradycyjny.
Wyroby wapienno-piaskowo-popiołowe sporządzone z mieszaniny surowcowej o składzie według wynalazku, wykazują wytrzymałość na ściskanie co najmniej o 45% wyższą w stosunku do wyrobów tradycyjnych.
P r z y k ł a d 1
W celu wykazania pozytywnego wpływu obecności popiołów dennych w mieszaninach surowcowych, przeznaczonych do wytwarzania autoklawizowanych materiałów budowlanych na poprawę ich właściwości użytkowych, sporządzono serię próbek w każdym przypadku według ustalonych i powtarzalnych warunków, po to aby wyeliminować zmienność wszystkich, poza jednym, będącym przedmiotem analizy czynników (ilościowym udziałem popiołów dennych), mających wpływ na jakość otrzymywanych tworzyw.
Serie próbek otrzymywano zawsze według tej samej procedury, polegającej na sporządzeniu zestawu surowcowego, poddaniu go procesowi homogenizacji w stanie suchym i wilgotnym, gaszeniu mieszanki w celu całkowitej hydratacji CaO i MgO zawartych w spoiwie i następnie formowaniu próbek. Próbki formowano metodą osiowego, dwustopniowego prasowania, z międzystopniowym odpowietrzaniem przy wartościach ciśnień równych odpowiednio 10 i 20 MPa. Ukształtowane w ten sposób próbki poddawano procesowi obróbki w warunkach hydrotermalnych, utrzymując następujące parametry procesu:
temperatura nasyconej pary wodnej 180°C ciśnienie nasyconej pary wodnej 1,002 MPa czas autoklawizacji 8 godzin Wpływ dodatku popiołu dennego na jakość otrzymanych tworzyw autoklawizowanych oceniano na podstawie analizy porównawczej wyników badań poszczególnych cech użytkowych tworzyw uzyskanych z mieszaniny tradycyjnej (M-0) i tworzyw otrzymanych z mieszanin surowcowych z różnym udziałem popiołu dennego (M-25, M-50, M-75, M-100).
Skład mieszaniny surowcowej na wyroby referencyjne (M-0) był następujący: piasek kwarcowy 82,1% wag.
wapno palone (niegaszone o aktywności (Σ (CaO, MgO) 89,1%) 7,9% wag.
woda (w ilości niezbędnej do hydratacji CaO i MgO i nawilżenia masy do wilgotności 5-6% wag.) 9,9% wag.
PL 217 874 B1
Właściwości próbek tworzyw autoklawizowanych uzyskanych z tej masy przedstawia poniższa tabela:
Symbol próbki Właściwości masy Badany parametr
Wilgotność % Aktywność % Wytrzymałość na ściskanie fB MPa Gęstość pn u kg/m3 Absorpcja wodna cw % Porowatość otwarta P0 %
M-0 5,25 7,6 30,6 1,8 12,5 23,1
Następnie sporządzono mieszaniny surowcowe z takich samych składników jak mieszaninę (masę) M-0, w których dokonywano stopniowej substytucji piasku kwarcowego poprzez wprowadzanie ekwiwalentnych ilości popiołu dennego pochodzącego z Elektrociepłowni Czechowice-Dziedzice 2 o powierzchni właściwej wg Blaine'a 2150 cm2/g:
Skład mieszanin surowcowych dla tego wariantu mieścił się w graniach: piasek kwarcowy wapno palone popiół denny woda (w ilości określanej jak w masie M-0)
Właściwości próbek autoklawizowanych tworzyw wapienno-piaskowo-popiołowych z różnym udziałem popiołu dennego zestawiono w tabeli poniżej:
61,6 - 20,5% wag. 7,9% wag. 20,5 - 61,6% wag. 9,9% wag.
Symbol próbki Poziom substytucji piasku popiołem dennym Właściwości masy Badany parametr
Wilgotność % Aktywność % Wytrzymałość na ściskanie ίθ MPa Gęstość pn,u kg/m3 ' Absorpcja wodna Cw % Porowatość otwarta P0 %
M-25 25 6,2 7,4 55,3 1,9 14,3 27,4
M-50 50 6,2 8,2 52,4 1,8 18,6 33,4
M-75 75 6,2 8,7 44,6 1.6 23,9 39,2
M-100 100 5,7 9,3 37,3 1,5 28,6 43,6
Zastrzeżenie patentowe

Claims (1)

  1. Zastrzeżenie patentowe
    Mieszanina surowcowa do wytwarzania autoklawizowanych wyrobów wapienno-piaskowo-popiołowych, zawierająca surowce podstawowe takie jak piasek kwarcowy pochodzenia naturalnego, wapno palone niegaszone, znamienna tym, że składa się z piasku kwarcowego w ilości 61,5 - 20,5% wagowych, wapna palonego w ilości 5,5 - 8,0% wagowych oraz z dodatku mineralnego w postaci mielonych popiołów dennych w ilości 20,5 - 61,5% wagowych, stanowiących odpad powstający przy spalaniu paliw stałych, korzystnie z węgla kamiennego, w kotłach fluidalnych.
    Departament Wydawnictw UPRP
PL388779A 2009-08-11 2009-08-11 Mieszanina surowcowa do wytwarzania autoklawizowanych wyrobów wapienno-piaskowo-popiołowych PL217874B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL388779A PL217874B1 (pl) 2009-08-11 2009-08-11 Mieszanina surowcowa do wytwarzania autoklawizowanych wyrobów wapienno-piaskowo-popiołowych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL388779A PL217874B1 (pl) 2009-08-11 2009-08-11 Mieszanina surowcowa do wytwarzania autoklawizowanych wyrobów wapienno-piaskowo-popiołowych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL388779A1 PL388779A1 (pl) 2011-02-14
PL217874B1 true PL217874B1 (pl) 2014-08-29

Family

ID=43798079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL388779A PL217874B1 (pl) 2009-08-11 2009-08-11 Mieszanina surowcowa do wytwarzania autoklawizowanych wyrobów wapienno-piaskowo-popiołowych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL217874B1 (pl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4151610A1 (en) 2021-09-18 2023-03-22 Akademia Gorniczo-Hutnicza im. Stanislawa Staszica w Krakowie Mixture for the production of autoclaved aerated concrete

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4151610A1 (en) 2021-09-18 2023-03-22 Akademia Gorniczo-Hutnicza im. Stanislawa Staszica w Krakowie Mixture for the production of autoclaved aerated concrete

Also Published As

Publication number Publication date
PL388779A1 (pl) 2011-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Font et al. Design and properties of 100% waste-based ternary alkali-activated mortars: Blast furnace slag, olive-stone biomass ash and rice husk ash
de Moraes Pinheiro et al. Olive-stone biomass ash (OBA): An alternative alkaline source for the blast furnace slag activation
Jaturapitakkul et al. Cementing material from calcium carbide residue-rice husk ash
Boonserm et al. Improved geopolymerization of bottom ash by incorporating fly ash and using waste gypsum as additive
Castaldelli et al. Study of the binary system fly ash/sugarcane bagasse ash (FA/SCBA) in SiO2/K2O alkali-activated binders
Moraes et al. Effect of sugar cane straw ash (SCSA) as solid precursor and the alkaline activator composition on alkali-activated binders based on blast furnace slag (BFS)
Gómez-Casero et al. Synthesis of clay geopolymers using olive pomace fly ash as an alternative activator. Influence of the additional commercial alkaline activator used
Soriano et al. Almond-shell biomass ash (ABA): A greener alternative to the use of commercial alkaline reagents in alkali-activated cement
Yuan et al. Evaluation of the performance of high-strength geopolymer concrete prepared with recycled coarse aggregate containing eggshell powder and rice husk ash cured at different curing regimes
KR101881459B1 (ko) 유동층 보일러 비산회를 활용한 인산석고 중화 방법 그의 활용
EP4151610A1 (en) Mixture for the production of autoclaved aerated concrete
KR101543307B1 (ko) 순환유동층 보일러에서 발생한 탈황석고를 이용한 석산 매립용 친환경 채움재 및 제조방법
KR20170090131A (ko) 시멘트를 포함하지 않는 결합재 조성물
Kinuthia Wastepaper sludge ash
RU2140888C1 (ru) Керамическая масса для изготовления стеновых изделий, преимущественно кирпича керамического
PL217874B1 (pl) Mieszanina surowcowa do wytwarzania autoklawizowanych wyrobów wapienno-piaskowo-popiołowych
KR101611441B1 (ko) 천연광석 분말을 포함하는 친환경 미장용 첨가제와 그것을 이용한 미장용 시멘트 및 몰탈
PL230095B1 (pl) Sposób wytwarzania materiału budowlanego o właściwościach termoizolacyjnych
CN101717219A (zh) 一种游离氧化钙体积安定剂及其制备和应用
RU2317961C1 (ru) Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционно-конструкционного материала
PL230731B1 (pl) Zestaw surowcowy przeznaczony do otrzymywania autoklawizowanych wyrobów wapienno-piaskowych
RU2171239C1 (ru) Сырьевая смесь для получения строительных изделий
RU2388713C1 (ru) Сырьевая смесь для получения силикатных изделий
Kinuthia Sustainability of wastepaper in construction
RU2440946C2 (ru) Сырьевая смесь для изготовления керамических теплоэффективных стеновых изделий