PL239641B1 - Drobnokruszywowy kompozyt mineralny zbrojony włóknami rozproszonymi - Google Patents
Drobnokruszywowy kompozyt mineralny zbrojony włóknami rozproszonymi Download PDFInfo
- Publication number
- PL239641B1 PL239641B1 PL425596A PL42559618A PL239641B1 PL 239641 B1 PL239641 B1 PL 239641B1 PL 425596 A PL425596 A PL 425596A PL 42559618 A PL42559618 A PL 42559618A PL 239641 B1 PL239641 B1 PL 239641B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- fine
- amount
- aggregate
- mineral composite
- range
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 17
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims description 9
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 15
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 13
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 6
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest drobnokruszywowy kompozyt mineralny zbrojony włóknami rozproszonymi, jako rodzaj betonu, znajdujący zastosowanie w budownictwie do wytwarzania elementów narażonych na działanie dużych obciążeń takich, jak: elementy konstrukcyjne, posadzki przemysłowe, fundamenty płytowe, nawierzchnie dróg i pasów lotniskowych, elementy cienkościenne.
Znane i stosowane w budownictwie drobnokruszywowe kompozyty mineralne zbrojone włóknami rozproszonymi, poza podstawowymi składnikami zwykłych betonów, zawierają dodatek krótkich włókien rozmieszczonych w całej objętości. Najczęściej stosowane włókna są wykonane z metali albo z polimerów, a także ze szkła i bazaltu. Drobnokruszywowy kompozyt z włóknami rozproszonymi w porównaniu z betonem zwykłym, charakteryzuje się większą wytrzymałością na rozciąganie przy zginaniu, na ściskanie i na ścinanie oraz zwiększoną odpornością zmęczeniową i udarnościową, przy czym najkorzystniejsze parametry wytrzymałościowe posiada beton na bazie włókien stalowych.
W znanych drobnokruszywowych kompozytach mineralnych, jako kruszywo jest stosowany piasek o wyselekcjonowanej, ograniczonej wielkości ziaren, którego pozyskiwanie polega na wypłukiwaniu przydatnych frakcji ze złoża w procesie zwanym hydroklasyfikacją. Ubocznym, niekorzystnym skutkiem procesu hydroklasyfikacji kruszywa, są zalegające hałdy piasku odpadowego, powodujące degradację środowiska naturalnego. Piasek odpadowy posiada zróżnicowaną ziarnistość o wymiarach w zakresie 0,001-4 mm, przy czym stwierdzony statystycznie udział wagowy ziaren o wielkości w zakresie 0,001-0,125 mm wynosi 2% ±2%, w zakresie 0,125-0,25 mm wynosi 16% ±4%, w zakresie 0,25-0,5 mm wynosi 36% ±6%, w zakresie 0,5-1 mm wynosi 26% ±3%, w zakresie 1-2 mm wynosi 17% ±4%, w zakresie 2-4 mm wynosi do 3% ±2%.
Jeden ze znanych drobnokruszywowych kompozytów, jest ujawniony w międzynarodowym dokumencie patentowym nr WO9501316. Kompozyt składa się w procentach wagowych w ilości 25-52,5% z cementu portlandzkiego, w ilości 31,5-37,5% z drobnoziarnistego piasku o średniej wielkości ziarna 0,15-0,4 mm, w ilości 5,25-10% z krzemionki o średniej ważonej wielkości ziaren mniejszych niż 0,0005 mm, w ilości 5,25-20% z włókien stalowych o średniej długości od 10-14 mm, w ilości co najmniej 0,25% z superplastyfikatora (poliakrylanu) oraz w ilości 5,25-7,5% z wody.
Zastosowany w tym znanym kompozycie piasek o wąskim zakresie wymiarowym ziaren, także wiąże się z kłopotliwym procesem jego pozyskiwania i z hałdami zalegającego piasku odpadowego o wielkościach ziaren wykraczających poza wymagany zakres wymiarowy.
Celem wynalazku jest uzyskanie drobnokruszywowego kompozytu mineralnego opartego na piasku odpadowym po procesie hydroklasyfikacji, z wykorzystaniem wszystkich frakcji wymiarowych ziaren w nim zawartych.
Drobnokruszywowy kompozyt mineralny według wynalazku, składający się ze zmieszanej masy kruszywa z cementem, pyłami krzemionkowymi, superplastyfikatorem, wodą i stalowymi włóknami rozproszonymi, jest charakterystyczny tym, że zawiera w proporcjach wagowych cement w ilości 16,57-20,25%, piasek odpadowy z procesu hydroklasyfikacji o wielkości zia ren w zakresie 0,001-4,0 mm w ilości 61,93-75,70%, pyły krzemionkowe w ilości 0,83-1,01%, superplastyfikator w ilości 0,66-0,81%, włókna stalowe o długości w zakresie 45-55 mm i średnicy w zakresie 0,72-0,88 mm w ilości 3,69-4,51% oraz wodę w ilości 6,31-7,71%.
Korzystnym skutkiem wynalazku jest drobnokruszywowy kompozyt mineralny, w którym jako kruszywo zastosowano piasek odpadowy w pełnym zakresie wymiarowym ziaren z zalegających hałd po procesach hydroklasyfikacji, dzięki czemu jest możliwe wyeliminowanie znacznych kosztów rekultywacji obszarów, na których te hałdy zalegają. Taki kompozyt charakteryzuje się dobrą urabialnością mieszaniny składników oraz wyróżnia się wysoką wytrzymałością na rozciąganie przy rozłupywaniu, dużym statycznym i dynamicznym modułem sprężystości, a także dużą szczelnością i mrozoodpornością.
Przykład wykonania
Wykonano drobnokruszywowy kompozyt mineralny, złożony ze zmieszanych składników o zawartości w proporcjach wagowych:
68,82 % piasek odpadowy,
18,41 % cement CEM II 42,5R A-V,
0,92% pyły krzemionkowe,
0,74% superplastyfikator Betocrete 406 FM,
4,10% włókna stalowe o długości 50 mm i średnicy 0,8 mm o haczykowatym kształcie, 7,01% woda wodociągowa.
PL 239 641 Β1
Zważone składniki sypkie, takie jak piasek odpadowy, cement i pyły krzemionkowe w pierwszej kolejności poddano mieszaniu w mieszarce do betonu w czasie około 240 sekund, do uzyskania jednorodnej masy. Zastosowano piasek odpadowy zawierający udział wagowy ziaren o wielkości do 0,125 mm 1%, o wielkości 0,125-0,25 mm 16%, o wielkości 0,25-0,5 mm 36,8%, o wielkości 0,5-1 mm 25,9%, o wielkości 1-2 mm 16,7%, o wielkości 2-4 mm 3,7%.
Superplastyfikator dodano do wody i dokładnie wymieszano przez około 30 sekund, po czym mieszaninę dodawano stopniowo do wymieszanych wcześniej składników sypkich w mieszarce do betonu, ciągle mieszając przez kolejne 600 sekund. W trakcie mieszania dodawano włókna stalowe stopniowo, w czasie 60 sekund w celu uniknięcia ich miejscowej koncentracji. Po dodaniu włókien mieszanie kontynuowano przez następne 300 sekund.
Podczas wykonywania wyrobu, mieszaniną kompozytu wypełniono formę do połowy wysokości i poddano wibrowaniu przez około 20 sekund, po czym formę wypełniono w całości. Po wypełnieniu formy, kompozyt poddano wibrowaniu przez kolejne 30 sekund. Wypełnioną formę przykryto folią budowlaną, aby zapobiec wyschnięciu wyrobu. Po upływie 24 godzin przy temperaturze wyższej niż +15°C i po rozformowaniu wyrób polano wodą i przykryto folią budowlaną na 28 dni.
Uzyskane właściwości wyrobu z drobnokruszywowego kompozytu według wynalazku zestawiono niżej w tabeli.
| Właściwość | Wartość | ||
| Gęstość pozorna w stanie suchym | P | [kg/m3] | 2290 |
| Wytrzymałość na ściskanie | fc, cyl | [MPa] | 64,4 |
| Wytrzymałość na ściskanie | fc. cube | [MPa] | 67,6 |
| Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu | f t,spl | [MPa] | 7,3 |
| Statyczny moduł sprężystości | F ^cm | [GPa] | 36,7 |
| Dynamiczny moduł sprężystości | Ed | [GPa] | 45,9 |
| Pełzanie | G | [%] | 0,26 |
| Skurcz | G? | [%] | 0,88 |
| Odporność na ścieranie | A [cm3/50cm2] | 9,0 | |
| /ri = 9,3 | |||
| Wytrzymałość resztkowa | fRi | fR2=%$ | |
| [MPa] | /r3 = 7,9 | ||
| Λν = 7,0 | |||
| Wytrzymałość na ścinanie | t | [MPa] | 12,9 |
Zastrzeżenie patentowe
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentowe1. Drobnokruszywowy kompozyt mineralny zbrojony włóknami rozproszonymi, składający się ze zmieszanej masy kruszywa z cementem, pyłami krzemionkowymi, superplastyfikatorem, wodą i stalowymi włóknami, znamienny tym, że zawiera w proporcjach wagowych cement w ilości 16,57-20,25%, piasek odpadowy z procesu hydroklasyfikacji o wielkości ziaren wzakresie 0,001-4 mm w ilości 61,93-75,70%, pyły krzemionkowe w ilości 0,83-1,01%, superplastyfikator w ilości 0,66-0,81%, włókna stalowe o długości 45-55 mm i średnicy 0,72-0,88 mm w ilości 3,69-4,51% oraz wodę w ilości 6,31-7,71%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL425596A PL239641B1 (pl) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | Drobnokruszywowy kompozyt mineralny zbrojony włóknami rozproszonymi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL425596A PL239641B1 (pl) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | Drobnokruszywowy kompozyt mineralny zbrojony włóknami rozproszonymi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL425596A1 PL425596A1 (pl) | 2019-11-18 |
| PL239641B1 true PL239641B1 (pl) | 2021-12-20 |
Family
ID=68536632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL425596A PL239641B1 (pl) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | Drobnokruszywowy kompozyt mineralny zbrojony włóknami rozproszonymi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL239641B1 (pl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL449679A1 (pl) * | 2024-09-04 | 2026-03-09 | Godlewska Ewelina Atest | Technologia zastosowania kruszywa z recyklingu do betonu w konstrukcjach żelbetowych z zastosowaniem zbrojenia rozproszonego |
-
2018
- 2018-05-16 PL PL425596A patent/PL239641B1/pl unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL449679A1 (pl) * | 2024-09-04 | 2026-03-09 | Godlewska Ewelina Atest | Technologia zastosowania kruszywa z recyklingu do betonu w konstrukcjach żelbetowych z zastosowaniem zbrojenia rozproszonego |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL425596A1 (pl) | 2019-11-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Allam et al. | Re-use of granite sludge in producing green concrete | |
| Çakır | Experimental analysis of properties of recycled coarse aggregate (RCA) concrete with mineral additives | |
| Gündüz et al. | The effects of different fine and coarse pumice aggregate/cement ratios on the structural concrete properties without using any admixtures | |
| Corinaldesi et al. | Behaviour of cementitious mortars containing different kinds of recycled aggregate | |
| AU2002212131B2 (en) | Method for producing concrete or mortar using a vegetal aggregate | |
| Helmand et al. | Mechanical properties of concrete in presence of Iron filings as complete replacement of fine aggregates | |
| JP7045269B2 (ja) | ポリマーセメントモルタル組成物及びポリマーセメントモルタル | |
| TW201841864A (zh) | 混凝土、用於製備該混凝土之乾性混合物、及用於製備該混凝土之方法 | |
| Prathipati et al. | Mechanical behavior of hybrid fiber reinforced high strength concrete with graded fibers | |
| US6231663B1 (en) | Method for new concrete from old concrete | |
| Akinyele et al. | Assessment of the properties of bricks made from stone dust and molten plastic for building and pedestrian pavement | |
| CZ307741B6 (cs) | Způsob pro přípravu betonu s využitím recyklátu z inertního stavebně demoličního odpadu | |
| Tripura et al. | Suitability of recycled aggregate as a replacement for natural aggregate in construction | |
| PL239641B1 (pl) | Drobnokruszywowy kompozyt mineralny zbrojony włóknami rozproszonymi | |
| Sil et al. | Performance of high volume fly ash concrete using local power plant fly ash | |
| Hameed | Mechanical properties of fiberous recycled aggregate concrete | |
| Almusawi et al. | Effect of cement content on compressive and bonding strength with steel bar reinforcement | |
| EP2773597A2 (en) | Glass fiber reinforced thermoset plastic waste doped concrete composition and process for preparation the same | |
| JP3665770B2 (ja) | セメント硬化体用強度向上材及びこれを配合してなるセメント硬化体 | |
| Pavlů et al. | Optimization of the recycled masonry aggregate concrete mixture for structural utilization | |
| CONTAINS | Experimental study on self compacting concrete contains partially manufactured sand and recycled clay roof tile | |
| US8435342B2 (en) | Concrete composition | |
| RU2796804C1 (ru) | Состав для изготовления стеновых гипсовых панелей | |
| Jeevana et al. | Experimental investigation of M60 grade coconut fiber reinforced concrete | |
| Ghernouti et al. | Potential use of recycled cork as aggregates for lightweight self-compacting concrete production |