PL247184B1 - Sealing composition intended for use in geoengineering works - Google Patents
Sealing composition intended for use in geoengineering works Download PDFInfo
- Publication number
- PL247184B1 PL247184B1 PL443335A PL44333522A PL247184B1 PL 247184 B1 PL247184 B1 PL 247184B1 PL 443335 A PL443335 A PL 443335A PL 44333522 A PL44333522 A PL 44333522A PL 247184 B1 PL247184 B1 PL 247184B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- amount
- binder
- mass
- sub
- ash
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/02—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
- C09K17/10—Cements, e.g. Portland cement
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/02—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
- E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Kompozycja uszczelniająca przeznaczona do stosowania w pracach geoinżynieryjnych, składa się ze spoiwa, upłynniacza i wody zarobowej. Spoiwo zawiera od 20 do 80% masowych cementu portlandzkiego CEM I co najmniej klasy 42,5 R, od 5% do 75% masowych granulowanego żużla wielkopiecowego o płytkowym kształcie ziaren, rozdrobnionego w młynie pionowym do powierzchni właściwej co najmniej 4000 cm<sup>2</sup>/g oraz od 5% do 20% masowych popiołu krzemionkowego ze spalania węgla kamiennego w elektrowniach i elektrociepłowniach pozyskanego ze strefy II i III układu odpylania spalin, zawierającego powyżej 30% aktywnych chemicznie składników SiO<sub>2</sub> i Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>. Korzystnie spoiwo zawiera od 5 do 75% masowych popiołu ze spalania węgla kamiennego lub brunatnego w kotłach fluidalnych. Kompozycja zawiera upłynniacz w postaci eteru polikarboksylanowego, w ilości od 0,01% do 3% masowych w stosunku do ilości spoiwa, a ilość wody zarobowej w kompozycji nie przekracza 60% masowych w stosunku do ilości spoiwa.Sealing composition intended for use in geoengineering works, consists of a binder, a fluidizer and mixing water. The binder contains from 20 to 80% by mass of Portland cement CEM I of at least class 42.5 R, from 5% to 75% by mass of granulated blast furnace slag with a plate-shaped grain, crushed in a vertical mill to a specific surface of at least 4000 cm<sup>2</sup>/g and from 5% to 20% by mass of silica ash from the combustion of hard coal in power plants and combined heat and power plants obtained from zones II and III of the flue gas dust removal system, containing more than 30% of chemically active SiO<sub>2</sub> and Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> components. Preferably, the binder contains from 5 to 75% by mass of ash from the combustion of hard coal or brown coal in fluidized bed boilers. The composition contains a polycarboxylate ether fluidizer in an amount of from 0.01% to 3% by mass relative to the amount of binder, and the amount of mixing water in the composition does not exceed 60% by mass relative to the amount of binder.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest kompozycja uszczelniająca przeznaczona do stosowania w pracach geoinżynieryjnych, w szczególności do wykonywania wzmacniania i uszczelniania podłoża gruntowego.The subject of the invention is a sealing composition intended for use in geoengineering works, in particular for strengthening and sealing the ground.
Znane są z literatury i praktyki przemysłowej kompozycje uszczelniające, które w znacznym stopniu ograniczają przepływ wody w gruncie. Przykładowo, w publikacji: Z. Kledyński, P. Falaciński, A. Machowska pt.: „Odpadowe materiały mineralne w przegrodach przeciwfiltracyjnych”, Nowoczesne budownictwo inżynieryjne, 6(15) 2007, opisano kompozycje uszczelniające (zawiesiny twardniejące) stosowane lub badane w Polsce. Najczęściej są to mieszaniny spoiwa cementowego, bentonitu i wody. Oprócz tych składników, do zawiesin dodaje się także odpady paleniskowe, przede wszystkim popioły lotne, wypełniacze mineralne, jak również domieszki chemiczne.Sealing compositions are known from literature and industrial practice, which significantly limit the flow of water in the ground. For example, in the publication: Z. Kledyński, P. Falaciński, A. Machowska entitled: "Waste mineral materials in anti-filtration partitions", Modern engineering construction, 6(15) 2007, sealing compositions (hardening suspensions) used or tested in Poland are described. Most often, these are mixtures of cement binder, bentonite and water. In addition to these components, combustion waste, primarily fly ash, mineral fillers, as well as chemical admixtures, are also added to the suspensions.
W praktyce przemysłowej stosowane są gotowe mieszanki, np. Spoimax DSM i Spoimax MIX, zawierające 10-60% cementu, 3-25% bentonitu i 20-40% mączki wapiennej, czy też mieszanka o nazwie handlowej ΜΙΧΒΕΝΤ 2 wytwarzana przez firmę Keller Polska Sp. z o.o. w skład której wchodzą cement (normowy) z grupy portlandzkich CEM I w ilości 1,7-8%, bentonit sodowy w ilości 0-5%, suchy popiół lotny w ilości 0-26%, mielony żużel wielkopiecowy w ilości 14-49% oraz woda.In industrial practice, ready-made mixtures are used, e.g. Spoimax DSM and Spoimax MIX, containing 10-60% cement, 3-25% bentonite and 20-40% limestone flour, or a mixture under the trade name ΜΙΧΒΕΝΤ 2 manufactured by Keller Polska Sp. z o.o., which consists of cement (standard) from the Portland CEM I group in the amount of 1.7-8%, sodium bentonite in the amount of 0-5%, dry fly ash in the amount of 0-26%, ground blast furnace slag in the amount of 14-49% and water.
Znany jest z opisu patentowego PL162731 B1 środek do uszczelniania otworów wiertniczych i wykonywania ekranów przeciwfiltracyjnych, składający się z materiału wiążącego, wody, materiału wypełniającego i aktywatorów. Środek zawiera mielony granulowany żużel wielkopiecowy o powierzchni właściwej wg Blaine’a nie mniejszej niż 2400 cm2/g w ilości 10-100 części wagowych, aktywatory w ilości 0,01-15 części wagowych, wodę w ilości 30-140 części wagowych oraz wypełniacze w ilości 0-80 części wagowych, przy czym ilości te obliczone są w stosunku do ilości żużla. Korzystnie jako aktywatory środek zawiera NaOH, KOH, Na2CO3, K2CO3, uwodniony krzemian sodowy, cement, klinkier portlandzki, polimery z grupy pochodnych kwasu akrylowego, pojedynczo lub w kompozycjach. W charakterze materiałów wypełniających środek zawiera popioły lotne, bentonit lub iły.A means for sealing boreholes and making anti-filtration screens is known from patent description PL162731 B1, consisting of a binding material, water, a filling material and activators. The agent contains ground granulated blast furnace slag with a specific surface area according to Blaine of not less than 2400 cm 2 /g in an amount of 10-100 parts by weight, activators in an amount of 0.01-15 parts by weight, water in an amount of 30-140 parts by weight and fillers in an amount of 0-80 parts by weight, where these amounts are calculated in relation to the amount of slag. Preferably, the agent contains NaOH, KOH, Na2CO3, K2CO3, hydrated sodium silicate, cement, Portland clinker, polymers from the group of acrylic acid derivatives, singly or in compositions. The agent contains fly ash, bentonite or clay as filler materials.
Znana jest także z opisu patentowego PL171213 B1 mieszanina do wypełniania i uszczelniania pustych przestrzeni górotworu zawierająca materiał podsadzkowy i solankę w stanie nasyconym, która charakteryzuje się tym, że zawiera solankę w stanie nasyconym w ilości 40-200 części wagowych, a jako materiał podsadzkowy zawiera cement w ilości 0,1-100 części wagowych, korzystnie o małej zawartości glinianu trójwapniowego i materiał wypełniający w ilości 0-99,9 części wagowych. Ponadto mieszanina zawiera środki modyfikujące w ilości 0-10 części wagowych, przy czym ilość środków modyfikujących wprowadza się w stosunku do ilości materiału podsadzkowego.Also known from patent description PL171213 B1 is a mixture for filling and sealing empty spaces of rock masses containing backfill material and brine in a saturated state, which is characterized in that it contains brine in a saturated state in an amount of 40-200 parts by weight, and as backfill material it contains cement in an amount of 0.1-100 parts by weight, preferably with a low content of tricalcium aluminate and backfill material in an amount of 0-99.9 parts by weight. Furthermore, the mixture contains modifying agents in an amount of 0-10 parts by weight, wherein the amount of modifying agents is introduced in relation to the amount of backfill material.
Z opisu patentowego PL182728 B1 znany jest środek iniekcyjny, w postaci suchej mieszaniny do sporządzania zawiesiny iniekcyjnej do uszczelniania i/lub zmniejszania przepuszczalności gruntów (luźnych skał klastycznych) i/lub skał i/lub murów w odniesieniu do przenikania płynów, zwłaszcza wody i/lub gazów, który charakteryzuje się tym, że zawiera co najmniej jeden mineralny środek wiążący, korzystnie cement o wielkości ziaren od 1 do 40 μm, w ilości 20-80% wagowych, korzystnie w mieszaninie z drobnoziarnistym wypełniaczem w postaci mączki z piasku hutniczego w ilości 20-80% wagowych, co najmniej jeden stabilizator, co najmniej jeden fluidyzator (upłynniacz) oraz inne typowe dodatki, jak na przykład przyspieszacz utwardzania, pomocniczy środek iniekcyjny oraz środek zatrzymujący wodę. Korzystnie środek zawiera stabilizator w ilości 0,05 do 2% wagowych oraz fluidyzator (upłynniacz) w ilości 0,05 do 2% wagowych, przy czym ilości te odnoszą się do sumy składników: środka wiążącego i wypełniacza drobnoziarnistego.Patent description PL182728 B1 describes an injection agent in the form of a dry mixture for preparing an injection suspension for sealing and/or reducing the permeability of soils (loose clastic rocks) and/or rocks and/or walls with respect to the penetration of fluids, especially water and/or gases, which is characterized in that it contains at least one mineral binding agent, preferably cement with a grain size of 1 to 40 μm, in an amount of 20-80% by weight, preferably in a mixture with a fine-grained filler in the form of blast furnace sand flour in an amount of 20-80% by weight, at least one stabilizer, at least one fluidizer (liquefier) and other typical additives, such as a hardening accelerator, an auxiliary injection agent and a water retention agent. Preferably, the agent contains a stabilizer in an amount of 0.05 to 2% by weight and a fluidizer (liquefier) in an amount of 0.05 to 2% by weight, where these amounts refer to the sum of the components: binder and fine-grained filler.
Inna, znana z opisu patentowego PL171913 B1 mieszanina mineralna do uszczelniania powierzchni gruntu składa się z popiołów lotnych zwęgla kamiennego, zawierających co najmniej 60% frakcji poniżej 0,06 mm, w ilości do 90% ciężaru suchej mieszaniny, przy czym część tych popiołów, w ilości do 20%, może być zastąpiona popiołami lotnymi z węgla brunatnego, z cementu w ilości 0-20% ciężaru suchej mieszaniny, z dodatku uszczelniającego beton, korzystnie w postaci iłu bentonitowego, w ilości 0-5% ciężaru suchej mieszaniny oraz z wody w ilości do 35% ciężaru suchej mieszaniny.Another mineral mixture for sealing the ground surface, known from the patent description PL171913 B1, consists of fly ash of hard coal, containing at least 60% of the fraction below 0.06 mm, in an amount of up to 90% of the weight of the dry mixture, wherein part of this ashes, in an amount of up to 20%, may be replaced with fly ash from brown coal, cement in an amount of 0-20% of the weight of the dry mixture, a concrete sealing additive, preferably in the form of bentonite clay, in an amount of 0-5% of the weight of the dry mixture, and water in an amount of up to 35% of the weight of the dry mixture.
Znana jest z opisu patentowego KR102024579 B1 kompozycja, która zawiera trójskładnikowe spoiwo składające się z 20 do 50% wagowych cementu, korzystnie portlandzkiego, 15 do 35% wagowych drobnoziarnistego żużla wielkopiecowego i 15 do 65% wagowych popiołu lotnego, który pochodzi z procesu spalania w kotłach fluidalnych w stanie nadkrytycznym. Kompozycja charakteryzuje się tym, że zawiera od 10 do 20% wagowych Fe2O3 i od 5 do 20% wagowych SO3 oraz ma stopień rozdrobnienia od 6000 do 9000 cm2/g, w przeliczeniu na 100 części wagowych spoiwa. Kompozycja ponadto zawiera od 0,2 do 1,0 części wagowych sproszkowanego glikolu polialkilenowego, np. glikolu polietylenowego, jako środka upłynniającego i dyspergującego. Kompozycja przyczynia się do zmniejszenia zużycia cementu poprzez wykorzystanie przemysłowych produktów ubocznych (żużlu i popiołu lotnego z kotła fluidalnego) i jednocześnie zwiększa przedwczesną wytrzymałość na ściskanie. Z tego względu, istotną rolę w kształtowaniu właściwości kompozycji uszczelniającej odgrywa wysoka zawartość siarczanów w użytym popiele lotnym.A composition is known from patent description KR102024579 B1, which contains a three-component binder consisting of 20 to 50% by weight of cement, preferably Portland cement, 15 to 35% by weight of fine-grained blast furnace slag and 15 to 65% by weight of fly ash, which comes from the combustion process in fluidized boilers in a supercritical state. The composition is characterized in that it contains from 10 to 20% by weight of Fe2O3 and from 5 to 20% by weight of SO3 and has a degree of grinding from 6000 to 9000 cm2 /g, calculated per 100 parts by weight of binder. The composition further contains from 0.2 to 1.0 parts by weight of powdered polyalkylene glycol, e.g. polyethylene glycol, as a fluidifying and dispersing agent. The composition contributes to the reduction of cement consumption by using industrial by-products (slag and fly ash from the fluidized boiler) and at the same time increases premature compressive strength. For this reason, the high content of sulphates in the used fly ash plays an important role in shaping the properties of the sealing composition.
Jak wynika z przeprowadzonej analizy stanu techniki, znane są i stosowane różne kompozycje uszczelniające przeznaczone m. in. do uszczelniania otworów wiertniczych, wykonywania ekranów przeciwfiltracyjnych, wypełniania i uszczelniania pustych przestrzeni górotworu, a także zawiesiny iniekcyjne do uszczelniania powierzchni gruntu. Mieszaniny te zazwyczaj charakteryzują się dobrymi parametrami wytrzymałościowymi, ale niedostateczną odpornością na korozję chemiczną, w szczególności podczas wykonywania wzmacniania i uszczelniania podłoża gruntowego.As it results from the analysis of the state of the art, various sealing compositions are known and used, intended, among others, for sealing boreholes, making anti-filtration screens, filling and sealing empty spaces of the rock mass, as well as injection suspensions for sealing the ground surface. These mixtures are usually characterized by good strength parameters, but insufficient resistance to chemical corrosion, especially during the reinforcement and sealing of the ground substrate.
Celem wynalazku jest opracowanie kompozycji uszczelniającej przeznaczonej do stosowania w pracach geoinżynieryjnych, która wykazuje dużą odporność na korozję chemiczną, a jednocześnie dobrą przyczepność do szkieletu gruntowego i skał budujących górotwór oraz której trwałość zwiększa się z upływem czasu twardnienia.The aim of the invention is to develop a sealing composition intended for use in geoengineering works, which shows high resistance to chemical corrosion and at the same time good adhesion to the soil skeleton and rocks forming the rock mass, and whose durability increases with the passage of hardening time.
Istota kompozycji uszczelniającej przeznaczonej do stosowania w pracach geoinżynieryjnych, składającej się ze spoiwa, upłynniacza i wody zarobowej, przy czym spoiwo jest w postaci mies zaniny zawierającej cement portlandzki, żużel wielkopiecowy, popiół krzemionkowy oraz ewentualnie popiół ze spalania węgla w kotłach fluidalnych, charakteryzuje się tym, że spoiwo zawiera od 20 do 80% masowych cementu portlandzkiego CEM l, co najmniej klasy 42,5R, od 5% do 75% masowych granulowanego żużla wielkopiecowego o płytkowym kształcie ziaren, rozdrobnionego w młynie pionowym do powierzchni właściwej co najmniej 4000 cm2/g oraz od 5% do 20% masowych popiołu krzemionkowego ze spalania węgla kamiennego w elektrowniach i elektrociepłowniach, pozyskanego ze strefy II i III układu odpylania spalin, zawierającego 30% aktywnych chemicznie składników SiO2 i AI2O3. Kompozycja zawiera upłynniacz w postaci eteru polikarboksylanowego, w ilości od 0,01% do 3% masowych w stosunku do ilości spoiwa, a ilość wody zarobowej w kompozycji nie przekracza 60% masowych w stosunku do ilości spoiwa.The essence of a sealing composition intended for use in geoengineering works, consisting of a binder, a fluidizer and mixing water, wherein the binder is in the form of a mixture containing Portland cement, blast furnace slag, silica ash and optionally ash from the combustion of coal in fluidized boilers, is characterized in that the binder contains from 20 to 80% by mass of Portland cement CEM I, of at least class 42.5R, from 5% to 75% by mass of granulated blast furnace slag with a plate-shaped grain, crushed in a vertical mill to a specific surface of at least 4000 cm 2 /g and from 5% to 20% by mass of silica ash from the combustion of hard coal in power plants and combined heat and power plants, obtained from zones II and III of the flue gas dust removal system, containing 30% of chemically active components SiO2 and Al2O3. The composition contains a polycarboxylate ether fluidifier in an amount of 0.01% to 3% by weight relative to the amount of binder, and the amount of mixing water in the composition does not exceed 60% by weight relative to the amount of binder.
Korzystnie spoiwo zawiera od 5 do 75% masowych popiołu ze spalania węgla kamiennego lub brunatnego w kotłach fluidalnych.Preferably, the binder contains from 5 to 75% by mass of ash from the combustion of hard coal or brown coal in fluidized bed boilers.
Kompozycja uszczelniająca przeznaczona do stosowania w pracach geoinżynieryjnych, według wynalazku, zawiera składniki, których wzajemne oddziaływanie powoduje nieoczekiwane efekty, zwłaszcza takie jak jednoczesna wysoka odporność na korozję chemiczną, dobra przyczepność do szkieletu gruntowego i skał budujących górotwór oraz zwiększenie trwałości z upływem czasu twardnienia.A sealing composition intended for use in geoengineering works, according to the invention, contains components whose mutual interaction causes unexpected effects, in particular such as simultaneous high resistance to chemical corrosion, good adhesion to the soil skeleton and rocks forming the rock mass, and increased durability over time of hardening.
Zawarte w spoiwie popioły krzemionkowe, pochodzące ze spalania węgla kamiennego w elektrowniach i elektrociepłowniach, pozyskane ze strefy II i III układu odpylania spalin, wykazują bardziej korzystne właściwości fizykochemiczne od tradycyjnych popiołów krzemionkowych, które są mieszaniną pochodzącą ze wszystkich trzech stref odpylania i zwykle wykorzystywane są w produkcji cementów oraz betonów. Popioły krzemionkowe, uzyskiwane z drugiej i trzeciej strefy odpylania zawierają co najmniej 30% aktywnych chemicznie składników SiO2 i AI2O3 oraz charakteryzują się wysoką aktywnością pucolanową, ponad 35%, określoną metodą podaną w normie ASTM C 379-65.The silica ash contained in the binder, originating from the combustion of hard coal in power plants and combined heat and power plants, obtained from zones II and III of the flue gas dedusting system, has more advantageous physicochemical properties than traditional silica ash, which is a mixture originating from all three dedusting zones and is usually used in the production of cements and concretes. Silica ash obtained from the second and third dedusting zones contains at least 30% of chemically active SiO2 and Al2O3 components and is characterized by high pozzolanic activity, over 35%, determined by the method given in the ASTM C 379-65 standard.
W kompozycji wykorzystano ponadto jako składnik spoiwa żużel wielkopiecowy, rozdrobniony w młynie pionowym do powierzchni właściwej co najmniej 4000 cm 2/g. Uzyskane w ten sposób ziarna mają charakter płytkowy, co w istotny sposób wpływa na proces hydratacji mieszaniny wiążącej, poprzez zwiększenie powierzchni właściwej żużla, przy podobnych średnicach ziaren. Natomiast mielony granulowany żużel wielkopiecowy jest tradycyjnie mielony w młynach kulowych, a jego ziarna są sferoidalne, o mniejszej powierzchni zewnętrznej niż ziarna kształtu płytkowego, co oznacza mniejszą powierzchnię właściwą takich ziaren. Z kolei użycie mieszaniny składników mineralnych jakimi są ww. popioły krzemionkowe oraz żużel, powoduje zmianę procesu fizykochemicznego hydratacji zastosowanego cementu CEM I. Zmiana ta polega na wytworzeniu podczas procesu hydratacji i twardnienia produktów, takich jak żelowe uwodnione krzemiany wapniowe C-S-H o stosunku CaO do SiO2 nie przekraczającym 1,5, stanowiących co najmniej 70% masowych stwardniałego zaczynu uszczelniającego, odznaczających się odpornością na korozję chemiczną. Wśród pozostałych produktów hydratacji i twardnienia można wyróżnić między innymi hydrogranaty (uwodnione gliniany wapnia) xCaOySiO2xAl2O3nH2O oraz niewielką ilość zeolitów Ca2Na[Al6SisO20]H2O określanych jako thompsonit. Taki układ produktów, oprócz wysokiej odporności na korozję chemiczną wykazuje dobrą przyczepność do szkieletu gruntowego i skał budujących górotwór.In addition, the composition uses blast furnace slag as a binder component, crushed in a vertical mill to a specific surface area of at least 4000 cm 2 /g. The grains obtained in this way have a plate-like character, which significantly affects the hydration process of the binding mixture by increasing the specific surface area of the slag, with similar grain diameters. On the other hand, ground granulated blast furnace slag is traditionally ground in ball mills, and its grains are spheroidal, with a smaller external surface area than grains of a plate shape, which means a smaller specific surface area of such grains. In turn, the use of a mixture of mineral components such as the above-mentioned siliceous ash and slag, causes a change in the physicochemical process of hydration of the CEM I cement used. This change consists in the formation during the hydration and hardening process of products such as gel hydrated calcium silicates CSH with a CaO to SiO2 ratio not exceeding 1.5, constituting at least 70% by mass of the hardened sealing paste, characterized by resistance to chemical corrosion. Other hydration and hardening products include, among others, hydrogarnets (hydrated calcium aluminates) xCaOySiO2xAl2O3nH2O and a small amount of zeolites Ca2Na[Al6SisO20]H2O referred to as thompsonite. Such a product system, in addition to high resistance to chemical corrosion, shows good adhesion to the soil skeleton and rocks building the rock mass.
Natomiast zastosowanie superplastyfikatorów z grupy eterów polikarboksylowych pozwala na uzyskanie odpowiedniej konsystencji, co umożliwia skuteczniejszą aplikację mieszaniny.The use of superplasticizers from the polycarboxyl ethers group allows for obtaining the appropriate consistency, which enables more effective application of the mixture.
Dodatkowo, kompozycja według wynalazku dzięki wyższej zawartości aktywnych chemicznie składników oraz składników o specyficznym płytkowym kształcie, charakteryzuje się zwiększającą trwałością, następującą wraz z upływem czasu twardnienia. Wiąże się to z rozciągniętym w czasie procesem hydratacji żużla oraz popiołu lotnego.In addition, the composition according to the invention, thanks to the higher content of chemically active ingredients and ingredients with a specific plate shape, is characterized by increasing durability, which occurs with the passage of time of hardening. This is related to the extended in time process of hydration of slag and fly ash.
Kompozycja uszczelniająca do zastosowań w pracach geoinżynieryjnych wykazuje współczynnik wodno/spoiwowy (w/s) nie przekraczający 0,6, przy zachowaniu właściwości reologicznych umożliwiających łatwe przetłaczanie i iniekcję, a jednocześnie wysokiej wytrzymałości, szczelności i odporności na korozję.The sealing composition for use in geoengineering works has a water/binder ratio (w/s) not exceeding 0.6, while maintaining rheological properties enabling easy pumping and injection, and at the same time high strength, tightness and corrosion resistance.
Wynalazek został objaśniony w szczegółach w poniższych przykładach. Przykładów tych nie należy jednak traktować jako ograniczających istotę rozwiązania, czy zawężających zakres ochrony wynalazku, gdyż stanowią one jedynie jego ilustrację.The invention is explained in detail in the examples below. These examples should not be considered as limiting the essence of the solution or narrowing the scope of protection of the invention, because they are only its illustration.
Przykład 1Example 1
Kompozycja uszczelniająca składa się z następujących składników:The sealing composition consists of the following ingredients:
Spoiwa, w postaci mieszaniny zawierającej:Binders, in the form of a mixture containing:
- 30% masowych cementu portlandzkiego CEM I klasy wytrzymałości 42,5R wg PN-EN 1971:2012,- 30% by mass of Portland cement CEM I, strength class 42.5R according to PN-EN 1971:2012,
- 50% masowych granulowanego żużla wielkopiecowego o płytkowym kształcie ziaren, rozdrobnionego w młynie pionowym do powierzchni właściwej co najmniej 4000 cm2/g,- 50% by mass of granulated blast furnace slag with plate-shaped grains, crushed in a vertical mill to a specific surface area of at least 4000 cm 2 /g,
- 20% masowych popiołu krzemionkowego ze spalania węgla kamiennego w elektrowniach i elektrociepłowniach, pozyskanego ze strefy II i III układu odpylania spalin, zawierającego 30% aktywnych chemicznie składników SiO2 i AI2O3.- 20% by mass of silica ash from the combustion of hard coal in power plants and combined heat and power plants, obtained from zones II and III of the flue gas dedusting system, containing 30% of chemically active SiO2 and Al2O3 components.
Upłynniacza, w postaci eteru polikarboksylanowego, w ilości 0,01% masowych w stosunku do ilości spoiwa.Fluidizer in the form of a polycarboxylate ether, in the amount of 0.01% by mass relative to the amount of binder.
Wody zarobowej, w ilości 50% masowych w stosunku do ilości spoiwa (w/s - 0,5).Mixing water, in the amount of 50% by mass in relation to the amount of binder (w/b - 0.5).
Poniżej przedstawiono parametry technologiczne kompozycji:The technological parameters of the composition are presented below:
- gęstość - 1710 kg/m3,- density - 1710 kg/ m3 ,
- rozlewność - 160 mm,- flow - 160 mm,
- lepkość plastyczna - 90,9 mPas,- plastic viscosity - 90.9 mPas,
- lepkość pozorna - 98,2 mPas,- apparent viscosity - 98.2 mPas,
- granica płynięcia - 17,08 Pa,- yield point - 17.08 Pa,
- czas początku wiązania mieszaniny w temperaturze 293K - 7 h 40 min,- initial setting time of the mixture at 293K - 7 h 40 min,
- czas końca wiązania mieszaniny w temperaturze 293K - 15 h 15 min,- end of setting time of the mixture at 293K - 15 h 15 min,
- wytrzymałość mechaniczna po 7 dniach w temperaturze 293K na zginanie - 3,1 MPa,- mechanical strength after 7 days at 293K bending - 3.1 MPa,
- wytrzymałość mechaniczna po 7 dniach w temperaturze 293K na ściskanie - 9,4 MPa.- mechanical strength after 7 days at 293K compressive strength - 9.4 MPa.
Urządzenia stosowane do aplikacji mieszanin, takich jak opisana w przykładzie kompozycja uszczelniająca, mają zdolność do przetłaczania zaczynów, których lepkość pozorna jest niższa niż 150 mPas, zatem właściwości reologiczne kompozycji uszczelniającej spełniają wymagania technologiczne, stawiane przez projekty technologii prac geoinżynieryjnych.The devices used for applying mixtures, such as the sealing composition described in the example, are capable of pumping slurries whose apparent viscosity is lower than 150 mPas, therefore the rheological properties of the sealing composition meet the technological requirements set by the technology projects of geoengineering works.
Przykład 2Example 2
Kompozycja uszczelniająca składa się z następujących składników:The sealing composition consists of the following ingredients:
Spoiwa, w postaci mieszaniny zawierającej:Binders, in the form of a mixture containing:
- 30% masowych cementu portlandzkiego CEM I klasy wytrzymałości 42,5R wg PN-EN 1971:2012,- 30% by mass of Portland cement CEM I, strength class 42.5R according to PN-EN 1971:2012,
- 50% masowych granulowanego żużla wielkopiecowego o płytkowym kształcie ziaren, rozdrobnionego w młynie pionowym do powierzchni właściwej co najmniej 4000 cm2/g,- 50% by mass of granulated blast furnace slag with plate-shaped grains, crushed in a vertical mill to a specific surface area of at least 4000 cm 2 /g,
- 20% masowych popiołu krzemionkowego ze spalania węgla kamiennego w elektrowniach i elektrociepłowniach, pozyskanego ze strefy II i III układu odpylania spalin, zawierającego 30% aktywnych chemicznie składników SiO2 i AI2O3.- 20% by mass of silica ash from the combustion of hard coal in power plants and combined heat and power plants, obtained from zones II and III of the flue gas dedusting system, containing 30% of chemically active SiO2 and Al2O3 components.
Upłynniacza, w postaci eteru polikarboksylanowego, w ilości 0,4% masowych w stosunku do ilości spoiwa.Fluidizer in the form of a polycarboxylate ether, in the amount of 0.4% by mass relative to the amount of binder.
Wody zarobowej, w ilości 50% masowych w stosunku do ilości spoiwa (w/s - 0,5).Mixing water, in the amount of 50% by mass in relation to the amount of binder (w/b - 0.5).
Poniżej przedstawiono parametry technologiczne kompozycji:The technological parameters of the composition are presented below:
- gęstość - 1710 kg/m3,- density - 1710 kg/ m3 ,
- rozlewność - 300 mm,- flow - 300 mm,
- lepkość plastyczna - 50,1 mPas,- plastic viscosity - 50.1 mPas,
- lepkość pozorna - 49,9 mPas,- apparent viscosity - 49.9 mPas,
- granica płynięcia - 0,51 Pa,- flow limit - 0.51 Pa,
- czas początku wiązania mieszaniny w temperaturze 293K - 7 h 2 h 35 min,- initial setting time of the mixture at 293K - 7 h 2 h 35 min,
- czas końca wiązania mieszaniny w temperaturze 293K - 15 h 10 min,- end of setting time of the mixture at 293K - 15 h 10 min,
- wytrzymałość mechaniczna po 7 dniach w temperaturze 293K na zginanie - 1,2 MPa,- mechanical strength after 7 days at 293K bending - 1.2 MPa,
- wytrzymałość mechaniczna po 7 dniach w temperaturze 293K na ściskanie - 2,7 MPa.- mechanical strength after 7 days at 293K compressive strength - 2.7 MPa.
Właściwości reologiczne opisanej w przykładzie kompozycji uszczelniającej spełniają wymagania technologiczne, stawiane przez projekty technologii prac geoinżynieryjnych.The rheological properties of the sealing composition described in the example meet the technological requirements set by geoengineering technology projects.
Przykład 3Example 3
Kompozycja uszczelniająca składa się z następujących składników:The sealing composition consists of the following ingredients:
Spoiwa, w postaci mieszaniny zawierającej:Binders, in the form of a mixture containing:
- 30% masowych cementu portlandzkiego CEM I klasy wytrzymałości 42,5R wg PN-EN 197-1:2012,- 30% by mass of Portland cement CEM I, strength class 42.5R according to PN-EN 197-1:2012,
- 50% masowych granulowanego żużla wielkopiecowego o płytkowym kształcie ziaren, rozdrobnionego w młynie pionowym do powierzchni właściwej co najmniej 4000 cm2/g,- 50% by mass of granulated blast furnace slag with plate-shaped grains, crushed in a vertical mill to a specific surface area of at least 4000 cm 2 /g,
- 10% masowych popiołu krzemionkowego ze spalania węgla kamiennego w elektrowniach i elektrociepłowniach, pozyskanego ze strefy II i III układu odpylania spalin, zawierającego 30% aktywnych chemicznie składników SiO2 i AI2O3.- 10% by mass of silica ash from the combustion of hard coal in power plants and combined heat and power plants, obtained from zones II and III of the flue gas dedusting system, containing 30% of chemically active SiO2 and Al2O3 components.
- 10% masowych popiołu ze spalania węgla kamiennego w kotłach fluidalnych.- 10% by mass of ash from the combustion of hard coal in fluidized bed boilers.
Upłynniacza, w postaci eteru polikarboksylanowego, w ilości 0,01% masowych w stosunku do ilości spoiwa.Fluidizer in the form of a polycarboxylate ether, in the amount of 0.01% by mass relative to the amount of binder.
Wody zarobowej, w ilości 60% masowych w stosunku do ilości spoiwa (w/s - 0,6).Mixing water, in the amount of 60% by mass in relation to the amount of binder (w/b - 0.6).
Poniżej przedstawiono parametry technologiczne kompozycji:The technological parameters of the composition are presented below:
- gęstość - 1660 kg/m3,- density - 1660 kg/ m3 ,
- rozlewność - 180 mm,- flow - 180 mm,
- lepkość plastyczna - 72,6 mPas,- plastic viscosity - 72.6 mPas,
- lepkość pozorna - 141,9 mPas,- apparent viscosity - 141.9 mPas,
- granica płynięcia - 14,691 Pa,- yield point - 14.691 Pa,
- czas początku wiązania mieszaniny w temperaturze 293K - 9 h 15 min,- initial setting time of the mixture at 293K - 9 h 15 min,
- czas końca wiązania mieszaniny w temperaturze 293K - 18 h 10 min,- end of setting time of the mixture at 293K - 18 h 10 min,
- wytrzymałość mechaniczna po 7 dniach w temperaturze 293K na zginanie - 2,05 MPa,- mechanical strength after 7 days at 293K bending - 2.05 MPa,
- wytrzymałość mechaniczna po 7 dniach w temperaturze 293K na ściskanie - 6,4 MPa.- mechanical strength after 7 days at 293K compressive strength - 6.4 MPa.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL443335A PL247184B1 (en) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | Sealing composition intended for use in geoengineering works |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL443335A PL247184B1 (en) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | Sealing composition intended for use in geoengineering works |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL443335A1 PL443335A1 (en) | 2024-07-01 |
| PL247184B1 true PL247184B1 (en) | 2025-05-26 |
Family
ID=91719391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL443335A PL247184B1 (en) | 2022-12-29 | 2022-12-29 | Sealing composition intended for use in geoengineering works |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL247184B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL333553A1 (en) * | 1999-06-01 | 2000-12-04 | Akad Gorniczo Hutnicza | Rock mass sealing compound |
| KR101299164B1 (en) * | 2013-05-10 | 2013-08-22 | (주)대우건설 | Solidification material composition for deep soil stabilization including large amount of non-firing binding materials and deep mixing method using thereof |
| KR102024579B1 (en) * | 2019-05-23 | 2019-09-24 | 주식회사 위드엠텍 | Eco-friendly and High Early Strength Solidifying Composition Using Supercritical Fluidized Bed Combustion Boiler Flyash |
| KR102325213B1 (en) * | 2021-04-29 | 2021-11-11 | 주식회사 지안산업 | Field hardening pile composition for soft soil stabilization and field hardening pile construction method using the same |
-
2022
- 2022-12-29 PL PL443335A patent/PL247184B1/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL333553A1 (en) * | 1999-06-01 | 2000-12-04 | Akad Gorniczo Hutnicza | Rock mass sealing compound |
| KR101299164B1 (en) * | 2013-05-10 | 2013-08-22 | (주)대우건설 | Solidification material composition for deep soil stabilization including large amount of non-firing binding materials and deep mixing method using thereof |
| KR102024579B1 (en) * | 2019-05-23 | 2019-09-24 | 주식회사 위드엠텍 | Eco-friendly and High Early Strength Solidifying Composition Using Supercritical Fluidized Bed Combustion Boiler Flyash |
| KR102325213B1 (en) * | 2021-04-29 | 2021-11-11 | 주식회사 지안산업 | Field hardening pile composition for soft soil stabilization and field hardening pile construction method using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL443335A1 (en) | 2024-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103429552B (en) | For the activator composition of latent hydraulicity and/or solidifying rigid binder material | |
| CN101265066B (en) | High folding resistance road concrete material and preparing method thereof | |
| TWI652246B (en) | Concrete material composition with modified rheology, methods of making, and uses thereof | |
| US3232777A (en) | Cementitious composition and method of preparation | |
| US10355278B2 (en) | Binder based on a solid mineral compound rich in alkaline-earth metal oxide with phosphate-containing activators | |
| KR100917117B1 (en) | Rebar joint filler and rebar joint filling method | |
| CN108341639A (en) | A kind of early-strength cement base thick-layer leveling mortar and application method | |
| US20100006010A1 (en) | Matrix for masonry elements and method of manufacture thereof | |
| JP7736709B2 (en) | Method for accelerating and fluidizing wet concrete or mortar compositions containing activators, water-reducing polymers, comprising the use of a performance additive containing chaotropic ions, and its use in low-carbon alternative binder compositions | |
| CN115893895A (en) | Coagulation accelerating early strength agent, preparation method thereof and concrete composition | |
| CN101258115B (en) | Cement composition for grouting and grout material comprising the same | |
| US20120048147A1 (en) | Low Shrinkage Binder System | |
| CN107344840A (en) | A kind of preparation method of phosphorus base grouting material | |
| JP7744792B2 (en) | Grout material, grout mortar composition and hardened product | |
| CN115536302A (en) | Silicomanganese slag-based super early-strength shotcrete admixture and shotcrete | |
| KR101473228B1 (en) | The composition of solidificant having highstrength and rapid solidification | |
| KR100859776B1 (en) | Fastener composition for viscosity increase shotcrete | |
| JP2022168791A (en) | Grout material, grout mortar composition and hardened body | |
| PL247184B1 (en) | Sealing composition intended for use in geoengineering works | |
| CN104803646A (en) | Micro-expansion phosphorus slag powder grouting material and using method thereof | |
| Soloviova et al. | Improving the properties of composite materials for civil engineering | |
| Kumar et al. | A review on wider application of supplementary cementitious materials on the development of high-performance concrete | |
| KR102709064B1 (en) | A binder composition for floor mortar, and a wet floor mortar composition or a dry floor mortar composition comprising the same | |
| JP2022151337A (en) | Wet type sprayed concrete | |
| US11873251B1 (en) | Concrete composition for use in construction and methods of applying the same |