PL247556B1 - Mieszanina do zaczynu zmodyfikowanego gruntobetonu - Google Patents

Mieszanina do zaczynu zmodyfikowanego gruntobetonu

Info

Publication number
PL247556B1
PL247556B1 PL444693A PL44469323A PL247556B1 PL 247556 B1 PL247556 B1 PL 247556B1 PL 444693 A PL444693 A PL 444693A PL 44469323 A PL44469323 A PL 44469323A PL 247556 B1 PL247556 B1 PL 247556B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
cement
sub
bottom ash
weight
microsilica
Prior art date
Application number
PL444693A
Other languages
English (en)
Other versions
PL444693A1 (pl
Inventor
Tomasz Makuch
Sebastian Bielski
Robert Kuszka
Przemysław Frankowski
Daniel Wałach
Justyna Jaskowska-Lemańska
Marek Cała
Grzegorz Kaczmarczyk
Agnieszka Leśniak
Original Assignee
Mikropal Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
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 Mikropal Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia filed Critical Mikropal Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority to PL444693A priority Critical patent/PL247556B1/pl
Publication of PL444693A1 publication Critical patent/PL444693A1/pl
Publication of PL247556B1 publication Critical patent/PL247556B1/pl

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
    • C04B18/10—Burned or pyrolised refuse
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D15/00—Handling building or like materials for hydraulic engineering or foundations
    • E02D15/02—Handling of bulk concrete specially for foundation or hydraulic engineering purposes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D15/00—Handling building or like materials for hydraulic engineering or foundations
    • E02D15/02—Handling of bulk concrete specially for foundation or hydraulic engineering purposes
    • E02D15/04—Placing concrete in mould-pipes, pile tubes, bore-holes or narrow shafts
    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/24—Prefabricated piles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest mieszanina do zaczynu zmodyfikowanego gruntobetonu, która zawiera od 85% do 90% wagowych cementu i od 10% do 15% wagowych popiołu dennego z kotła fluidalnego ze spalania węgla kamiennego o frakcji wymiarowej nie większej niż 0,25 mm i o składzie w procentach wagowych: od 25,5% do 52% SiO<sub>2</sub>, od 1,5% do 3,5% Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, od 7,8% do 16,5% Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, od 19% do 40% CaO, od 0,5% do 1,3% MgO, od 0,4% do 0,9% K<sub>2</sub>O, od 0,2% do 0,5% Na<sub>2</sub>O, od 4,5% do 11,5% SO<sub>3</sub>. Z kolei popiół denny w frakcji wymiarowej nie większej niż 0,25 mm, najkorzystniej zawiera 80% frakcji wymiarowej poniżej 0,12 mm. Inna mieszanina do zaczynu zmodyfikowanego gruntobetonu zawiera od 80% do 88,5% wagowych cementu, od 9% do 15% wagowych popiołu dennego z kotła fluidalnego ze spalania węgla kamiennego o frakcji wymiarowej nie większej niż 0,25 mm i o składzie w procentach wagowych: od 25,5% do 52% SiO<sub>2</sub>, od 1,5% do 3,5% Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, od 7,8% do 16,5% Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, od 19% do 40% CaO, od 0,5% do 1,3% MgO, od 0,4% do 0,9% K<sub>2</sub>O, od 0,2% do 0,5% Na<sub>2</sub>O, od 4,5% do 11,5% SO<sub>3</sub> oraz od 2,5% do 5,0% wagowych mikrokrzemionki. Z kolei popiół denny w frakcji wymiarowej nie większej niż 0,25 mm, najkorzystniej zawiera 80% frakcji wymiarowej poniżej 0,12 mm.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest mieszanina do zaczynu zmodyfikowanego gruntobetonu, wykonana na bazie cementu i popiołów dennych z kotłów fluidalnych lub cementu, popiołów dennych z kotłów fluidalnych i mikrokrzemionki, stosowana w technologii jet-grouting.
Znana jest z praktyki przemysłowej technologia jet-grouting, polegająca na wysokociśnieniowej iniekcji strumieniowej, która ma na celu poprawę nośności i szczelności gruntu, która może być wykorzystywana w niemal wszystkich rodzajach gruntów. Polega ona na niszczeniu naturalnej struktury gruntu za pomocą zaczynu cementowego wprowadzanego pod ciśnieniem rzędu 30-50 MPa z wydatkiem 50-450 l/min oraz mieszaniu i częściowej wymianie istniejącego podłoża z czynnikiem wiążącym w postaci zaczynu cementowego. Formowane w ten sposób elementy w postaci kolumn, ścian, płyt i bloków stanowią fragmenty zeskalonego gruntu, których wytrzymałość na ściskanie w zależności od rodzaju ośrodka gruntowego wynosi odpowiednio: 1 MPa w gruntach organicznych, 5 MPa w glinach, 15 MPa w przypadku formowania kolumn w piaskach oraz 20 MPa w ośrodku żwirowym. Technologia wykonania kolumn iniekcyjnych polega na wierceniu otworów w podłożu gruntowym i formowaniu buław nośnych kolumn przy wykorzystaniu energii kinetycznej strumienia wypływającego z dyszy, który podczas ruchu obrotowego z jednoczesnym posuwem narzędzia wiercącego w dół i górę, urabia i wypełnia zaczynem cementowym ośrodek gruntowy.
Z opisu patentowego EP0043332 znany jest nowy sposób zastąpienia zaczynu bentonitowo -cementowego, zaczynu cementowego, zaprawy lub betonu szlamu bentonitowego, polegający na tym, że do jego zastąpienia stosuje się szlam bentonitowy zawierający ilość wapna zasadniczo odpowiadającego / lub nieznacznie przekraczającego ilość wapna, która nadaje osadowi bentonitowemu maksymalną sztywność. Przy czym, szlam bentonitowy zawiera mniej niż 10% wapna (CaO) w przeliczeniu na masę wapna palonego w stosunku do masy bentonitu i ma lepkość stożka MARSHa między około 40 a 80 s. W celu ułatwienia resorpcji szlamu w zawiesinie, zaprawie lub betonie mieszanie przeprowadza się środkami mechanicznymi za pomocą sprężonego powietrza lub wprowadzając cyrkulację zaczynu.
Wynalazek ujawniony w opisie EP0213030 dotyczy sposobu uszczelniania gruntu materiałem takim jak zaprawa murarska, spoiwo lub beton. Przed wstrzyknięciem, drobno zmielony proszek związku zawierającego wapń, który ma rozpuszczalność w wodzie około 0,01 do 2 g na litr, miesza się z ługami krzemionkowymi, w których stosunek SiO2/Na2O wynosi od 1 do 1,3. Z kolei związek zawierający wapń jest sproszkowanym węglanem wapnia (CaCOs) składającym się na przykład z marmuru, wapienia lub kalcytu, albo związkiem zawierającym wapń jest proszek wapna (Ca(OH)2).
Z opisu patentowego zgłoszenia wynalazku JPH05319883A znany jest dodatek do cementu wykorzystywany do iniekcji strumieniowej wykonywanej pod wysokim ciśnieniem w pracach ziemnych w celu wzmocnienia miękkiego gruntu. Dodatek składa się z rozpuszczalnej w wodzie soli kondensatu kwasu naftalenosulfonowego z formaldehydem i kwasu garbnikowego, a stosunek wagowy rozpuszczalnej soli do kwasu garbnikowego jest utrzymywany w zakresie od 70 do 95 : 30 do 5. Dodatek nadaje płynność utwardzanemu cementowi i zmniejsza lepkość gruntu gliniastego. W konsekwencji dodatek przyczynia się do zwiększenia skuteczności iniekcji strumieniowej wzmacniającej glebę.
Z opisu zgłoszenia o numerze JPH09194835A znana jest domieszka cementowa do prac związanych z iniekcją strumieniową polegająca na wstrzykiwaniu ciśnieniowym mleka cementowego lub jego mieszaniny z wodą głęboko w ziemię w celu uformowania elementu iniekcyjnego w postaci kolumny w kształcie podziemnego cylindrycznego korpusu. Domieszka zawiera kwas fosforowy i proszek nieorganiczny jako skuteczne składniki lub zawiera proszek nieorganiczny potraktowany kwasem fosforowym jako skuteczny składnik. Kompozycję cementową wytwarza się przez zmieszanie cementu i tej domieszki. Prace iniekcyjne obejmują wstrzyknięcie ciśnieniowe zaczynu cementowego przygotowanego przez zmieszanie kompozycji cementowej z wodą do gruntu i utwardzenie mieszaniny wstrzykniętego zaczynu z ziemią. Domieszka ma wyraźny wpływ na zmniejszenie lepkości zaczynu i zwiększenia wytrzymałości.
Znany jest z opisu patentowego PL235350 wzmocniony gruntobeton, w którym zastosowano zbrojenie rozproszone w postaci polipropylenowej taśmy fibrylizowanej, w odcinkach o długości od 60 do 100 mm, jako pojedynczych odcinków taśm lub odcinków wiązek skręconych taśm zawierających od 2 do 8 taśm we wiązce. Wzmocniony gruntobeton, według tego wynalazku charakteryzuje się tym, że uzyskany jest poprzez równomierne rozprowadzenie w gruncie zbrojenia rozproszonego w postaci wspomnianych odcinków taśm lub odcinków skręconych taśm fibrylizowanych, w ilości 6-10 kg/m3 gruntobetonu, poprzez jego wymieszanie z zaczynem cementowym, w ilości 350-450 dm3/m3 gruntobetonu oraz macierzystym gruntem niespoistym, zwłaszcza takim jak piaski grubo-, średnio- i drobnoziarniste. Zaczyn cementowy wymieszany z gruntem macierzystym i zbrojeniem rozproszonym charakteryzuje się wskaźnikiem wodno-spoiwowym w zakresie 0,6-1,8 i wykonany jest z cementu portlandzkiego, CEM I lub OEM II, o klasie nie większej niż 42,5.
Pomimo zachodzących zmian gospodarczych energetyka wciąż uzależniona jest od elektrowni węglowych. W wyniku spalania węgla kamiennego lub brunatnego w kotłach fluidalnych powstają uboczne produkty spalania, takie jak popioły lotne oraz denne zmieszane z pozostałościami sorbentów stosowanymi dla obniżenia emisji toksycznych oraz związków siarki do atmosfery. Uboczne produkty spalania występują w postaci popiołów lotnych pochodzących z odpylania strumienia gazów odlotowych charakteryzujących się uziarnieniem 1-300 μm, stanowiące 40-70% odpadów oraz odpadów dennych o średnicach 0,3-10,0 mm stanowiące 30-60% całości ubocznych produktów spalania. Obecnie popioły lotne z kotłów konwencjonalnych, ze względu na ich niskie uziarnienie i korzystne właściwości wiążące, są szeroko wykorzystywane w przemyśle budowlanym jako pełnowartościowy dodatek do cementów czy betonów, stabilizacji podłoża oraz jako komponent do podsadzki hydraulicznej do podsadzania i uszczelniania podziemnych wyrobisk górniczych. Natomiast popioły denne powstające jako uboczne produkty spalania składają się z popiołów z paliwa stałego oraz pozostałości niespalonego węgla, anhydrytu będącego produktem odsiarczenia oraz związków nieprzereagowanych - CaCO3 i CaO pochodzącego z rozkładu termicznego sorbentu. Poza składem chemicznym i fazowym popioły denne charakteryzują się mniej korzystnym uziarnieniem w stosunku do popiołów lotnych, są to średnice ziaren do 10 mm w przypadku popiołu dennego z kotła fluidalnego. Do chwili obecnej duże ilości popiołów między innymi dennych są składowane, zanieczyszczając środowisko. Część z nich, jako materiał drobnoziarnisty jest wywiewana, co potęguje zjawisko smogu. Ponadto składowiska odpadów zajmują przestrzeń, którą można wykorzystać do innych celów. Do tego dochodzą wysokie koszty składowania i tzw. opłaty środowiskowe, którymi obciążeni są producenci. Korzystniejsze jest przemysłowe wykorzystanie popiołów niż ich składowanie. W pracach badawczych od lat podejmuje się próby znalezienia zastosowania dla popiołów dennych pochodzących z kotłów fluidalnych, które nie są obecnie wykorzystywane w skali przemysłowej i zalegają na składowiskach odpadów.
Celem wynalazku jest wykorzystanie ubocznego produktu spalania w postaci popiołów dennych do sporządzania zaczynu cementowo-wodnego do gruntobetonu, co umożliwi redukcję zużycia cementu stosowanego, przy jednoczesnym zachowaniu pożądanych parametrów, w tym poprawę nośności i szczelności finalnych elementów iniekcyjnych wykonywanych technologią jet-groutingu.
Mieszanina do zaczynu zmodyfikowanego gruntobetonu według wynalazku zawiera: od 85% do 90% wagowych cementu i od 10% do 15% wagowych popiołu dennego z kotła fluidalnego ze spalania węgla kamiennego o frakcji wymiarowej nie większej niż 0,25 mm i o składzie w procentach wagowych:' od 25,5% do 52% SO2, od 1,5% do 3,5% Fe'203, od 7,8% do 16,5% AI2O3, od 19% do 40%CaO, od 0,5% do 1,3% MgO, od 0,4% do 0,9% K2O, od 0,2% do 0,5% Na2O, od 4,5% do 11,5% SO3. Korzystnie w skład mieszaniny wchodzi 90% wagowych cementu i 10% wagowych popiołu dennego z kotła fluidalnego ze spalania węgla kamiennego. Ponadto popiół denny z kotła fluidalnego ze spalania węgla kamiennego w frakcji wymiarowej nie większej niż 0,25 mm zawiera 80% frakcji wymiarowej poniżej 0,12 mm.
Odmiana mieszaniny do zaczynu zmodyfikowanego gruntobetonu według wynalazku zawiera: od 80% do 88,5% wagowych cementu, od 9% do 15% wagowych popiołu dennego z kotła fluidalnego ze spalania węgla kamiennego o frakcji wymiarowej nie większej niż 0,25 mm i o składzie w procentach wagowych: od 25,5% do 52% SiO2, od 1,5% do 3,5% FeaOe, od 7,8% do 16,5% AI2O3, od 19% do 40% CaO, od 0,5% do 1,3% MgO, od 0,4% do 0,9% K2O, od 0,2% do 0,5% Na2O, od 4,5% do 11,5% SO3 oraz od 2,5% do 5,0% wagowych mikrokrzemionki. W jej skład korzystnie wchodzą 88,5% wagowych cementu, 9% wagowych popiołu z kotła fluidalnego ze spalania węgla kamiennego oraz 2,5 wagowych mikrokrzemionki. Ponadto popiół denny z kotła fluidalnego ze spalania węgla kamiennego w frakcji wymiarowej nie większej niż 0,25 mm zawiera 80% frakcji wymiarowej poniżej 0,12 mm.
Mieszaniny według wynalazku umożliwiają wykorzystanie zalegających obecnie na składowiskach odpadów ubocznego produktu spalania w postaci popiołów dennych do sporządzania zaczynu do gruntobetonu. Zastosowanie tych mieszanin pozwala na zmniejszenie zużycia cementu w technologii jet-grouting oraz ma wpływ na poprawę w zakresie ochrony naturalnego środowiska człowieka.
Przedmiot wynalazku jest zilustrowany na rysunku, na którym Fig.1 - przedstawia przykładowe pale jet-grouting formowane pod ciśnieniem roboczym 150 bar, wykonane z zastosowaniem receptury 2
PL 247556 BI (cement CEM I 42,5R 88,5%, popiół denny 9%, mikrokrzemionka 2,5%), Fig. 2 - przedstawia przykładowe pale jet-grouting formowane pod ciśnieniem roboczym 250 bar, wykonane z zastosowaniem receptury 2 (cement CEM I 42,5R 88,5%, popiół denny 9%, mikrokrzemionka 2,5%), Fig. 3 - przedstawia graficzne porównanie uzyskanych wyników badań wytrzymałości na zginanie próbek z pali na bazie zaczynu referencyjnego oraz receptur 1 i 2 w zależności od głębokości, Fig. 4 - przedstawiał graficzne porównanie uzyskanych wyników badań wytrzymałości na ściskanie próbek z pali na bazie zaczynu referencyjnego oraz receptur 1 i 2 w zależności od głębokości.
Przykład I
Mieszanina do zaczynu zmodyfikowanego gruntobetonu przeznaczona do sporządzenia zaczynu wodnego tworzącego gruntobeton według wynalazku zawiera od 85% do 90% wagowych cementu i od 10% do 15% wagowych popiołu dennego z kotła fluidalnego ze spalania węgla kamiennego o frakcji wymiarowej nie większej niż 0,25 mm i o składzie w procentach wagowych: od 25,5% do 52% S1O2, od 1,5% do 3,5% Fe2O3, od 7,8% do 16,5% AI2O3, od 19% do 40% CaO, od 0,5% do 1,3% MgO, od 0,4% do 0,9% K2O, od 0,2% do 0,5% Na2O, od 4,5% do 11,5% SO3. Najkorzystniej w jej skład wchodzi 90% wagowych cementu i 10% wagowych popiołu dennego z kotła fluidalnego ze spalania węgla kamiennego. Przy czym najkorzystniej jest, jak popiół denny w frakcji wymiarowej nie większej niż 0,25 mm zawiera 80% frakcji wymiarowej poniżej 0,12 mm.
Ze względów technologicznych odseparowano ziarna powyżej 2 mm, które nie mogą być wprowadzane do mieszaniny cementowo-wodnej w technologii jet-grouting. W celu zmniejszenia uziarnienia i aktywacji składników prowadzono mielenie, którego celem było uzyskanie frakcji nie większej niż 0,25 mm, przy czym 80% frakcji jest poniżej 0,12 mm. Proces mielenia jest istotny dla aktywacji składnika. Podany powyżej skład mieszaniny cementu i popiołów dennych według wynalazku stosowany do wytwarzania wodnego zaczynu gruntobetonu najkorzystniej ma gęstość w granicach 1,58-1,62 g/cm3 oraz lepkość umowną poniżej 60 s.
Zaczyny wytworzone na bazie mieszaniny cementu i popiołów dennych o rożnych składach w warunkach laboratoryjnych poddane zostały badaniom w celu określenia ich podstawowych parametrów i na tej podstawie do wytworzenia optymalnych mieszanek w celu wykonania ostatecznych badań terenowych ujętych w III przykładzie wykonania.
W badaniach laboratoryjnych uwzględniono zawartość masową wody i cementu, współczynnik w:c, gęstość zaczynu wyznaczoną na wadze płuczkowej ramiennej (waga Baroid), lepkość umowną zaczynu (wyznaczoną przy użyciu lejka Marscha) oraz dobowy odstój. Wszystkie oznaczenia wykonano na podstawie normy BN-90 1785-01.
Do zaczynu referencyjnego zastosowano z pośród trzech cement typu CEM I (42,5 R) o właściwościach przedstawionych tabeli 1.
Tabela 1
Oznaczenie na zaczynie 0 wskazanej gęstości: CEM I CEM ll/B-V
Górażdże (42.5 R) Polski Portland (32.5 R) Cemex (32.5 R) Górażdże (32.5 R)
Masa wody [g] 1500 1500 1500 1500
Masa cementu [g] 2000 2000 1950 2000
w:c 0,75 0,75 0,77 0,75
Gęstość zaczynu [g/cm3] 1,6 1,59 1,6 1,59
Lepkość umowna zaczynu [s] 55,9 37,7 47,29 52,2
Dobowy odstój zaczynu [%] 19 15 15 11
PL 247556 BI
W celu zastąpienia cementu w zaczynie do gruntobetonu, wykorzystano popiół denny ze spalania węgla kamiennego z kotła fluidalnego o następujących parametrach:
Tabela 2
Składnik Zawartość [%]
SiO2 38,80
FepOs 2,38
AI2O3 12,01
CaO 29,25
MgO 0,91
K2O 0,66
NaaO 0,35
SO3 7,55
Separację popiołu dennego przeprowadzono na sitach o oczkach kwadratowych z wykorzystaniem separatora wibracyjnego. W efekcie separacji wydzielono trzy frakcje wynikające ze składu ziarnowego. Maksymalny wymiar ziaren wynosił 10 mm, udział frakcji wydzielanych był następujący: 70,6% frakcji poniżej 0,63 mm, 24,7% frakcji 0,63-2,0 mm oraz 4,7% frakcji powyżej 2 mm. Skład ziarnowy pierwotnego popiołu dennego przedstawiono w tabeli 3.
Tabela 3
Wielkość ziaren [mm] Udział [%]
0 - 0,045 0,27
0,045 - 0,063 1,70
0,063 - 0,125 8,72
0,125 - 0,2 22,04
0,2-0,4 57,52
0,4-0,63 70,62
0,63-0,8 80,62
0,8 -1 91,64
1 -2 95,31
2-4 97,23
4-8 98,79
>8 100,00
Popiół denny charakteryzuje się gęstością 2,64 g/cm3. W zależności od wielkości wydzielonych frakcji, ich gęstość wykazuje nieznaczne zmiany i wynosi 2,62 g/cm3 (frakcja 0-0,63 mm), 2,66 g/cm3
PL 247556 BI (frakcja 0,63-2,0 mm) oraz 2,6 g/cm3 (frakcja powyżej 2 mm). Uśrednione wyniki gęstości właściwej dla całej próby oraz wydzielonych frakcji przedstawiono w tabeli 4.
Tabela 4
Oznaczenie materiału Gęstość właściwa [g/cm3]
PDJ 0-10,0 mm 2,64
PDJ 0 - 0,63 mm 2,62
PDJ 0,63 - 2,0 mm 2,66
PDJ +2,0 mm 2,60
Główne składniki popiołu dennego, to: S1O2, CaO, AI2O3, SO3 oraz Fe2O3. Wraz ze wzrostem wielkości ziaren zwiększa się ilość S1O2 w poszczególnych frakcjach. Podobnie jest dla AI2O3, Fe2Os w grubszych frakcjach wzrasta ich ilość.
Natomiast w przypadku CaO sytuacja jest odwrotna, najwyższą ilość odnotowano w najdrobniejszej frakcji (0-0,63 mm), a w najgrubszej frakcji ziarnowej (ponad 2 mm) ilość CaO jest znikoma.
Parametry dla mieszanek zaczynów cementowych wykonanych na bazie cementu Górażdże (42,5 R) przedstawiono w tabeli 5.
Tabela 5
Oznaczenie na zaczynie 0 wskazanej gęstości: Wykorzystany cement: Górażdże (42.5 R)
Wyniki ref. C:90%-P:10% C:85%-P:15%
Masa wody [g] 1500 1500 1500
Masa cementu [g] 2000 1800 1700
Masa popiołu dennego [g] 0 200 300
Masa mikrokrzemionki [g] 0 0 0
Gęstość zaczynu [g/cm3] 1,6 1,61 1,59
Lepkość umowna zaczynu [s] 55,9 48,2 44,2
Dobowy odstój zaczynu [%] 19,0 18,0 16,8
Następnie przeprowadzono badania laboratoryjne gruntobetonu dla gruntów niespoistych z zawartością popiołu dennego na bazie cementu Górażdże typu 42,5 R (CEM I) wraz z masowym udziałem poszczególnych materiałów w mieszance. Jako grunt niespoisty stosowano piasek kwarcowy normowy CEN 0-2,0 mm.
Skład i gęstość objętościową próbek gruntobetonu dla gruntów niespoistych na bazie cementu Górażdże (42,5 R) oraz popiołu dennego przedstawiono w tabeli 6.
PL 247556 BI
Tabela 6
Parametr Wykorzystany cement: Górażdże (42,5 R)
Wyniki ref. ΜΙΧ 4 C:90%P:10% ΜΙΧ 6 C:85%P:15%
Masa wody [g] 225 225 225
Masa cementu [g] 450 405 382,5
Masa piasku normowego [g] 1350 1350 1350
Masa popiołu dennego [g] 0 45 67,5
Masa mikrokrzemionki [g] 0 0 0
w:c 0,50 0,56 0,59
Minimalna gęstość objętościowa [kg/m3] 2169,0 2169,0 2203,2
Maksymalna gęstość objętościowa [kg/m3] 2308,3 2283,7 2307,6
Średnia gęstość objętościowa [kg/m3] 2262,9 2247,1 2261,7
Odchylenie standardowe gęstości [kg/m3] 45,1 32,9 28,2
Wyniki badań wytrzymałościowych próbek gruntobetonu dla gruntów niespoistych na bazie cementu Górażdże (42,5 R) oraz popiołu dennego przedstawiono w tabeli 7.
Tabela 7
Parametr wytrzymałościowy Czas od rozpoczęcia wiązania Wykorzystany cement: Górażdże (42,5 R)
Wyniki ref. ΜΙΧ 4 C:90%- P:10% ΜΙΧ 6 C:85% P:15%
Wytrzymałość na zginanie [MPa] 1 dzień 3,56 2,4 1,18
3 dni 7,16 5,52 4,16
7 dni 9,20 8,05 6,72
14 dni 9,59 9,16 8,09
28 dni 9,64 9,27 9,13
PL 247556 BI
Wytrzymałość na ściskanie [MPa] 1 dzień 11,71 8,39 4,49
3 dni 24,91 23,21 18,32
7 dni 37,78 34,52 28,90
14 dni 46,07 38,93 34,82
28 dni 48,83 44,90 37,64
Kolejno przeprowadzono badania laboratoryjne gruntobetonu dla gruntów spoistych z zawartością popiołu dennego na bazie cementu Górażdże typu 42,5 R (CEM I), wraz z masowym udziałem poszczególnych materiałów w mieszance.
Skład i gęstość objętościowa badanych próbek gruntobetonu dla gruntów spoistych na bazie cementu Górażdże (42,5 R) oraz popiołu dennego przedstawiono w tabeli 8.
Tabela 8
Parametr Wykorzystany cement: Górażdże (42,5 R)
Wyniki ref. ΜΙΧ 10 C:90%P:10% ΜΙΧ12 C:85%P:15%
Masa wody [g] 1000 1000 100
Masa cementu [g] 900 810 765
Masa gruntu spoistego [g] 1350 1350 1350
Masa popiołu dennego [g] 0 90 135
Masa mikrokrzemionki [g] 0 0 0
w:c 1,11 1,23 1,31
Minimalna gęstość objętościowa [kg/m3] 1689,1 1641,1 1710,9
Maksymalna gęstość objętościowa [kg/m3] 1780,9 1793,4 1779,8
Średnia gęstość objętościowa [kg/m3] 1753,5 1698,8 1757,4
Odchylenie standardowe gęstości [kg/m3] 25,4 52,8 19,6
Wytrzymałość na zginanie oraz wytrzymałość na ściskanie badanych próbek gruntobetonów dla gruntów spoistych na bazie cementu Górażdże (42,5 R) oraz popiołu dennego przedstawiono w tabeli 9.
PL 247556 BI
Tabela 9
Parametr wytrzymałościowy Czas od rozpoczęcia wiązania gruntobetonu Wykorzystany cement: Górażdże (42,5 R)
Wyniki ref. ΜΙΧ 10 C:90%- P:10% ΜΙΧ 12 C:85%- P:15%-
Wytrzymałość na zginanie [MPa] 3 dni 0,81 0,78 0,46
7 dni 1,66 1,19 1,08
14 dni 2,43 2,14 1,55
28 dni 2,55 2,47 2,39
3 dni 2,66 2,65 2,03
7 dni 4,52 3,97 3,09
WyuZ-yilldlUbL· lid oUlorydlllc [MPa] 14 dni 7,29 7,20 5,73
28 dni 9,62 8,13 7,43
Przykład II
W celu zwiększenia parametrów gruntobetonu o składzie mieszaniny z pierwszego przykładu wykonania dokonano dodatkowo zamiany części cementu mikrokrzemionką, która jest produktem ubocznym produkcji metali krzemowych w postaci zagęszczonego amorficznego proszku, otrzymywanego w procesie metalurgicznym krzemu w elektrycznym piecu łukowym.
Inna mieszanina do zaczynu zmodyfikowanego gruntobetonu przeznaczona do sporządzenia zaczynu wodnego tworzącego gruntobeton według wynalazku zawiera od 80% do 88,5% wagowych cementu, od 9% do 15% wagowych popiołu dennego z kotła fluidalnego ze spalania węgla kamiennego o frakcji wymiarowej nie większej niż 0,25 mm i o składzie w procentach wagowych: od 25,5% do 52% SiO2, od 1,5% do 3,5% Fe2b3, od 7,8% do 16,5% AI2O3, od 19% do 40%CaO, od 0,5% do 1,3% MgO, od 0,4% do 0,9% K2O, od 0,2% do 0,5% Na2O, od 4,5% do 11,5% SO3 oraz od 2,5% do 5,0% wagowych mikrokrzemionki. Przy czym, popiół denny w frakcji wymiarowej nie większej niż 0,25 mm najkorzystniej zawiera 80% frakcji wymiarowej poniżej 0,12 mm.
Parametry przykładowych dla mieszanek zaczynów cementowych wykonanych na bazie cementu Górażdże (42,5 R) o składzie: C:90%-P:10%, C:85%-P:10%-M:5% przedstawiono w tabeli 10.
Tabela 10
Oznaczenie na zaczynie o wskazanej gęstości: Wykorzystany cement: Górażdże (42.5 R)
C:90%-P:10% C:85%“P:10%*M:5%
Masa wody [g] 1500 1500
Masa cementu [g] 1800 1700
Masa popiołu dennego [g] 200 200
Masa mikrokrzemionki [g] 0 100
Gęstość zaczynu [g/cm3] 1,61 1,6
PL 247556 Β1
Lepkość umowna zaczynu [s] 48,2 49,5
Dobowy odstój zaczynu [%] 18,0 3
Skład i gęstość objętościowa przykładowych próbek na bazie cementu Górażdże (42,5 R) oraz popiołu dennego i mikrokrzemionki o składzie C:90%-P:10%, C:85%-P:10%- M:5% przedstawiono w tabeli 11.
Tabela 11
Parametr Wykorzystany cement: Górażdże (42,5 R)
C:90%-P:10% C:85%-P:10%- M:5%
Masa wody [g] 225 225
Masa cementu [g] 405 382,5
Masa piasku normowego [g] 1350 1350
Masa popiołu dennego [g] 45 45
Masa mikrokrzemionki [g] 0 22,5
w:c 0,56 0,59
Minimalna gęstość objętościowa [kg/m3] 2169,0 2195,8
Maksymalna gęstość objętościowa [kg/m3] 2283,7 2311,7
Średnia gęstość objętościowa [kg/m3] 2247,1 2243,5
Odchylenie standardowe gęstości [kg/m3] 32,9 34,1
Wytrzymałość na zginanie oraz wytrzymałość na ściskanie przykładowych próbek na bazie cementu Górażdże (42,5 R) oraz popiołu dennego i mikrokrzemionki o składzie C:90%-P:10%, C:85%-P:10%-M:5% przedstawiono w tabeli 12.
Tabela 12
Parametr wy trzy m ałości owy Czas od rozpoczęcia wiązania Wykorzystany cement: Górażdże (42,5 R)
C:90%P:10% C:85%-P:10%- M:5%
Wytrzymałość na zginanie [MPa] 1 dzień 2,4 1,86
3 dni 5,52 5,81
7 dni 8,05 8,27
14 dni 9,16 8,91
28 dni 9,27 9,64
PL 247556 BI
1 dzień 8,39 7,09
3 dni 23,21 25,13
Wytrzymałość na ściskanie [MPa] 7 dni 34,52 27,09
14 dni 38,93 37,54
28 dni 44,90 54,71
Gruntobeton z mieszanki zawierającej mikrokrzemionkę wykazuje wyższe parametry wytrzymałościowe niż ten z mieszanki zawierającej tylko popioły denne. Wyniki badań gęstości objętościowej oraz składu mieszanki gruntobetonu (grunt spoisty) na bazie cementu CEM I Górażdże typu 42,5 R oraz popiołu dennego i mikrokrzemionki przedstawiono w tabeli 13.
Tabela 13
Parametr Wykorzystany cement: Górażdże (42,5 R)
C:90%-P:10% C:85%-P:10%-M:5%
Masa wody [g] 1000 1000
Masa cementu [g] 810 765
Masa gruntu spoistego [g] 1350 1350
Masa popiołu dennego [g] 90 90
Masa mikrokrzemionki [g] 0 45
w:c 1,23 1,31
Minimalna gęstość objętościowa [kg/m3] 1641,1 1751,6
Maksymalna gęstość objętościowa [kg/m3] 1793,4 1810,5
Średnia gęstość objętościowa [kg/m3] 1698,8 1780,7
Odchylenie standardowe gęstości [kg/m3] 52,8 17,9
Przykład III
Kolejna mieszanina do zaczynu zmodyfikowanego gruntobetonu jest sporządzona tak jak mieszanina z drugiego przykładu na bazie popiołu dennegoz kotła fluidalnego ze spalania węgla kamiennego o frakcji wymiarowej nie większej niż 0,25 mm i o składzie w procentach wagowych: od 25,5% do 52% SiO2, od 1,5% do 3,5% Fe2O3, od 7,8% do 16,5% AI2O3, od 19% do 40% CaO, od 0,5% do 1,3% MgO, od 0,4% do 0,9% K2O, od 0,2% do 0,5% Na2O, od 4,5% do 11,5% SO3, z tym że najkorzystniej zawiera 88,5% wagowych cementu, 9% wagowych popiołu z kotła fluidalnego ze spalania węgla kamiennego oraz 2,5% wagowych mikrokrzemionki. Przy czym popiół denny w frakcji wymiarowej nie większej niż 0,25 mm najkorzystniej zawiera 80% frakcji wymiarowej poniżej 0,12 mm.
PL 247556 Β1
Na polu badawczym wykonano dwa stanowiska, łącznie wykonano 20 szt. kolumn iniekcyjnych (pali w technologii jet-grouting) każda o długości ~ 4,0 m. Stanowiska zróżnicowano ze względu na średnicę kolumny, na każdym stanowisku dodatkowo testowano różne receptury zaczynu cementowego. Głównym parametrem decydującym o średnicy kolumny było ciśnienie.
• Dla kolumn 0 300^-400 mm zastosowano ciśnienie robocze 150 bar (zużycie cementu 125 kg/mb) stanowisko 1, • Dla kolumn 0 600^-800 mm zastosowano ciśnienie robocze 250 bar (zużycie cementu 325 kg/mb) stanowisko 2.
Podczas formowania kolumn iniekcyjnych zastosowano cement CEM I 42,5 R producenta Górażdże. Dla każdego stanowiska na polu badawczym wykonano statecznie pale jet-grouting dla trzech receptur:
Receptura Referencyjna:
Cement CEM I 42,5 R
Woda technologiczna
Receptura 1:
Cement CEM I 42,5 R
Woda technologiczna
Popiół denny (10% zamiany masowej cementu)
W/S = 1
Receptura 2:
Cement CEM I 42,5 R
Woda technologiczna
Popiół denny (9% zamiany masowej cementu)
Mikrokrzemionka (2,5% zamiany masowej cementu)
W/S = 1
Oba zaczyny próbne opracowane w warunkach laboratoryjnych wytworzono w ciągu technologicznym składającym się z mieszalnika wolnoobrotowego i szybkoobrotowego oraz układu pompującego. Parametry uzyskanych zaczynów próbnych przedstawiono w tabeli 14.
Tabela 14
Oznaczenie na zaczynie o wskazanej gęstości: Wykorzystany cement: Górażdże (42.5 R)
Zaczyn próbny 1 Zaczyn próbny 2
Zawartość cementu1 [%] 90 85
Zawartość popiołu dennego1 [%] 10 10
Zawartość mikrokrzemionki1 [%] 0 5
w:s 0,75 0,75
Gęstość zaczynu [g/cm3] 1,60 1,61
Lepkość umowna zaczynu [s] 54,1 56,2
w odniesieniu do zaczynu wykonywanego wyłącznie na cemencie
PL 247556 BI
Tabela 15
Oznaczenie na zaczynie o wskazanej gęstości: Wykorzystany cement: Górażdże (42.5 R)
Receptury najkorzystniejsze Receptury dopuszczalne
1 2 1a 1b 2a 2b 2c
Zawartość cementu1 [%] 90 88,5 90 90 86 87 88
Zawartość popiołu dennego1 [%] 10 9 10 10 10 10 9
Zawartość mikrokrzemionki1 [%] 0 2,5 0 0 4 3 3
w:s 1,0 1,0 0,85 0,95 0,95 1,0 1,0
Gęstość zaczynu [g/cm3] 1,52 1,52 1,58 1,54 1,59 1,55 1,53
Lepkość umowna zaczynu [s] 45,3 46,1 52,1 48,2 55,2 50,4 47,2
w odniesieniu do zaczynu wykonywanego wyłącznie na cemencie
Następnie przeprowadzono badane in-situ po 28 dniach dojrzewania w gruncie i 24 godzinach po odsłonięciu kolumn iniekcyjnych (pali w technologii jet-grouting). Pale wykonane na bazie różnych receptur nie różniły się między sobą wilgotnością w istotny sposób. Średnia wilgotność dla wszystkich wykonanych pali wyniosła 4,5%. Wilgotność pali jet-grouting przedstawiono w tabeli 16.
Tabela 16
Oznaczenie pala jetgrouting Typ zastosowanej receptury Ciśnienie robocze [bar] Wilgotność [%]
1 Receptura Referencyjna - Cement CEM I 42,5R 150 4,6
2 Receptura Referencyjna - Cement CEM I 42,5R 150 4,9
3 Receptura Referencyjna - Cement CEM I 42,5R 250 4,2
4 Receptura Referencyjna - Cement CEM I 42,5R 250 4,5
5 Receptura 1 - Cement CEM I 42,5R 90%, Popiół denny 10% 150 4,8
6 Receptura 1 - Cement CEM I 42,5R 90%, Popiół denny 10% 150 4,3
PL 247556 Β1
7 Receptura 1 - Cement CEM I 42,5R 90%, Popiół denny 10% 150 4,8
8 Receptura 1 - Cement CEM I 42,5R 90%, Popiół denny 10% 150 4,8
9 Receptura 1 - Cement CEM I 42,5R 90%, Popiół denny 10% 250 4,7
10 Receptura 1 - Cement CEM I 42,5R 90%, Popiół denny 10% 250 4,2
11 Receptura 1 - Cement CEM I 42,5R 90%, Popiół denny 10% 250 4,0
12 Receptura 1 - Cement CEM I 42,5R 90%, Popiół denny 10% 250 4,5
13 Receptura 2 - Cement CEM I 42,5R 88,5%, Popiół denny 9%, Mikrokrzemionka 2,5% 150 4,3
14 Receptura 2 - Cement CEM I 42,5R 88,5%, Popiół denny 9%, Mikrokrzemionka 2,5% 150 4,4
15 Receptura 2 - Cement CEM I 42,5R 88,5%, Popiół denny 9%, Mikrokrzemionka 2,5% 150 4,8
16 Receptura 2 - Cement CEM I 42,5R 88,5%, Popiół denny 9%, Mikrokrzemionka 2,5% 150 4,6
17 Receptura 2 - Cement CEM I 42,5R 88,5%, Popiół denny 9%, Mikrokrzemionka 2,5% 250 4,2
18 Receptura 2 - Cement CEM I 42,5R 88,5%, Popiół denny 9%, Mikrokrzemionka 2,5% 250 4,4
19 Receptura 2 - Cement CEM I 42,5R 88,5%, Popiół denny 9%, Mikrokrzemionka 2,5% 250 4,4
20 Receptura 2 - Cement CEM I 42,5R 88,5%, Popiół denny 9%, Mikrokrzemionka 2,5% 250 4,8
Kolejno przeprowadzono pomiary twardości powierzchniowej in-situ (badania sklerometryczne). Największą twardością powierzchniową cechowały się pale wykonane na bazie Receptury 2. Nie stwierdzono zróżnicowania twardości względem pali o mniejszych średnicach (formowanych przy ciśnieniu około150 bar) i większych średnicach (formowanych przy ciśnieniu około 250 bar). Średnia wartość liczby odbicia R dla pali wykonanych na recepturze referencyjnej wynosi 28,5, średnia dla receptury 1 wyniosła 27,0, a dla receptury 2-30,2. W tabeli 17 przedstawiono wartości średnie wyników badań sklerometrycznych.
PL 247556 BI
Tabela 17
Oznaczenie pala jetgrouting Typ zastosowanej receptury Ciśnienie robocze [bar] Liczba odbicia R [%]
1 Receptura Referencyjna - Cement CEM I 42,5R 150 28,1
2 Receptura Referencyjna - Cement CEM I 42,5R 150 29,0
3 Receptura Referencyjna - Cement CEM I 42,5R 250 27,5
4 Receptura Referencyjna - Cement CEM I 42,5R 250 28,8
5 Receptura 1 - Cement CEM I 42,5R 90%, Popiół denny 10% 150 27,5
6 Receptura 1 - Cement CEM I 42,5R 90%, Popiół denny 10% 150 26,8
7 Receptura 1 - Cement CEM I 42,5R 90%, Popiół denny 10% 150 26,5
8 Receptura 1 - Cement CEM l 42,5R 90%, Popiół denny 10% 150 27,2
9 Receptura 1 - Cement CEM I 42,5R 90%, Popiół denny 10% 250 27,0
10 Receptura 1 - Cement CEM I 42,5R 90%, Popiół denny 10% 250 25,9
11 Receptura 1 - Cement CEM I 42,5R 90%, Popiół denny 10% 250 27,8
12 Receptura 1 - Cement CEM I 42,5R 90%, Popiół denny 10% 250 27,2
13 Receptura 2 - Cement CEM I 42,5R 88,5%, Popiół denny 9%, Mikrokrzemionka 2,5% 150 29,6
14 Receptura 2 - Cement CEM I 42,5R 88,5%, Popiół denny 9%, Mikrokrzemionka 2,5% 150 31,1
15 Receptura 2 - Cement CEM I 42,5R 88,5%, Popiół denny 9%, Mikrokrzemionka 2,5% 150 30,4
16 Receptura 2 - Cement CEM I 42,5R 88,5%, Popiół denny 9%, Mikrokrzemionka 2,5% 150 31,2
17 Receptura 2 - Cement CEM I 42,5R 88,5%, Popiół denny 9%, Mikrokrzemionka 2,5% 250 30,8
PL 247556 Β1
18 Receptura 2 - Cement CEM I 42,5R 88,5%, Popiół denny 9%, Mikrokrzemionka 2,5% 250 29,8
19 Receptura 2 - Cement CEM I 42,5R 88,5%, Popiół denny 9%, Mikrokrzemionka 2,5% 250 31,0
20 Receptura 2 - Cement CEM I 42,5R 88,5%, Popiół denny 9%, Mikrokrzemionka 2,5% 250 27,8
Badanie jednorodności kształtu wykonano dla wszystkich wykonanych pali metodą skaningu laserowego na wysokość około 1,8 m ppt. Badania na większej głębokości nie były możliwe ze względów bezpieczeństwa. W analizie porównawczej kształtów chmur punktów uzyskanych na bazie skaningu nie zaobserwowano różnego charakteru kształtowania się pala w zależności od receptury. Świadczy to o zbliżonych cechach fizycznych zaczynu referencyjnego jak i zaczynu wg receptury 1 i 2. Na rysunkach Fig. 1 i Fig. 2 przedstawiono przykładowe pale jet-grouting formowane pod ciśnieniem roboczym 150 bar i 250 bar wykonanych z zastosowaniem receptury 2 (cement CEM I 42,5 R 88,5%, popiół denny 9%, mikrokrzemionka 2,5%).
Dla określenia cech fizyko-mechanicznych ze wszystkich wykonanych pali pobrano próbki prostopadłościenne o wymiarach 4x4x16 cm. Próbki pobierane były możliwie blisko rdzenia pala, tak aby uniknąć wpływu nierównomiernego rozmieszczenia materiału gruntowego, który obserwuje się blisko pobocznicy. Próbki pobierano dla każdego pala z pięciu lokalizacji, w przybliżeniu były to przekroje na wysokości: 1,0 m, 1,5 m, 2,0 m, 2,5 m oraz 3,0 m poniżej poziomu terenu. Pale odkopywano do głębokości około 1,8 m i tę część pobierano w całości. Próbki z głębszych lokalizacji pobierane były z odwiertów rdzeniowych. W tabeli 18 przedstawiono wyniki badań wytrzymałości na zginanie i ściskanie w podziale na zastosowane receptury oraz głębokości, z której pochodziły próbki. Na Fig. 3 i Fig. 4 przedstawiono graficzne porównanie uzyskanych wyników badań.
Tabela 18
Parametr wytrzymałościowy Głębokość poboru próbki [m ppt-1 Wykorzystany cement: Górażdże (42,5 R)
Wyniki dla zaczynu referencyjnego Receptura 1 C:90%P:10% Receptura 2 C:88,5%P:9%- M:2,5%
Wytrzymałość na zginanie [MPa] 1,0 4,78 4,54 4,76
1,5 5,01 4,73 4,76
2,0 4,92 4,63 4,76
2,5 4,92 4,82 4,86
3,0 4,82 4,59 4,76
Średnia 4,89 4,66 4,78
Odchylenie standardowe 0,08 0,10 0,04
PL 247556 BI
1,0 24,42 22,45 25,46
1,5 24,90 22,00 27,02
2,0 24,42 22,90 26,50
Wyli^yilldlUbL· lid oGloKaillc [MPa] 2,5 24,90 22,45 26,51
3,0 24,42 23,35 25,98
Średnia 24,61 22,63 26,30
Odchylenie standardowe 0,24 0,46 0,53
W żadnym przypadku nie zaobserwowano znaczącej różnicy pomiędzy cechami mechanicznymi na poszczególnych głębokościach. Dla pali wykonanych na bazie zaczynu referencyjnego uzyskano średnią wytrzymałość na zginanie równą 4,89 MPa i średnią wytrzymałość na ściskanie równą 24,61 MPa. Dla receptury 1 uzyskano wyniki niższe, dla wytrzymałości na zginanie było to 4,66 MPa, co stanowi 95,3% wartości referencyjnej oraz średnią wytrzymałość na ściskanie równą 22,63 MPa, co stanowi 92% wartości referencyjnej. Dla receptury 2 uzyskano wyniki porównywalne lub wyższe, dla wytrzymałości na zginanie było to 4,78 MPa oraz średnią wytrzymałość na ściskanie równą 26,30 MPa, co stanowi 108% wartości referencyjnej.
Dla każdej pobranej próbki do badań wytrzymałości na zginanie i ściskanie kreślono gęstość objętościową. Wyniki badań gęstości objętościowej gruntobetonów pochodzących z pali jet-grouting zestawiono w tabeli 19.
Tabela 19
Parametr Pal na bazie zaczynu:
Referencyjnego Wg Receptury 1 C:90%-P:10% Wg. Receptury 2 C:88,5%-P:9%- M:2,5%
Min.gęstość objętościowa [kg/m3] 2183,5 2074,3 2178,0
Mak. gęstość objętościowa [kg/m3] 2575,1 2649,2 2834,7
Średnia gęstość objętościowa [kg/m3] 2312,5 2316,8 2469,8
Odchylenie standardowe [kg/m3] 131,2 195,1 204,7
Próbki pobierane były w bliskim sąsiedztwie rdzenia pala. Średnia gęstość objętościowa dla pali na bazie zaczynu referencyjnego wyniosła 2312 kg/m3; praktycznie taką samą (2316 kg/m3) gęstość objętościową uzyskano dla pali na bazie zaczynu wg receptury 1. Z kolei dla pali wykonanych na bazie zaczynu wg receptury 2 średnia gęstość wyniosła 2469 kg/m3.
Ponadto przeprowadzono pozytywne badania wodoszczelności pali jet-grouting na podstawie PN-88/B-06250, wymywalności zanieczyszczeń chemicznych określono zgodnie z normą PN-EN 12457-4. Badanie pH wyciągów dało wyniki w zakresie 11,1-11,5. Odnotowane wartości wymywalności były znacznie poniżej wartości dopuszczalnych w ściekach (określonych w Dz.U. 2019 poz. 1311).
Co istotne, wymywalność siarczanów wyniosła tylko 15,7-29,7 mg/dm3, przy dopuszczalnej w ściekach 500 mg/dm3.
Wysokociśnieniowa iniekcja strumieniowa - jet-grouting z wykorzystaniem mieszaniny cementu z ubocznymi produktami spalania do zaczynu wodnego gruntobetonu, według wynalazku, między innymi ma szerokie zastosowanie w budownictwie lądowym, wodnym oraz w konstrukcjach górniczych.

Claims (6)

1. Mieszanina do zaczynu zmodyfikowanego gruntobetonu zawierająca cement i domieszki, znamienna tym, że w jej skład wchodzą: od 85% do 90% wagowych cementu i od 10% do 15% wagowych popiołu dennego z kotła fluidalnego ze spalania węgla kamiennego o frakcji wymiarowej nie większej niż 0,25 mm i o składzie w procentach wagowych: od 25,5% do 52% SiO2, od 1,5% do 3,5% Fe2O3, od 7,8% do 16,5% AI2O3, od 19% do 40% CaO, od 0,5% do 1,3% MgO, od 0,4% do 0,9% K2O, od 0,2% do 0,5% Na2O, od 4,5% do 11,5% SO3.
2. Mieszanina według zastrz. 1, znamienna tym, że w jej skład wchodzą 90% wagowych cementu i 10% wagowych popiołu dennego z kotła fluidalnego ze spalania węgla kamiennego.
3. Mieszanina według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że popiół denny z kotła fluidalnego ze spalania węgla kamiennego w frakcji wymiarowej nie większej niż 0,25 mm zawiera 80% frakcji wymiarowej poniżej 0,12 mm.
4. Mieszanina do zaczynu zmodyfikowanego gruntobetonu zawierająca cement i domieszki, znamienna tym, że w jej skład wchodzą: od 80% do 88,5% wagowych cementu, od 9% do 15% wagowych popiołu dennego z kotła fluidalnego ze spalania węgla kamiennego o frakcji wymiarowej nie większej niż 0,25 mm i o składzie w procentach wagowych: od 25,5% do 52% SiO2, od 1,5% do 3,5% Fe2O3, od 7,8% do 16,5% AI2O3, od 19% do 40% CaO, od 0,5% do 1,3% MgO, od 0,4% do 0,9% K2O, od 0,2% do 0,5% Na2O, od 4,5% do 11,5% SO3 oraz od 2,5% do 5,0% wagowych mikrokrzemionki.
5. Mieszanina według zastrz. 4, znamienna tym, że w jej skład wchodzą 88,5% wagowych cementu, 9% wagowych popiołu z kotła fluidalnego ze spalania węgla kamiennego oraz 2,5% wagowych mikrokrzemionki.
6. Mieszanina według zastrz. 4 albo 5, znamienna tym, że popiół denny z kotła fluidalnego ze spalania węgla kamiennego w frakcji wymiarowej nie większej niż 0,25 mm zawiera 80% frakcji wymiarowej poniżej 0,12 mm.
PL444693A 2023-04-28 2023-04-28 Mieszanina do zaczynu zmodyfikowanego gruntobetonu PL247556B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL444693A PL247556B1 (pl) 2023-04-28 2023-04-28 Mieszanina do zaczynu zmodyfikowanego gruntobetonu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL444693A PL247556B1 (pl) 2023-04-28 2023-04-28 Mieszanina do zaczynu zmodyfikowanego gruntobetonu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL444693A1 PL444693A1 (pl) 2024-11-04
PL247556B1 true PL247556B1 (pl) 2025-07-28

Family

ID=93336928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL444693A PL247556B1 (pl) 2023-04-28 2023-04-28 Mieszanina do zaczynu zmodyfikowanego gruntobetonu

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL247556B1 (pl)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180134140A (ko) * 2017-06-08 2018-12-18 주식회사 비전에너지 연약지반 개량용 석탄회 골재 사용 가압분사 공법
KR102021116B1 (ko) * 2018-10-17 2019-09-16 주식회사 대웅 압밀 그라우팅 공법용 건조 모르타르 조성물 및 이를 이용한 압밀 그라우팅 공법
KR102325213B1 (ko) * 2021-04-29 2021-11-11 주식회사 지안산업 연약지반 개량용 현장 경화 말뚝 조성물 및 이를 이용한 현장 경화 말뚝 시공 공법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180134140A (ko) * 2017-06-08 2018-12-18 주식회사 비전에너지 연약지반 개량용 석탄회 골재 사용 가압분사 공법
KR102021116B1 (ko) * 2018-10-17 2019-09-16 주식회사 대웅 압밀 그라우팅 공법용 건조 모르타르 조성물 및 이를 이용한 압밀 그라우팅 공법
KR102325213B1 (ko) * 2021-04-29 2021-11-11 주식회사 지안산업 연약지반 개량용 현장 경화 말뚝 조성물 및 이를 이용한 현장 경화 말뚝 시공 공법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LUCYNA JANECKA, GRZEGORZ SIEMIĄTKOWSKI: "Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych, 2012, 5(9), 89-101", „ODPADY DENNE Z KOTŁÓW FLUIDALNYCH - CHARAKTERYSTYKA FIZYKOCHEMICZNA, OCENA ZAGROŻENIA DLA ŚRODOWISKA I MOŻLIWOŚCI ZAGOSPODAROWANIA W PRODUKCJI KLINKIERU PORTLANDZKIEGO" *

Also Published As

Publication number Publication date
PL444693A1 (pl) 2024-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2002225517B2 (en) Composition which is intended for use as an additive for cement
AU2007219709B2 (en) Matrix for masonry elements and method of manufacture thereof
RU2427547C2 (ru) Связующая композиция, строительная композиция, включающая указанную связующую композицию, способ получения строительной композиции и ее применение
AU2002225517A1 (en) Composition which is intended for use as an additive for cement
KR101636283B1 (ko) 페로니켈 슬래그를 활용한 말뚝 주입재
JP6693770B2 (ja) 地盤改良材およびそれを用いた地盤改良工法
CN109293327B (zh) 一种无水泥大宗工业固废高性能土壤固化剂制备和应用方法
CN110563397A (zh) 一种基于干法脱硫灰的少熟料高抗渗型场坪硬化材料
KR102021116B1 (ko) 압밀 그라우팅 공법용 건조 모르타르 조성물 및 이를 이용한 압밀 그라우팅 공법
RU2627772C2 (ru) Композиция катализатора, которая предназначена для использования с композициями пуццоланов
Mymrin et al. Material cycle realization by hazardous phosphogypsum waste, ferrous slag, and lime production waste application to produce sustainable construction materials
KR101600840B1 (ko) 버텀애쉬를 골재로 활용한 콤팩션 그라우팅(Compaction Grouting) 공법용 속경형 모르타르 조성물
EP2113494B1 (en) Cement additive, cement composition, cement composition comprising waste material, and processes for making and using the same
JPH0581632B2 (pl)
CN113603451A (zh) 一种基于免煅烧石膏的矿山填充料及其制备方法
JP7744792B2 (ja) グラウト材料、グラウトモルタル組成物及び硬化体
KR101736367B1 (ko) 고압분사 지반개량공법용 그라우트 조성물
PL247556B1 (pl) Mieszanina do zaczynu zmodyfikowanego gruntobetonu
CN112960962A (zh) 一种非水泥基防治水注浆无机胶结材料及其制备方法和应用
KR20210155654A (ko) 현장 경화 말뚝용 팽창성 모르타르 조성물 및 이를 이용한 현장 경화 말뚝 시공공법
Naik et al. Design and testing controlled low-strength materials (CLSM) using clean coal ash
FI130206B (en) COMPOUNDS AND CONCRETES MADE FROM THEM AND THEIR METHODS AND USES FOR THE COVER CONSTRUCTION OF MINE SIDESTONE PIPES
KR20050001983A (ko) 바텀 애쉬를 사용한 고강도 콘크리트 조성물
KR102510404B1 (ko) 기성말뚝 매입공법용 무수축 모르타르 조성물
US20250333358A1 (en) Eco-friendly concrete and soil cement utilizing waste products