PL249376B1 - Sealing additive for hydraulic binder for non-cohesive soils and fine-grained native soils, method of its production and method of combining hydraulic binder in the form of cement with native cohesive soil using the sealing additive - Google Patents
Sealing additive for hydraulic binder for non-cohesive soils and fine-grained native soils, method of its production and method of combining hydraulic binder in the form of cement with native cohesive soil using the sealing additiveInfo
- Publication number
- PL249376B1 PL249376B1 PL444266A PL44426623A PL249376B1 PL 249376 B1 PL249376 B1 PL 249376B1 PL 444266 A PL444266 A PL 444266A PL 44426623 A PL44426623 A PL 44426623A PL 249376 B1 PL249376 B1 PL 249376B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- native
- cement
- soil
- binder
- cohesive
- 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
- C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
-
- 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
- C04B16/00—Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B16/04—Macromolecular compounds
-
- 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
- C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
- C04B18/20—Waste materials; Refuse organic from macromolecular compounds
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C7/00—Coherent pavings made in situ
- E01C7/36—Coherent pavings made in situ by subjecting soil to stabilisation
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku jest dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych oraz sposób jego wytwarzania oraz łączenia z rodzimym gruntem w celu uzyskania wzrostu mrozoodporności gruntu. Dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa dodawanego do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych, charakteryzuje się tym, że stanowi emulsję wodną oczyszczonego wosku popirolitycznego z tworzyw sztucznych w tym m.in. RDF (mieszaniny politereftalanu etylenu, polietylenu, polipropylenu, polistyrenu), LDPE, HDPE, opony, folie PE, w stosunku wosku do wody wynoszący 1:1 do 1:5. RDF (mieszaniny politereftalanu etylenu, polietylenu, polipropylenu, polistyrenu), LDPE (polietylen nisko-gęstościowy), HDPE polietylen wysoko-gęstościowy, opony, folie PE (polietylen), przy czym oczyszczony wosk popirolityczny z tworzyw sztucznych w stosunku wosku do wody wynoszący 1:1 do 1:5.The invention concerns a sealing additive for a hydraulic binder for loose and fine-grained native soils, as well as a method for its production and combining with native soil to increase the soil's frost resistance. The sealing additive for a hydraulic binder added to loose and fine-grained native soils is characterized in that it is an aqueous emulsion of purified pyrolytic wax from plastics, including RDF (a mixture of polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, polystyrene), LDPE, HDPE, tires, and PE foils, in a wax-to-water ratio of 1:1 to 1:5. RDF (mixtures of polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, polystyrene), LDPE (low density polyethylene), HDPE (high density polyethylene), tires, PE (polyethylene) foils, wherein purified pyrolytic wax from plastics in a wax to water ratio of 1:1 to 1:5.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych, sposób jego wytwarzania oraz sposób łączenia spoiwa hydraulicznego w postaci cementu z rodzimym gruntem spoistym z zastosowaniem dodatku uszczelniającego, w celu uzyskania wzrostu mrozoodporności gruntu.The subject of the invention is a sealing additive for a hydraulic binder for non-cohesive soils and fine-grained native soils, a method of producing it and a method of combining a hydraulic binder in the form of cement with native cohesive soil using a sealing additive in order to increase the frost resistance of the soil.
Jednym z głównych warunków do funkcjonowania prężnej gospodarki jest dobrze rozbudowana infrastruktura drogowa. W latach 2004 do 2020 w Polsce wybudowano ponad 5 tys. km dróg i autostrad. Dla sprawnie działającej sieci drogowej, równie ważnym parametrem jak ilość, jest również jakość wykonanej drogi.One of the key prerequisites for a vibrant economy is a well-developed road infrastructure. Between 2004 and 2020, over 5,000 km of roads and highways were built in Poland. For a well-functioning road network, the quality of the roads is just as important as their quantity.
Obecnie przy budowie dróg, przed położeniem asfaltowej bądź betonowej nawierzchni należy zagęścić i ustabilizować grunt będący podstawą budowanej drogi. Istnieją dwie podstawowe metody wykonywania stabilizacji gruntu: na miejscu (in situ) oraz w węźle stacjonarnym. Metoda wykonywania stabilizacji na miejscu z uwagi na wygodę oraz niższą cenę jest stosowana najczęściej. Najpopularniejszym wykorzystywanym rodzajem spoiwa do stabilizacji jest spoiwo hydrauliczne (najczęściej cement i różne popioły). Stabilizacje takie wykonywane są na głębokości 10-50 cm, uzyskując pożądane parametry nośne budowanej drogi. W celu ich poprawy często stosuje się różnego rodzaju chemiczne dodatki do stabilizacji, takie jak związki jonowymienne, dodatki oparte na kwasie siarkowym, dodatki na bazie polimerów winylowych czy chociażby dodatki organiczne wykorzystujące lignosulfoniany. Niestety użycie takich dodatków wiązce się z dużo większymi kosztami, w związku z czym istnieje potrzeba znalezienia tańszych i równie skutecznych alternatyw.Currently, in road construction, before laying the asphalt or concrete surface, the underlying soil must be compacted and stabilized. There are two basic methods for soil stabilization: in-situ and at a stationary site. Due to its convenience and lower cost, in-situ stabilization is the most common method. The most common type of binder used for stabilization is hydraulic binder (usually cement and various fly ash). Such stabilization is performed at a depth of 10-50 cm, achieving the desired load-bearing properties of the road under construction. To improve these parameters, various chemical stabilization additives are often used, such as ion exchange compounds, sulfuric acid-based additives, vinyl polymer-based additives, or even organic additives using lignosulfonates. Unfortunately, the use of such additives is significantly more expensive, therefore, there is a need to find cheaper and equally effective alternatives.
Dlatego też ciekawym zagadnieniem pozostaje wytwarzanie dodatków do stabilizacji z różnego rodzaju materiałów pochodzenia odpadowego. Przeprowadzone badania przez zgłaszającego nad innowacyjnymi spoiwami, potwierdzają pozytywny ich wpływ na niektóre parametry stabilizowanego gruntu (np. parametry wytrzymałościowe oraz uszczelniające). Do realizacji tych badań należy przygotować odpowiednią mieszankę gleby, spoiwa hydraulicznego oraz dodatku. Następnie po mechanicznym wymieszaniu, formowane są próbki w kształcie walców zgodne z normą PN-EN 13286-50, które następnie dojrzewają w specjalnie przygotowanych pojemnikach, aby po określonym czasie (7 i 28 dni) poddać je próbom odporności na ściskanie na mechanicznej prasie. Po dokonanej próbie wyniki były porównywane z próbami kontrolnymi (nie zawierającymi żadnych ulepszaczy). Badania przeprowadzane były dla różnych rodzajów gleby. Spośród setek opracowanych scenariuszy udało się wyselekcjonować cztery najbardziej obiecujące dodatki pochodzenia odpadowego. Pozytywny wpływ wyselekcjonowanych dodatków zaobserwowany został zarówno dla gruntów spoistych jak i niespoistych. Wśród wybranych odpadów znajdują się odpady z przemysłu ceramicznego, odpady z przemysłu spożywczego, odpady o kwaśnym odczynie oraz emulsje powstałe z popirolitycznych wosków poliolefinowych.Therefore, the production of stabilization additives from various types of waste-derived materials remains an interesting issue. The applicant's research on innovative binders confirms their positive impact on certain parameters of stabilized soil (e.g., strength and sealing parameters). To conduct these tests, an appropriate mixture of soil, hydraulic binder, and additive must be prepared. After mechanical mixing, cylindrical samples are formed according to the PN-EN 13286-50 standard. These samples are then cured in specially prepared containers. After a specified period (7 and 28 days), they are subjected to compression tests using a mechanical press. After the test, the results were compared with control samples (containing no improvers). The tests were conducted for various soil types. From hundreds of scenarios developed, four of the most promising waste-derived additives were selected. The positive impact of the selected additives was observed for both cohesive and non-cohesive soils. The selected waste includes waste from the ceramics industry, waste from the food industry, acidic waste and emulsions made from pyrolytic polyolefin waxes.
Na potrzeby badań zostały także sprowadzone i przetestowane komercyjne dostępne środki do stabilizacji gruntów, które następnie zostały skonfrontowane z wybranymi dodatkami pochodzącymi z recyklingu.For research purposes, commercially available soil stabilization agents were also imported and tested, which were then compared with selected recycled additives.
Pozytywny wynik konfrontacji pozwala wiązać nadzieję z nowymi dodatkami do stabilizacji pochodzenia odpadowego, które przyczynią się do poprawy jakości infrastruktury drogowej wraz z pozytywnym wpływem na środowisko.The positive result of the confrontation allows us to place hope in new additives for waste stabilization, which will contribute to improving the quality of road infrastructure along with a positive impact on the environment.
Celem wynalazku jest zapewnienie polepszonych parametrów mechaniczno-hydraulicznych w stabilizowanym gruncie z wykorzystaniem surowców pochodzenia odpadowego.The aim of the invention is to provide improved mechanical and hydraulic parameters in stabilized soil using waste raw materials.
Znane są spoiwa hydrauliczne z opisów zgłoszeniowych patentu europejskiego: EP1735252, EP1719742 oraz EP2729430.Hydraulic binders are known from the European patent application descriptions: EP1735252, EP1719742 and EP2729430.
Znany jest z opisu zgłoszeniowego patentu europejskiego EP2627832 sposób formowania warstwy pokrywającej grunt i warstwa pokrywająca grunt.A method of forming a ground covering layer and a ground covering layer is known from the description of the European patent application EP2627832.
Znana jest z opisu zgłoszeniowego patentu europejskiego EP2658821 kompozycja spoiwa hydraulicznego, z opisu zgłoszeniowego patentu europejskiego EP1735361 - wodne kompozycje spoiw, z opisu zgłoszeniowego patentu europejskiego EP2010702 - ulepszone pokrycie gruntu.It is known from the description of the European patent application EP2658821 - a hydraulic binder composition, from the description of the European patent application EP1735361 - aqueous binder compositions, from the description of the European patent application EP2010702 - improved ground cover.
Znany jest z opisu zgłoszeniowego patentu europejskiego EP1871720 sposób wytwarzania spoiwa hydraulicznego oraz z opisu zgłoszeniowego patentu europejskiego EP2291248 - sposób wytwarzania nieorganicznych spoiw hydraulicznych.A method for producing a hydraulic binder is known from the description of the European patent application EP1871720 and from the description of the European patent application EP2291248 - a method for producing inorganic hydraulic binders.
Znany jest z opisu patentowego PL234979B1 sposób hydrofobizacji gruntów spoistych, który polega na tym, że warstwę gruntu spoistego o grubości od 10 cm do 100 cm rozdrabnia się równomiernie i zrasza się wodnym roztworem dodatku funkcyjnego zawierającego glikolan diamidoaminy w ilościA method of hydrophobization of cohesive soils is known from the patent description PL234979B1, which consists in uniformly crushing a layer of cohesive soil with a thickness of 10 cm to 100 cm and sprinkling it with an aqueous solution of a functional additive containing diamidoamine glycolate in the amount of
0-100% wagowych w stosunku do sumy masy dodatku funkcyjnego, hydroksypiwalan diamidoaminy w ilości 0-100% wagowych w stosunku do sumy masy dodatku funkcyjnego i mleczan diamidoaminy w ilości 0-99,9% wagowych w stosunku do masy dodatku funkcyjnego, stosując wodny roztwór dodatku funkcyjnego o stężeniu 2-30% wagowych w ilości zapewniającej użycie od 0,05 do 5% dodatku funkcyjnego, w stosunku do ilości gruntu spoistego, następnie ewentualnie grunt ponownie zrasza się wodą tak aby użyć w sumie 2-15% wagowych wody w stosunku do masy gruntu spoistego w stanie naturalnym, całość rozdrabnia się, miesza do uzyskania jednorodnej mieszaniny i zagęszcza.0-100% by weight in relation to the sum of the mass of the functional additive, diamidoamine hydroxypivalate in an amount of 0-100% by weight in relation to the sum of the mass of the functional additive and diamidoamine lactate in an amount of 0-99.9% by weight in relation to the mass of the functional additive, using an aqueous solution of the functional additive with a concentration of 2-30% by weight in an amount ensuring the use of from 0.05 to 5% of the functional additive in relation to the amount of cohesive soil, then optionally the soil is sprinkled with water again so as to use a total of 2-15% by weight of water in relation to the mass of cohesive soil in its natural state, the whole is crushed, mixed until a homogeneous mixture is obtained and compacted.
Znany jest z opisu zgłoszenia wynalazku US3876439A środek stabilizujący grunt zawierający kwaśny produkt szlamowy-kwas siarkowy oraz sposób wytwarzania środka. Ujawniono środek stabilizujący glebę składający się ze źródła wapnia, takiego jak węglan wapnia i zużyty kwas siarkowy, w roztworze wodnym oraz sposób jego stosowania. Pewne materiały zawierające chlorki i siarczany, takie jak glin i chlorek żelazowy oraz glin i siarczan żelazawy, można dodawać do gleby ze środkiem stabilizującym, aby zapewnić lepsze wyniki w określonych glebach. Środek stabilizujący nakłada się z wystarczającą ilością wody, aby dokładnie zwilżyć glebę, a tym samym rozproszyć środek w glebie, a następnie poddaną obróbce glebę obrabiać, aby uzyskać dokładne wymieszanie. Ujawniono również alternatywną metodę nanoszenia, w której materiał będący źródłem wapnia oraz materiały zawierające chlorki lub siarczany, jeśli są stosowane, nanosi się na sucho w postaci proszku lub granulatu na powierzchnię gleby; glebę i materiały traktuje się roztworem wody i zużytym kwasem siarkowym wystarczającym do dokładnego zwilżenia gleby do żądanej głębokości obróbki i zdyspergowania w niej chemikaliów, a następnie chemikalia i gleba są poddawane obróbce, aż do zapewnienia dokładnego wymieszania.Patent application US3876439A discloses a soil stabilizing agent containing an acidic slurry product, sulfuric acid, and a method for making the agent. A soil stabilizing agent comprising a calcium source, such as calcium carbonate and spent sulfuric acid, in aqueous solution and a method for using the same are disclosed. Certain chloride- and sulfate-containing materials, such as aluminum and ferric chloride, and aluminum and ferrous sulfate, may be added to the soil with the stabilizing agent to provide improved performance in certain soils. The stabilizing agent is applied with sufficient water to thoroughly wet the soil, thereby dispersing the agent throughout the soil, and the treated soil is then worked to achieve thorough mixing. An alternative application method is also disclosed in which the calcium source material and the chloride- or sulfate-containing materials, if used, are applied dry in powder or granular form to the soil surface; the soil and materials are treated with a solution of water and spent sulfuric acid sufficient to thoroughly wet the soil to the desired treatment depth and disperse the chemicals therein, and then the chemicals and soil are treated until thoroughly mixed.
Znany jest z opisu patentowego PL223921B1 środek do hydrofobizacji gruntów spoistych, który zawiera: 0,5-30 cg/g mleczanu amidoaminy o wzorze [(RCONHCH2CH2)2NH2]+[CH3CH(OH)COO]-, gdzie R=(CH2)nCH3, 70-99,5 cg/g wody. Sposób hydrofobizacji gruntów spoistych polega na tym, że warstwę gruntu spoistego o grubości 20-100 cm i o wilgotności 10,2-15,4%, spulchnia się do uzyskania rozdrobnienia minimum 80%, równomiernie zrasza się ją wodnym roztworem związku powierzchniowoczynnego posiadającego w kationie amidoaminę, a w anionie mleczan o wzorze: [(RCONHCH2CH2)2NH2]+[CH3CH(OH)COO]-, gdzie R=(CH2)nCH3, przy czym stosuje się roztwór o stężeniu 0,5-30 cg/g, w ilości 0,05-5 cg/g mleczanu amidoaminy w stosunku do masy spulchnionego gruntu spoistego, następnie na spulchnioną warstwę gruntu spoistego nanosi się równomiernie spoiwo hydrauliczne w ilości od 2-20 cg/g w stosunku do masy spulchnionego gruntu spoistego, tak przygotowaną warstwę gruntu poddaje się wymieszaniu, wyrównuje się ją i ubija.Patent description PL223921B1 describes an agent for hydrophobization of cohesive soils, which contains: 0.5-30 cg/g of amidoamine lactate of the formula [(RCONHCH2CH2)2NH2]+[CH3CH(OH)COO]-, where R=(CH2)nCH3, 70-99.5 cg/g of water. The method of hydrophobization of cohesive soils consists in loosening a layer of cohesive soil with a thickness of 20-100 cm and a moisture content of 10.2-15.4% until it is at least 80% finely divided, it is evenly sprinkled with an aqueous solution of a surface-active compound having amidoamine in the cation and lactate in the anion of the formula: [(RCONHCH2CH2)2NH2]+[CH3CH(OH)COO]-, where R=(CH2)nCH3, wherein a solution with a concentration of 0.5-30 cg/g is used, in the amount of 0.05-5 cg/g of amidoamine lactate in relation to the mass of loosened cohesive soil, then a hydraulic binder is evenly applied on the loosened layer of cohesive soil in the amount of 2-20 cg/g in relation to the mass of loosened cohesive soil, the layer of soil thus prepared is mixed, leveled and compacted.
Istotą wynalazku jest dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa dodawanego do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych, charakteryzujący się tym, że stanowi emulsję wodną sulfonowanego wosku popirolitycznego otrzymanego z odpadów tworzyw sztucznych wybranych z grupy obejmującej: politereftalan etylenu ET, polietylen PE, polipropylen PP i polistyren PS, w szczególności z mieszaniny tych polimerów typu RDF - Refuse Derived Fuel, lub odpady jednolite takie jak polietylen niskiej gęstości LDPE, polietylen wysokiej gęstości FIDPE, zużyte opony gumowe bądź folie PE, przy czym stosunek wagowy wosku do wody wynosi od 1:1 do 1:5.The essence of the invention is a sealing additive for a hydraulic binder added to non-cohesive soils and fine-grained native soils, characterized in that it is an aqueous emulsion of sulfonated pyrolytic wax obtained from plastic waste selected from the group including: polyethylene terephthalate ET, polyethylene PE, polypropylene PP and polystyrene PS, in particular from a mixture of these polymers of the RDF - Refuse Derived Fuel type, or homogeneous waste such as low-density polyethylene LDPE, high-density polyethylene FIDPE, used rubber tires or PE foils, wherein the weight ratio of wax to water is from 1:1 to 1:5.
Istotą wynalazku jest również sposób wytwarzania dodatku uszczelniającego do hydraulicznego spoiwa do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych, określonego powyżej, polegający na sulfonowaniu wosku popirolitycznego otrzymanego z odpadów tworzyw sztucznych wybranych z grupy obejmującej: PET, PE, PP, PS, LDPE, HDPE, opony i folie PE, charakteryzujący się tym, że odważa się w fazie wstępnej 200 g wosku popirolitycznego i podgrzewa w zakresie temperatur 40-50°C do jego stopienia do postaci jednorodnej mieszaniny, następnie mieszaninę wosku popirolitycznego miesza się z dodatkiem 34-48 g stężonego kwasu siarkowego H2SO4 w jednej porcji, a następnie dodaje 32 g perhydrolu stanowiącego 30% nadtlenek wodoru H2O2, porcjami w odstępach co 10 minut, po czym prowadzi się proces sulfonowania przez 4 godziny od momentu rozpoczęcia dodawania perhydrolu, zaś po upływie tego czasu mieszaninę pozostawia się do samoczynnego wystygnięcia do temperatury 20 do 30°C bez mieszania.The essence of the invention is also a method for producing a sealing additive for a hydraulic binder for non-cohesive soils and finely granulated native soils, as defined above, consisting in sulfonating pyrolytic wax obtained from plastic waste selected from the group including: PET, PE, PP, PS, LDPE, HDPE, tires and PE foils, characterized in that in the initial phase, 200 g of pyrolytic wax is weighed and heated in the temperature range of 40-50°C until it melts into a homogeneous mixture, then the pyrolytic wax mixture is mixed with 34-48 g of concentrated sulfuric acid H2SO4 in one portion, and then 32 g of hydrogen peroxide constituting 30% hydrogen peroxide H2O2 is added, in portions at intervals of 10 minutes, after which the sulfonation process is carried out for 4 hours from the moment of starting the addition of hydrogen peroxide, and after that time the mixture is left to cool down automatically to a temperature of 20 to 30°C without stirring.
Istotą wynalazku jest także sposób łączenia spoiwa hydraulicznego w postaci cementu z rodzimym gruntem spoistym z zastosowaniem dodatku uszczelniającego, określonego powyżej, polegający na wzajemnym połączeniu spoiwa hydraulicznego z warstwą gruntu spoistego rodzimego, charakteryzujący się tym, że na 1 m2 warstwy gruntu spoistego rodzimego o grubości do 20 cm i masie ~350 kg dodaje się do 20 kg cementu, przy czym całość miesza się na miejscu z gruntem rodzimym do uzyskania jednorodnej mieszaniny składającej się ze spoiwa, cementu i gruntu rodzimego za pomocą ruchomego wału zamocowanego do pojazdu przemieszczającego się po gruncie, o ustalonej głębokości mieszania warstwy od 10 do 60 cm, poruszającego się z prędkością obrotową od 50 do 200 obr./min i z prędkością liniową od 2 do 4 m/min, przy czym wymieszane na miejscu spoiwo wraz z cementem i gruntem rodzimym wzbogaca się dodatkiem uszczelniającym w ilości od 20 do 200 g dodatku na 1 kg cementu, oraz dodatkiem emulgatora w ilości 1-2% wagowo względem masy dodatku uszczelniającego, przy czym jako emulgator stosuje się związek wybrany z grupy obejmującej: polioksyetylenosorbitan, polisorbat, monooleinian glicerolu, laurynian sodu lub lecytynę, a rozprowadzanie przedmiotowej emulsji wosku popirolitycznego w przygotowanym gruncie rodzimym z wymieszanym cementem, prowadzi się przez równomierne rozlanie emulsji za pomocą listwy dozującej, zlokalizowanej na wysokości od 0,8 do 1,2 m nad poziomem gruntu i połączonej ze zbiornikiem o pojemności od 5 do 20 m3, zamontowanej na poruszającym się po gruncie pojeździe, z wydajnością dozowania 400-800 g/m2 przy prędkości jazdy do 200 m/h.The essence of the invention is also a method of combining a hydraulic binder in the form of cement with native cohesive soil using a sealing additive as defined above, consisting in mutually combining the hydraulic binder with a layer of native cohesive soil, characterized in that per 1 m2 of a layer of native cohesive soil with a thickness of up to 20 cm and a mass of ~350 kg, up to 20 kg of cement is added, and the whole is mixed on site with the native soil until a homogeneous mixture consisting of binder, cement and native soil is obtained by means of a movable shaft attached to a vehicle moving over the ground, with a set layer mixing depth of 10 to 60 cm, moving at a rotational speed of 50 to 200 rpm and a linear speed of 2 to 4 m/min, wherein the binder mixed on site together with cement and native soil is enriched with a sealing additive in an amount of 20 to 200 g of additive per 1 kg of cement, and the addition of emulsifier in the amount of 1-2% by weight relative to the weight of the sealing additive, wherein the emulsifier is a compound selected from the group including: polyoxyethylene sorbitan, polysorbate, glycerol monooleate, sodium laurate or lecithin, and the spreading of the said pyrolytic wax emulsion in the prepared native soil with mixed cement is carried out by evenly spreading the emulsion using a dosing strip located at a height of 0.8 to 1.2 m above the ground level and connected to a tank with a capacity of 5 to 20 m3 , mounted on a vehicle moving on the ground, with a dosing efficiency of 400-800 g/ m2 at a driving speed of up to 200 m3/h.
Korzystnie do warstwy gruntu spoistego rodzimego dodaje się również mieszankę spoiwa sypkiego w postaci popiołów lotnych z węgla, popiołów ze spalania biomasy, popiołów paleniskowych, żużli oraz popiołów z kotłów grzewczych, popiołów z bajpasu z cementowni (popioły z by-passa CBPD Cement By-Pass Dust), odpadów z chemii gospodarczej zawierające sodę. Całość miesza się z gruntem rodzimym na miejscu do uzyskania jednorodnej mieszaniny, składającej się ze spoiwa, cementu, dodatków sypkich i gruntu rodzimego.Preferably, a loose binder mixture is added to the native cohesive soil layer, including coal fly ash, biomass combustion ash, bottom ash, slag, boiler ash, cement bypass ash (CBPD Cement By-Pass Dust), and household chemical waste containing soda. This mixture is then mixed with the native soil on-site to obtain a homogeneous mixture consisting of binder, cement, loose additives, and native soil.
Materiał sypki do zmieszania warstwy gruntu spoistego rodzimego w ilości 1 m2 o grubości do 20 cm oraz masie 350 kg stanowi: popiół lotny z węgla w ilości do 30 kg, popiół ze spalania biomasy w ilości do 20 kg, popiół paleniskowy w ilości do 10 kg, żużel oraz popiół z kotłów grzewczych w ilości do 5 kg, które stanowią odpady o kodach: 10 01 02 - popioły lotne z węgla, 10 01 81 - mikrosfery z popiołów lotnych, 10 01 03 - popiół ze spalania biomasy, 10 01 15 - popioły paleniskowe oraz żużle i pyły z kotłów ze współspalania inne niż wymienione w 10 01 14, i 5 do 800 g popiołu z bajpasu z cementowni.The bulk material for mixing a layer of native cohesive soil in the amount of 1 m2 with a thickness of up to 20 cm and a mass of 350 kg is: coal fly ash in the amount of up to 30 kg, ash from biomass combustion in the amount of up to 20 kg, bottom ash in the amount of up to 10 kg, slag and ash from heating boilers in the amount of up to 5 kg, which constitute waste with codes: 10 01 02 - coal fly ash, 10 01 81 - fly ash microspheres, 10 01 03 - ash from biomass combustion, 10 01 15 - bottom ash and slag and dust from boilers from co-incineration other than those mentioned in 10 01 14, and 5 to 800 g of bypass ash from cement plants.
Korzystnie wymieszane spoiwo wraz z cementem i gruntem rodzimym, wzbogaca się na miejscu dodatkiem uszczelniającym określonym powyżej, w ilości od 30 g dodatku na 1 kg cementu z dodatkiem emulgatora w stosunku wagowym 1,5% masy wosku.Preferably, the binder mixed with cement and native soil is enriched on site with the sealing additive specified above, in an amount of 30 g of additive per 1 kg of cement with the addition of emulsifier in a weight ratio of 1.5% of the wax mass.
Korzystnie rozprowadzanie emulsji z wosków popirolitycznych w przygotowanym gruncie rodzimym wraz z wymieszanym cementem i spoiwem sypkim, prowadzi się przez rozlanie emulsji za pomocą listwy dozującej zlokalizowanej 1 m nad poziomem gruntu, połączonej ze zbiornikiem o pojemności 10 m3, zamontowanej na poruszającym się po gruncie pojeździe z wydajnością 500 g/m2 z prędkością do 200 m/h.Preferably, the emulsion of pyrolytic waxes is spread in the prepared native soil together with mixed cement and loose binder by pouring the emulsion using a dosing bar located 1 m above the ground level, connected to a tank with a capacity of 10 m3 , mounted on a vehicle moving on the ground with a capacity of 500 g/ m2 at a speed of up to 200 m3/h.
Wynalazek w zakresie wprowadzenia dodatku uszczelniającego do hydraulicznego spoiwa dodawanego do gruntów niespoistych oraz doziarnionego gruntu rodzimego pozwala na uzyskanie w gruntach niespoistych wzrost wytrzymałości na ściskanie w okresie 7 dni do 22,7%, uzyskanie współczynnika podsiąkania kapilarnego (masa wchłoniętej wody w stosunku do masy suchej próbki po 4 h zamoczenia w wodzie): 0,6%, przy wartości 3,98% dla scenariusza kontrolnego oraz wzrost współczynnika nasiąkliwości (masa wchłoniętej wody w stosunku do masy suchej próbki po 24 h całkowitego zanurzenia): 3,9%, przy wartości 8,06% dla scenariusza kontrolnego.The invention in the scope of introducing a sealing additive to the hydraulic binder added to non-cohesive soils and finely grained native soil allows for obtaining in non-cohesive soils an increase in compressive strength within a period of 7 days up to 22.7%, obtaining a capillary absorption coefficient (mass of absorbed water in relation to the mass of a dry sample after 4 hours of immersion in water): 0.6%, with a value of 3.98% for the control scenario and an increase in the water absorption coefficient (mass of absorbed water in relation to the mass of a dry sample after 24 hours of complete immersion): 3.9%, with a value of 8.06% for the control scenario.
W doziarnionych gruntach rodzimych: wzrost wytrzymałości na ściskanie w okresie 7 dni do 71,5%, wzrost wytrzymałości na ściskanie w okresie 28 dni do 124,4%, współczynnik podsiąkania kapilarnego (masa wchłoniętej wody w stosunku do masy suchej próbki po 4 h zamoczenia w wodzie): do 2,3%, przy wartości 5,3% dla scenariusza kontrolnego, współczynnik nasiąkliwości (masa wchłoniętej wody w stosunku do masy suchej próbki po 24 h całkowitego zanurzenia): 9,6%, przy wartości 12,6% dla scenariusza kontrolnego, mrozoodporność zmiana wytrzymałości na ściskanie po 28 dniach po 14 cyklach przemarzania na poziomie 96,4% wytrzymałości wyjściowej.In fine-grained native soils: increase in compressive strength over a 7-day period to 71.5%, increase in compressive strength over a 28-day period to 124.4%, capillary wicking coefficient (mass of absorbed water in relation to the mass of a dry sample after 4 hours of immersion in water): up to 2.3%, with a value of 5.3% for the control scenario, water absorption coefficient (mass of absorbed water in relation to the mass of a dry sample after 24 hours of total immersion): 9.6%, with a value of 12.6% for the control scenario, frost resistance - change in compressive strength after 28 days after 14 freezing cycles at the level of 96.4% of the initial strength.
Wynalazek dotyczący sposobu łączenia hydraulicznego spoiwa uszczelniającego z rodzimym gruntem spoistym pozwalają na wykorzystanie gruntu rodzimego z polepszeniem parametrów mechaniczno-hydraulicznych w stabilizowanym gruncie. Zastosowanie w procesie sulfonowanie zwiększyło powinowactwo wosku do wody, co można potwierdzić zwiększeniem jego rozpuszczalności w wodzie. Dodatkowo proces ten pozwoli wyeliminować charakterystyczny zapach mieszanki węglowodorów po pirolizie. Wosk poddany sulfonowaniu w temperaturze pokojowej ulega przemianie fazowej w ciało stałe.The invention of a method for combining a hydraulic sealing binder with native cohesive soil allows for the use of native soil while improving the mechanical and hydraulic parameters of the stabilized soil. The use of sulfonation in the process increased the wax's affinity for water, as evidenced by its increased water solubility. Additionally, this process will eliminate the characteristic odor of the hydrocarbon mixture after pyrolysis. Sulfonated wax undergoes a phase transformation into a solid at room temperature.
Korzyści wynikające ze sposobu łączenia hydraulicznego spoiwa uszczelniającego wraz z rodzimym gruntem spoistym pozwalają na wykorzystanie rodzimego gruntu do stabilizacji in-situ (na miejscu). Nie występuje konieczność transportu gruntu do miejsca stabilizacji. Pozwoli na oszczędność czasu pracy na budowie.The benefits of combining the hydraulic sealing binder with the native cohesive soil allow for the use of the native soil for in-situ stabilization. Transporting the soil to the stabilization site is not necessary, saving time on site.
Przykład wykonania IExample of execution I
W przykładzie wykonania dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa dodawanego do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych stanowi emulsję wodną oczyszczonego wosku popirolitycznego, poddanego sulfonowaniu, a następnie odseparowaniu frakcji zwęglonej, z tworzyw sztucznych w postaci mieszaniny politereftalanu etylenu, polietylenu, polipropylenu, polistyrenu (RDF), przy czym oczyszczony wosk popirolityczny z tworzyw sztucznych jest w stosunku wagowym do wody wynoszącym 1:1.In an embodiment, the sealing additive for the hydraulic binder added to non-cohesive soils and fine-grained native soils is an aqueous emulsion of purified pyrolytic wax, subjected to sulfonation and subsequent separation of the carbonized fraction, from plastics in the form of a mixture of polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, polystyrene (RDF), wherein the purified pyrolytic wax from plastics is in a weight ratio to water of 1:1.
Przykład wykonania IIExample of execution II
W przykładzie wykonania dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa dodawanego do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych stanowi emulsję wodną oczyszczonego wosku popirolitycznego, poddanego sulfonowaniu, a następnie odseparowaniu frakcji zwęglonej, z tworzyw sztucznych w postaci polietylenu nisko-gęstościowego (LDPE), przy czym oczyszczony wosk popirolityczny z tworzyw sztucznych jest w stosunku wagowym do wody wynoszącym 1:2.In an embodiment, the sealing additive for the hydraulic binder added to non-cohesive soils and fine-grained native soils is an aqueous emulsion of purified pyrolytic wax, subjected to sulfonation and subsequent separation of the carbonized fraction, from plastics in the form of low-density polyethylene (LDPE), wherein the purified pyrolytic wax from plastics is in a weight ratio to water of 1:2.
Przykład wykonania IIIExample of execution III
W przykładzie wykonania dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa dodawanego do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych stanowi emulsję wodną oczyszczonego wosku popirolitycznego, poddanego sulfonowaniu, a następnie odseparowaniu frakcji zwęglonej, z tworzyw sztucznych w postaci polietylenu wysoko-gęstościowego (HDPE), przy czym oczyszczony wosk popirolityczny z tworzyw sztucznych jest w stosunku wagowym do wody wynoszącym 1:3.In an embodiment, the sealing additive for the hydraulic binder added to non-cohesive soils and fine-grained native soils is an aqueous emulsion of purified pyrolytic wax, subjected to sulfonation and subsequent separation of the carbonized fraction, from plastics in the form of high-density polyethylene (HDPE), wherein the purified pyrolytic wax from plastics is in a weight ratio to water of 1:3.
Przykład wykonania IVExample of execution IV
W przykładzie wykonania dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa dodawanego do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych stanowi emulsję wodną oczyszczonego wosku popirolitycznego, poddanego sulfonowaniu, a następnie odseparowaniu frakcji zwęglonej, z tworzyw sztucznych z opon, przy czym oczyszczony wosk popirolityczny z tworzyw sztucznych jest w stosunku wagowym do wody wynoszącym 1:4.In an embodiment, the sealing additive for the hydraulic binder added to non-cohesive soils and fine-grained native soils is an aqueous emulsion of purified pyrolytic wax, subjected to sulfonation and subsequent separation of the carbonized fraction from plastics from tires, wherein the purified pyrolytic wax from plastics is in a weight ratio to water of 1:4.
Przykład wykonania VExample of execution V
W przykładzie wykonania dodatek uszczelniający do hydraulicznego spoiwa dodawanego do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych stanowi emulsję wodną oczyszczonego wosku popirolitycznego, poddanego sulfonowaniu, a następnie odseparowaniu frakcji zwęglonej, z tworzyw sztucznych z folii polietylenowej PE, przy czym oczyszczony wosk popirolityczny z tworzyw sztucznych jest w stosunku wagowym do wody wynoszącym 1:5.In an embodiment, the sealing additive for the hydraulic binder added to non-cohesive soils and finely grained native soils is an aqueous emulsion of purified pyrolytic wax, subjected to sulfonation and subsequent separation of the carbonized fraction, from plastics from a PE polyethylene foil, wherein the purified pyrolytic wax from plastics is in a weight ratio to water of 1:5.
Przykład wykonania VIExample of execution VI
W tym przykładzie wykonania, sposób wytwarzania dodatku uszczelniającego do hydraulicznego spoiwa do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych, polegający na chemicznym oczyszczeniu wosku popirolitycznego z tworzyw sztucznych, w tym m.in. RDF, LDPE, HDPE, opon, folii PE, polega na tym, że prowadzi się sulfonowanie, czyli reakcję wprowadzania grup funkcyjnych (-SO3H) w strukturę związków organicznych, poprzez odważenie we wstępnej fazie 200 g wosku popirolitycznego i podgrzanie w temperaturze 40°C w celu jego stopienia, do uzyskania jednorodnej mieszaniny. Następnie mieszaninę oczyszczonego wosku popirolitycznego miesza się z dodatkiem 40 g stężonego kwasu siarkowego(VI) (H2SO4) w jednej porcji i następnie dodaje 32 g perhydrolu stanowiącego 30% nadtlenek wodoru H2O2, porcjami w co 10 minutowych odstępach czasowych. Następnie prowadzi się proces sulfonowania w czasie 4 godzin od momentu rozpoczęcia dodawania perhydrolu, zaś po upływie wskazanego czasu mieszaninę pozostawia się do wystygnięcia do temperatury 25°C bez mieszania.In this embodiment, the method for manufacturing a sealing additive for a hydraulic binder for non-cohesive and fine-grained native soils, consisting in chemically purifying pyrolytic wax from plastics, including RDF, LDPE, HDPE, tires, and PE foils, involves carrying out sulfonation, i.e., a reaction introducing functional groups (-SO3H) into the structure of organic compounds, by initially weighing 200 g of pyrolytic wax and heating it at 40°C to melt it until a homogeneous mixture is obtained. The purified pyrolytic wax mixture is then mixed with 40 g of concentrated sulfuric acid (H2SO4) in one portion, and then 32 g of hydrogen peroxide (H2O2) is added in portions at 10-minute intervals. The sulfonation process is then carried out for 4 hours from the moment of starting the addition of hydrogen peroxide, and after the indicated time has elapsed, the mixture is left to cool to 25°C without stirring.
Przykład wykonania VIIExample of execution VII
W tym przykładzie wykonania, sposób wytwarzania dodatku uszczelniającego do hydraulicznego spoiwa do gruntów niespoistych i doziarnionych gruntów rodzimych, polegający na chemicznym oczyszczeniu wosku popirolitycznego z tworzyw sztucznych, w tym m.in. RDF, LDPE, HDPE, opon, folii PE, polega na tym, że prowadzi się sulfonowanie, czyli reakcję wprowadzania grup funkcyjnych (-SO3H) w strukturę związków organicznych, poprzez odważenie we wstępnej fazie 200 g wosku popirolitycznego i podgrzanie w temperaturze 50°C w celu jego stopienia, do uzyskania jednorodnej mieszaniny. Następnie mieszaninę oczyszczonego wosku popirolitycznego miesza się z dodatkiem 36 g stężonego kwasu siarkowego(VI) (H2SO4) w jednej porcji i następnie dodaje 32 g perhydrolu stanowiącego 30% nadtlenek wodoru H2O2, porcjami w co 10 minutowych odstępach czasowych. Następnie prowadzi się prowadzi proces sulfonowania w czasie 4 godzin od momentu rozpoczęcia dodawania perhydrolu, zaś po upływie wskazanego czasu mieszaninę pozostawia się do wystygnięcia do temperatury 30°C bez mieszania.In this embodiment, the method for manufacturing a sealing additive for a hydraulic binder for non-cohesive and fine-grained native soils involves chemically purifying pyrolytic wax from plastics, including RDF, LDPE, HDPE, tires, and PE foils. Sulfonation, i.e., the reaction of introducing functional groups (-SO3H) into the structure of organic compounds, is carried out by initially weighing 200 g of pyrolytic wax and heating it at 50°C to melt it until a homogeneous mixture is obtained. The purified pyrolytic wax mixture is then mixed with 36 g of concentrated sulfuric acid (H2SO4) in one portion, followed by the addition of 32 g of hydrogen peroxide (H2O2) in portions at 10-minute intervals. The sulfonation process is then carried out for 4 hours from the moment of starting the addition of hydrogen peroxide, and after the indicated time has elapsed, the mixture is left to cool to 30°C without stirring.
Przykład wykonania VIIIExample of execution VIII
W tym przykładzie wykonania, sposób łączenia hydraulicznego spoiwa uszczelniającego wraz z rodzimym gruntem spoistym, polegający na wzajemnym połączeniu spoiwa hydraulicznego z warstwą gruntu spoistego rodzimego, polega na tym, że na 1 m2 warstwy gruntu spoistego rodzimego o grubości 20 cm o masie 350 kg dodaje się 20 kg cementu. Całość miesza się z gruntem rodzimym na miejscu do uzyskania jednorodnej mieszaniny, składającej się ze spoiwa, cementu i gruntu rodzimego, za pomocą ruchomego wału zamocowanego do przemieszczającego się po gruncie pojazdu, o ustalonej grubości mieszania warstwy 10 cm, poruszającego się z prędkością obrotową 50 obr./ min. i z prędkością liniową 2 m/min. Wymieszane spoiwo wraz z cementem i gruntem rodzimym, wzbogaca się na miejscu dodatkiem uszczelniającym według przykładu wykonania od I do V w ilości 20 g dodatku na 1 kg cementu wraz z dodatkiem emulgatora: polioksyetylenosorbitan - polisorbat, w stosunku wagowym 1% masy dodatku uszczelniającego. Rozprowadzanie emulsji z wosków popirolitycznych w przygotowanym gruncie rodzimym wraz z wymieszanym cementem prowadzi się przez rozlanie emulsji za pomocą listwy dozującej zlokalizowanej 0,8 m nad poziomem gruntu, połączonej ze zbiornikiem o pojemności 5 m3, zamontowanej na poruszającym się po gruncie pojeździe z wydajnością 400 g/ m2 z prędkością liniową 200 m/h.In this embodiment, the method of combining the hydraulic sealing binder with the native cohesive soil, which involves interconnecting the hydraulic binder with the native cohesive soil layer, consists in adding 20 kg of cement per 1 m2 of a 20 cm thick layer of native cohesive soil weighing 350 kg. The whole mixture is mixed with the native soil on site to obtain a homogeneous mixture consisting of binder, cement, and native soil, using a movable shaft attached to a vehicle moving over the ground, with a set mixing layer thickness of 10 cm, moving at a rotational speed of 50 rpm and a linear speed of 2 m/min. The mixed binder, cement, and native soil are enriched on-site with a sealing additive according to embodiments I to V, in an amount of 20 g of additive per 1 kg of cement, along with the addition of an emulsifier: polyoxyethylene sorbitan - polysorbate, in a weight ratio of 1% of the sealing additive mass. The pyrolytic wax emulsion is spread in the prepared native soil, along with the mixed cement, by pouring the emulsion using a dispensing bar located 0.8 m above ground level, connected to a 5 m3 tank, mounted on a vehicle moving on the ground at a capacity of 400 g/ m2 at a linear speed of 200 m3/h.
Przykład wykonania IXExample of execution IX
W tym przykładzie wykonania, sposób łączenia hydraulicznego spoiwa uszczelniającego wraz z rodzimym gruntem spoistym, polegający na wzajemnym połączeniu spoiwa hydraulicznego z warstwą gruntu spoistego rodzimego, polega na tym, że na 1 m2 warstwy gruntu spoistego rodzimego o grubości 20 cm o masie 350 kg dodaje się 20 kg cementu oraz spoiwo sypkie, które składa się z popiołów lotnych z węgla, popiołów ze spalania biomasy, popiołów paleniskowych, żużli oraz popiołów z kotłów grzewczych, popiołu z bajpasu z cementowni (popioły z by-passa CBPD - Cement By-Pass Dust) - produkt uboczny powstający przy produkcji klinkieru z dużym udziałem paliw alternatywnych. Spoiwo sypkie do zmieszania warstwy gruntu spoistego rodzimego w ilości 1 m2 o grubości 20 cm oraz masie 350 kg stanowi: popiół lotny z węgla w ilości 30 kg, popiół ze spalania biomasy w ilości 20 kg, popiół paleniskowy w ilości 10 kg, żużel oraz popiół z kotłów grzewczych w ilości 5 kg, które stanowią odpady o kodach: 10 01 02 - popioły lotne z węgla, 10 01 81 - mikrosfery z popiołów lotnych, 10 01 03 - popiół ze spalania biomasy, 10 01 15 - popioły paleniskowe oraz żużle i pyły z kotłów ze współspalania inne niż wymienione w 10 01 14, i 800 g popiołu z bajpasu z cementowni.In this embodiment, the method of combining the hydraulic sealing binder with the native cohesive soil, consisting in the mutual connection of the hydraulic binder with the layer of native cohesive soil, consists in adding 20 kg of cement and a loose binder to 1 m2 of the layer of native cohesive soil with a thickness of 20 cm and a mass of 350 kg, which consists of fly ash from coal, ash from biomass combustion, bottom ash, slag and ash from heating boilers, ash from the bypass from the cement plant (ash from the bypass CBPD - Cement By-Pass Dust) - a by-product generated during the production of clinker with a large share of alternative fuels. The loose binder for mixing a layer of native cohesive soil in the amount of 1 m2 with a thickness of 20 cm and a mass of 350 kg is: 30 kg of coal fly ash, 20 kg of biomass combustion ash, 10 kg of bottom ash, 5 kg of slag and ash from heating boilers, which constitute waste with codes: 10 01 02 - coal fly ash, 10 01 81 - fly ash microspheres, 10 01 03 - ash from biomass combustion, 10 01 15 - bottom ash and slag and dust from boilers from co-combustion other than those mentioned in 10 01 14, and 800 g of bypass ash from cement plants.
Całość miesza się z gruntem rodzimym na miejscu do uzyskania jednorodnej mieszaniny, składającej się ze spoiwa, cementu i gruntu rodzimego, za pomocą ruchomego wału zamocowanego do przemieszczającego się po gruncie pojazdu, o ustalonej grubości mieszania warstwy 60 cm, poruszającego się z prędkością obrotową 200 obr./min. i z prędkością liniową 4 m/min. Wymieszane spoiwo wraz z cementem i gruntem rodzimym, wzbogaca się na miejscu dodatkiem uszczelniającym według przykładu wykonania od I do V w ilości 200 g dodatku na 1 kg cementu wraz z dodatkiem emulgatora monooleinianu glicerolu, w stosunku wagowym 2% masy dodatku uszczelniającego. Rozprowadzanie emulsji z wosków popirolitycznych w przygotowanym gruncie rodzimym wraz z wymieszanym cementem i spoiwem sypkim prowadzi się przez rozlanie emulsji za pomocą listwy dozującej zlokalizowanej 1,2 m nad poziomem gruntu, połączonej ze zbiornikiem o pojemności 20 m3, zamontowanej na poruszającym się po gruncie pojeździe z wydajnością 800 g/ m2 z prędkością liniową 200 m/h.The whole is mixed with the native soil on site until a homogeneous mixture consisting of binder, cement and native soil is obtained, using a movable shaft attached to a vehicle moving over the ground, with a set mixing layer thickness of 60 cm, moving at a rotational speed of 200 rpm and a linear speed of 4 m/min. The mixed binder, together with the cement and native soil, is enriched on site with a sealing additive according to embodiment I to V in the amount of 200 g of additive per 1 kg of cement together with the addition of glycerol monooleate emulsifier, in a weight ratio of 2% of the sealing additive weight. The spreading of the pyrolytic wax emulsion in the prepared native soil together with mixed cement and loose binder is carried out by pouring the emulsion using a dosing bar located 1.2 m above the ground level, connected to a tank with a capacity of 20 m3 , mounted on a vehicle moving on the ground with a capacity of 800 g/ m2 at a linear speed of 200 m3/h.
Przykład wykonania XExample of execution X
W tym przykładzie wykonania, sposób łączenia hydraulicznego spoiwa uszczelniającego wraz z rodzimym gruntem spoistym, polegający na wzajemnym połączeniu spoiwa hydraulicznego z warstwą gruntu spoistego rodzimego, polega na tym, że na 1 m2 warstwy gruntu spoistego rodzimego o grubości 20 cm o masie 350 kg dodaje się 20 kg cementu i dodatki sypkie, jak popioły lotne z węgla, popioły ze spalania biomasy, popioły paleniskowe, żużle oraz popioły z kotłów grzewczych, popioły z bajpasu z cementowni (popioły z by-passa CBPD - Cement By-Pass Dust), odpady z chemii gospodarczej zawierające sodę. Mieszaninę spoiwa sypkiego uzyskuje się poprzez wymieszanie w czasie od 2 do 5 min na sucho w silosach o pojemności od 5 do 500 Mg składników w postaci popiołów lotnych z węgla w ilości 46,15%, popiołów ze spalania biomasy w ilości 30,77%, popiołów paleniskowych w ilości 15,38%, żużli oraz popiołów z kotłów grzewczych w ilości 7,70%, co stanowi łącznie 100% masy oraz popiołów z bajpasu z cementowni w ilości od 20 do 40 g/kg cementu i poddaje wzajemnemu wymieszaniu na sucho z silosów o pojemności od 5 do 500 Mg, następnie zsypuje się do mieszalnika i poddaje mieszaniu w czasie od 2 do 5 min, do uzyskania jednorodnej mieszaniny.In this embodiment, the method of combining the hydraulic sealing binder with the native cohesive soil, consisting in mutually combining the hydraulic binder with the layer of native cohesive soil, consists in adding 20 kg of cement and loose additives such as coal fly ash, ashes from biomass combustion, bottom ash, slag and ashes from heating boilers, ash from the bypass from the cement plant (ash from the bypass CBPD - Cement By-Pass Dust), household chemical waste containing soda to 1 m2 of the layer of native cohesive soil with a thickness of 20 cm and a mass of 350 kg. The bulk binder mixture is obtained by dry mixing for 2 to 5 minutes in silos with a capacity of 5 to 500 Mg of the following components: coal fly ash in the amount of 46.15%, biomass combustion ash in the amount of 30.77%, bottom ash in the amount of 15.38%, slag and ash from heating boilers in the amount of 7.70%, which is a total of 100% of the mass, and bypass ash from the cement plant in the amount of 20 to 40 g/kg of cement and subjected to mutual dry mixing in silos with a capacity of 5 to 500 Mg, then poured into the mixer and mixed for 2 to 5 minutes until a homogeneous mixture is obtained.
Całość miesza się z gruntem rodzimym na miejscu do uzyskania jednorodnej mieszaniny, składającej się ze spoiwa, cementu i gruntu rodzimego, za pomocą ruchomego wału zamocowanego do przemieszczającego się po gruncie pojazdu, o ustalonej grubości mieszania warstwy 60 cm, poruszającego się z prędkością obrotową 200 obr./min. i z prędkością liniową 4 m/min. Wymieszane spoiwo wraz z cementem i gruntem rodzimym, wzbogaca się na miejscu dodatkiem uszczelniającym według przykładu wykonania od I do V, w ilości 100 g dodatku na 1 kg cementu wraz z dodatkiem emulgatora - laurynianu sodu, w stosunku wagowym 2% masy dodatku uszczelniającego. Rozprowadzanie em ulsji z wosków popirolitycznych w przygotowanym gruncie rodzimym wraz z wymieszanym cementem i spoiwem sypkim prowadzi się przez rozlanie emulsji za pomocą listwy dozującej zlokalizowanej 1,2 m nad poziomem gruntu, połączonej ze zbiornikiem o pojemności 20 m3, zamontowanej na poruszającym się po gruncie pojeździe z wydajnością 800 g/m2 z prędkością liniową 200 m/h.The whole is mixed with the native soil on site until a homogeneous mixture consisting of binder, cement and native soil is obtained, using a movable shaft attached to a vehicle moving over the ground, with a set mixing layer thickness of 60 cm, moving at a rotational speed of 200 rpm and a linear speed of 4 m/min. The mixed binder, together with the cement and native soil, is enriched on site with a sealing additive according to embodiments I to V, in the amount of 100 g of additive per 1 kg of cement together with the addition of emulsifier - sodium laurate, in a weight ratio of 2% of the sealing additive mass. The spreading of the pyrolytic wax emulsion in the prepared native soil together with mixed cement and loose binder is carried out by pouring the emulsion using a dosing bar located 1.2 m above the ground level, connected to a tank with a capacity of 20 m3 , mounted on a vehicle moving on the ground with a capacity of 800 g/ m2 at a linear speed of 200 m3/h.
Przykład wykonania XIExample of execution XI
W tym przykładzie wykonania, sposób łączenia hydraulicznego spoiwa uszczelniającego wraz z rodzimym gruntem spoistym, polegający na wzajemnym połączeniu spoiwa hydraulicznego z warstwą gruntu spoistego rodzimego, polega na tym, że na 1 m2 warstwy gruntu spoistego rodzimego o grubości 20 cm o masie 350 kg dodaje się 20 kg cementu i spoiwo sypkie, takie jak popioły lotne z węgla, popioły ze spalania biomasy, popioły paleniskowe, żużle oraz popioły z kotłów grzewczych, popioły z bajpasu z cementowni (popioły z by-passa CBPD - Cement By-Pass Dust), odpady z chemii gospodarczej zawierające sodę. Materiały sypkie w postaci popiołów lotnych z węgla w ilości 46,15%, popiołów ze spalania biomasy w ilości 30,77%, popiołów paleniskowych w ilości 15,38%, żużli oraz popiołów z kotłów grzewczych w ilości 7,70%, co stanowi łącznie 100% masy oraz popiołów z bajpasu z cementowni w ilości od 20 do 40 g/ kg cementu i poddaje wzajemnemu wymieszaniu na sucho z silosów o pojemności od 5 do 500 Mg, następnie zsypuje się do mieszalnika i poddaje mieszaniu w czasie od 2 do 5 min do uzyskania jednorodnej mieszaniny.In this embodiment, the method of combining a hydraulic sealing binder with native cohesive soil, consisting in mutually combining the hydraulic binder with a layer of native cohesive soil, consists in adding 20 kg of cement and a loose binder per 1 m2 of a 20 cm thick layer of native cohesive soil weighing 350 kg, such as coal fly ash, biomass combustion ash, bottom ash, slag and ash from heating boilers, ash from a cement plant bypass (CBPD bypass ash - Cement By-Pass Dust), household chemical waste containing soda. Bulk materials in the form of coal fly ash in the amount of 46.15%, ash from biomass combustion in the amount of 30.77%, bottom ash in the amount of 15.38%, slag and ash from heating boilers in the amount of 7.70%, which is a total of 100% of the mass and ash from bypass from cement plant in the amount of 20 to 40 g/kg of cement and are subjected to mutual dry mixing from silos with a capacity of 5 to 500 Mg, then poured into the mixer and mixed for 2 to 5 minutes until a homogeneous mixture is obtained.
Całość miesza się z gruntem rodzimym na miejscu do uzyskania jednorodnej mieszaniny, składającej się ze spoiwa, cementu i gruntu rodzimego, za pomocą ruchomego wału zamocowanego do przemieszczającego się po gruncie pojazdu, o ustalonej grubości mieszania warstwy 60 cm, poruszającego się z prędkością obrotową 200 obr./min. i z prędkością liniową 4 m/min. Wymieszane spoiwo wraz z cementem i gruntem rodzimym, wzbogaca się na miejscu dodatkiem uszczelniającym według przykładu wykonania od I do V, w ilości 100 g dodatku na 1 kg cementu wraz z dodatk iem emulgatora - lecytyny, w stosunku wagowym 2% masy dodatku uszczelniającego. Rozprowadzanie emulsji z wosków popirolitycznych w przygotowanym gruncie rodzimym wraz z wymieszanym cementem i spoiwem sypkim prowadzi się przez rozlanie emulsji za pomocą listwy dozującej zlokalizowanej 1,2 m nad poziomem gruntu, połączonej ze zbiornikiem o pojemności 20 m3, zamontowanej na poruszającym się po gruncie pojeździe z wydajnością 800 g/m2 z prędkością liniową 200 m/h.The whole is mixed with the native soil on site until a homogeneous mixture consisting of binder, cement and native soil is obtained, using a movable shaft attached to a vehicle moving over the ground, with a set mixing layer thickness of 60 cm, moving at a rotational speed of 200 rpm and a linear speed of 4 m/min. The mixed binder, together with the cement and native soil, is enriched on site with a sealing additive according to embodiments I to V, in the amount of 100 g of additive per 1 kg of cement together with the addition of emulsifier - lecithin, in a weight ratio of 2% of the sealing additive mass. The spreading of the pyrolytic wax emulsion in the prepared native soil together with mixed cement and loose binder is carried out by pouring the emulsion using a dosing bar located 1.2 m above the ground level, connected to a tank with a capacity of 20 m3 , mounted on a vehicle moving on the ground with a capacity of 800 g/ m2 at a linear speed of 200 m3/h.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL444266A PL249376B1 (en) | 2023-03-30 | 2023-03-30 | Sealing additive for hydraulic binder for non-cohesive soils and fine-grained native soils, method of its production and method of combining hydraulic binder in the form of cement with native cohesive soil using the sealing additive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL444266A PL249376B1 (en) | 2023-03-30 | 2023-03-30 | Sealing additive for hydraulic binder for non-cohesive soils and fine-grained native soils, method of its production and method of combining hydraulic binder in the form of cement with native cohesive soil using the sealing additive |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL444266A1 PL444266A1 (en) | 2024-10-07 |
| PL249376B1 true PL249376B1 (en) | 2026-04-07 |
Family
ID=92976694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL444266A PL249376B1 (en) | 2023-03-30 | 2023-03-30 | Sealing additive for hydraulic binder for non-cohesive soils and fine-grained native soils, method of its production and method of combining hydraulic binder in the form of cement with native cohesive soil using the sealing additive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL249376B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07316553A (en) * | 1994-05-20 | 1995-12-05 | Kotoo:Kk | Soil solidification material |
| JP2000063835A (en) * | 1998-08-24 | 2000-02-29 | Taiheiyo Cement Corp | Solidifier having dust-preventing function |
| PL235350B1 (en) * | 2017-03-30 | 2020-06-29 | Inst Badawczy Drog I Mostow | Strengthened cement-treated soil |
| PL438163A1 (en) * | 2021-06-15 | 2022-12-19 | Pro-Tra Building Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Soil stabilization mix |
-
2023
- 2023-03-30 PL PL444266A patent/PL249376B1/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07316553A (en) * | 1994-05-20 | 1995-12-05 | Kotoo:Kk | Soil solidification material |
| JP2000063835A (en) * | 1998-08-24 | 2000-02-29 | Taiheiyo Cement Corp | Solidifier having dust-preventing function |
| PL235350B1 (en) * | 2017-03-30 | 2020-06-29 | Inst Badawczy Drog I Mostow | Strengthened cement-treated soil |
| PL438163A1 (en) * | 2021-06-15 | 2022-12-19 | Pro-Tra Building Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Soil stabilization mix |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL444266A1 (en) | 2024-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Oluwatuyi et al. | Ameliorating effect of milled eggshell on cement stabilized lateritic soil for highway construction | |
| Sakhare et al. | Use of bio-briquette ash for the development of bricks | |
| US4225359A (en) | Acidic earthen cemented compositions for building materials and process | |
| MX2008015406A (en) | Bituminous products and aqueous emulsions based on bituminous products and uses thereof. | |
| US9464002B2 (en) | Method for forming products from a flue gas desulfurization by-product | |
| Rahmat et al. | Effects of mellowing sulfate-bearing clay soil stabilized with wastepaper sludge ash for road construction | |
| Saeli et al. | Development of energy-saving innovative hydraulic mortars reusing spent coffee ground for applications in construction | |
| Kinuthia et al. | Towards zero industrial waste: Utilisation of brick dust waste in sustainable construction | |
| Waheed et al. | Soil improvement using waste marble dust for sustainable development | |
| Borowski et al. | Comparison of the processing conditions and the properties of granules made from fly ash of lignite and coal | |
| RU2408626C2 (en) | Composite material (versions) | |
| Lawane et al. | Mechanical and physical properties of stabilised compressed coal bottom ash blocks with inclusion of lateritic soils in Niger | |
| KR101096641B1 (en) | Soil stabilization method | |
| CN106277996A (en) | A kind of paper mill sludge porous heat-insulating packing material and preparation method thereof | |
| Zhang et al. | Improvement effects of treating with calcined oyster shell and carbonized cow dung compost on clay with high water content | |
| US5704972A (en) | Product and process for strong light-weight aggregate | |
| US4997486A (en) | Method of producing a solid secondary raw material containing calcium sulfate | |
| Kamal | Recycling of fly ash as an energy efficient building material: a sustainable approach | |
| PL249376B1 (en) | Sealing additive for hydraulic binder for non-cohesive soils and fine-grained native soils, method of its production and method of combining hydraulic binder in the form of cement with native cohesive soil using the sealing additive | |
| Qomaruddin et al. | Compressive Strength Analysis On Geopolymer Paving By Using Waste Substitution Of Carbide Waste And Fly Ash | |
| Chilukuri et al. | Status of agro-industrial waste used to develop construction materials in Andhra Pradesh region–India | |
| Leon | Effects of Quarry and Recycled Concrete Waste as Rapid Use Stabilizers for Clay Soils | |
| RU2471913C2 (en) | Method of making pavement structural layer based on ashes of effluents sediments combustion | |
| JP3803076B2 (en) | Admixture for soil stabilization and soil stabilization method using the same | |
| RU2057155C1 (en) | Method for production of water-repelling loose material |