Archiwa tagu: popioły lotne

Stabilizacja gruntów spoiwami hydraulicznymi

Opublikowany przez

Spoiwa hydrauliczne są przeznaczone do ulepszania podłoży drogowych: warstwy mrozochronnej, warstwy odcinającej, warstwy wzmacniającej. W procesie stabilizacji wykorzystuje się różne spoiwa hydrauliczne min. cement, wapno, popioły lotne, żużle, spoiwa drogowe, spoiwa złożone do ulepszania i wzmacniania gruntów.

Specyfikację i Wymagania właściwości mieszanek cementowych i wapiennych regulują polskie normy:

  • PN-S-96011:1998 – Drogi samochodowe – Stabilizacja gruntów wapnem do celów drogowych,
  • PN-S-96012:1998 – Drogi samochodowe – Podbudowa i ulepszone podłoże z gruntu stabilizowanego cementem.

Właściwości mieszanek hydraulicznych regulują także poniższe normy europejskie:

  • PN-EN 14227-1:2013-10 – Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym – Specyfikacje – Część 1: Mieszanki związane cementem,
  • PN-EN 14227-2:2013-10 – Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym – Specyfikacje – Część 2: Mieszanki żużlowe,
  • PN-EN 14227-3:2013-10 – Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym – Specyfikacje – Część 3: Mieszanki związane popiołami lotnymi,
  • PN-EN 14227-4:2013-10 – Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym – Specyfikacje – Część 4: Popioły lotne do mieszanek związanych spoiwem hydraulicznym,
  • PN-EN 14227-5:2013-10 – Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym – Specyfikacje – Część 5: Mieszanki związane spoiwem drogowym,
  • PN-EN 14227-15:2015-12 – Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym – Specyfikacje – Część 15: Grunty stabilizowane hydraulicznie.

Składy poszczególnych mieszanek powinny być dobierane odpowiednio do rodzaju stabilizowanych gruntów i zakładanych własności po procesie stabilizacji. Dawkowanie spoiw powinno być określane w recepcie laboratoryjnej.

Osuszanie gruntów

Opublikowany przez

Osuszanie gruntów możemy wykonać przy wykorzystaniu wapna lub popiołów lotnych.

Stabilizowanie gruntu przy wykorzystaniu wapna palonego pozwala znacznie osuszyć grunt oraz zwiększyć jego nośność. Wapno palone reaguje ze znajdującą się gruncie wodą, wydzielają się duże ilości ciepła, które wpływają na proces osuszania gruntów. Do ulepszania i stabilizowania przewilgoconych gruntów powinno stosować się wyłącznie wapno wysoko reaktywne o czasie gaszenia poniżej 3 min.

Wykorzystując wapno wysoko reaktywne jesteśmy w stanie uzyskać maksymalny efekt osuszania przewilgoconego gruntu oraz doprowadzić wilgotność gruntu do wartości optymalnej. Zgodnie z polską normą PN-EN 459-1, wapno palone przeznaczone do stosowania w inżynierii lądowej, oznacza się jako wapno budowlane EN 459-1 CL 90-Q.

Do osuszania gruntów można wykorzystywać także mieszanki popiołowo-wapienno-cementowe, których wodożądność przekracza 50%.

Popioły lotne w drogownictwie

Opublikowany przez

Popioły lotne w drogownictwie, mogą być użyte do wytwarzania podbudów drogowych oraz stabilizacji podłoża, gdzie spełniają rolę składników aktywnych hydraulicznie oraz mikrokruszywa.

Popioły lotne mogą być składnikami spoiw drogowych o relatywnie dużej wytrzymałości, wykorzystywane do wytwarzania np. chudych betonów lub mieszanek gruntowo-spoiwowych lub stabilizacji o określonej wytrzymałości.

Wykorzystanie popiołów lotnych w budownictwie przynosi wiele korzyści:

  • korzyści ekonomiczne – tradycyjne spoiwa i kruszywa mineralne otrzymywane z surowców naturalnych są zastępowane znacznie tańszymi odpadami,
  • korzyści techniczne – drobne uziarnienie popiołów lotnych, ich alkaliczny odczyn oraz aktywność hydrauliczna wielu składników prowadzi do utworzenia uwodnionych krzemianów wapnia C-S-H, które poprawiają mikrostrukturę podbudowy drogowej oraz ulepszonych gruntów,
  • korzyści środowiskowe – zagospodarowanie popiołów lotnych eliminuje ich składowanie, ogranicza emisję CO2 do atmosfery oraz zmniejsza zużycie nieodnawialnych surowców naturalnych.

Popioły lotne

Opublikowany przez

Popioły lotne są odpadem przemysłowym powstającym przy produkcji energii elektrycznej opartej na spalaniu na węgla. W zależności od rodzaju spalanego węgla oraz odmiany kotłów w których następuje spalanie powstające popioły mają zróżnicowane właściwości. Badania prowadzone nad właściwościami popiołów lotnych ze spalania węgli umożliwiły ich szerokie wykorzystanie w gospodarce do:

  • wytwarzania zestalonych zaczynów popiołów w technologii stabilizacji gruntów,
  • produkcji spoiw bezcementowych,
  • produkcji klinkieru portlandzkiego,
  • jako dodatku aktywnego do cementu,
  • produkcji betonu,
  • produkcji kruszyw lekkich,
  • budowy dróg, nasypów, zwałowisk,
  • wykorzystania w rolnictwie i ogrodnictwie,
  • wykorzystania w górnictwie.

Zastosowanie popiołów w drogownictwie

W budownictwie drogowym najlepiej najlepsze efekty przynosi stosowanie popiołów krzemianowych. które charakteryzują się małą zawartością CaO (0,5-4,7%) i SO3 (0,3-2,9%). Popioły krzemianowo – glinowe z kotłów fluidalnych, dzięki znacznej zawartości wapna, znakomicie nadają się do produkcji spoiw drogowych, pozwalających na stabilizację gruntów.

Wykorzystanie popiołu pozwala na znaczne obniżenie kosztu spoiwa przy uzyskiwaniu takich samych parametrów stabilizacji, jakie są uzyskiwane przy zastosowaniu czystego wapna lub cementu. Popioły lotne i mieszaniny popiołowo-żużlowe mogą być wykorzystane we wszystkich warstwach konstrukcji nawierzchni od mikronielacji i nasypów przez podbudowy aż do mieszanek mineralno-asfaltowych.

Cement – spoiwo hydrauliczne

Opublikowany przez

Cement jest spoiwem hydraulicznym – drobno zmielonym materiałem nieorganicznym, który po zmieszaniu z wodą daje zaczyn wiążący i twardniejący w wyniku reakcji i procesów hydratacji. Po stwardnieniu pozostaje wytrzymały i trwały także pod wodą. Cement produkowany jest poprzez przemiał klinkieru portlandzkiego oraz siarczanu wapnia (regulatora czasu wiązania) W zależności od rodzaju cementu, w składzie mogą się znaleźć dodatkowe składniki nieklinkierowe – granulowany żużel wielkopiecowy (S), popioły lotne (V lub W), kamień wapienny (LL). Klinkier portlandzki to półprodukt wytwarzany poprzez wypalanie surowców takich jak wapień, margiel, glina w piecu obrotowym, w temperaturze 1450°C.

Cement, jest on produkowany w oparciu o normy o statusie europejskim (PN-EN) i/lub krajowym (PN):

  • PN-EN 197-1:2012 „Cement – Część 1: Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementów powszechnego użytku”
  • PN-B-19707:2013 „Cement – Cement specjalny – skład, wymagania i kryteria zgodności”
  • PN-EN 14216:2005 „Cement – Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementów specjalnych o bardzo niskim cieple hydratacji”

Norma PN-EN 197-1 wyróżnia pięć głównych rodzajów cementów powszechnego użytku:

  • CEM I – cement portlandzki,
  • CEM II – cement portlandzki wieloskładnikowy,
  • CEM III – cement hutniczy,
  • CEM IV – cement pucolanowy,
  • CEM V – cement wieloskładnikowy.

Ze względu na wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach wyróżnia się 3 klasy wytrzymałości cementu:

  • klasa 32,5,
  • klasa 42,5,
  • klasa 52,5.

Ze względu na wytrzymałość wczesną (po 2 lub 7 dniach), klasy cementu dodatkowo oznaczona jest symbolem literowym:

  • L – cement o niskiej wytrzymałości wczesnej (dotyczy tylko cementu hutniczego CEM III),
  • N – cement o normalnej wytrzymałości wczesnej,
  • R – cement o wysokiej wytrzymałości wczesnej.

Norma PN-EN 14216 wyróżnia cementy specjalne o bardzo niskim cieple hydratacji VLH. Cementy o bardzo niskim cieple hydratacji:

  • cement hutniczy VLH III (tylko VLH III/B i VLH III/C),
  • cement pucolanowy VLH IV,
  • cement wieloskładnikowy VLH V.
  • Cementy specjalne VLH produkowane mogą być tylko w klasie wytrzymałości 22,5

Cementy o niskim cieple hydratacji LH oraz cementy o bardzo niskim cieple hydratacji VLH zalecane są do wykonywania konstrukcji masywnych, narażonych na zarysowanie w wyniku powstających naprężeń termicznych.

Do stabilizacji gruntu cementem najczęściej używa się cementu klasy 32,5 i 32,5R. Cement musi być sypki, bez grudek i nie może być też przechowywany dłużej niż trzy miesiące. Podobnie jak przy kruszywach sprawdza się tzw. zaroby próbne na ściskanie i mrozoodporność.