Vliv průmyslových odpadních materiálů na tepelnou odolnost polymerních správkových hmot

MATERIÁLY POUŽITÉ PRO VÝROBU POLYMERNÍCH SPRÁVKOVÝCH HMOT
Plnivo
Elektrárenský popílek – je nerostný zbytek po spalování tuhých paliv (v práškovém stavu) získávaný zachycováním z plynných spalin v odlučovacích zařízeních. V této práci byl použit elektrárenský popílek z elektrárny Chvaletice společnosti ČEZ a. s.

Vysokopecní jemně mletá struska – granulovaná vysokopecní struska vzniká rychlým ochlazováním roztavené tekuté strusky, která je vedlejším produktem výroby surového železa ve vysoké peci. Čím rychlejší je chlazení, tím obsahuje více sklovité fáze a je tedy energeticky bohatší, tzn. reaktivnější. Je charakterizována poměrem sklovité a krystalické fáze, chemickým a mineralogickým složením. Pro práci byla vybrána vysokopecní struska z Třineckých železáren, kterou upravuje Kotouč Štramberk spol. s r. o.

Kamenný odprach – dalším použitým odpadním materiálem je kamenný odprach, vznikající zachytáváním jemných zbytků ve filtrech při drcení kameniva. Mineralogické a chemické složení závisí na dané lokalitě těžby. Použit byl kamenný odprach firmy Rosa s. r. o., kamenolom Lomnička.

Slévárenský písek – zdroj: slévárna šedých slitin UXA spol. s r. o. Brno. Slévárenský písek je odpadním produktem slévárenských provozů, kde se čistý křemičitý písek pro zpevnění smísí např. s bentonitem, vodním sklem, se směsí těchto materiálů nebo s dalšími materiály, a pak se jím plní formy. Po vylisování se vloží jádra a po odlití se nechá výrobek zatuhnout. Odlitek postupuje na rošt, kde dochází k rozpadu formy. V násypce pod roštem dochází ke třídění písku. Písek je ukládán do zásobníků.

Cihelná drť – dodáno firmou Stomix, spol. s. r. o. Cihelná drť se vyrábí rozemletím zlomků nebo celých výrobků z pálené hlíny na definovanou zrnitost. K tomu se používají dvě mlecí linky: Na první mlecí lince se čisté zlomky cihel a pálených střešních tašek nejprve nadrtí na čelisťovém drtiči na velikost do 80 mm a poté uloží do velkoprostorového sila, z něj se pak drť přes vibrační žlab dávkuje do kladivového mlýna, ve kterém dojde k rozemletí drtě na hrubou cihelnou drť. Z hrubé cihelné drti se pak na vibračním sítě odděluje hrubá frakce.

Křemičitý písek s označením PR 33 – zdroj: Provodínské písky, a. s. Provodínské písky jsou tříděním upravené, ve svých chemických a fyzikálních směrných číslech standardizované výrobky. Provodínský písek se vyznačuje vysokou žáruvzdorností a jeho obsah Si02 se pohybuje nad 98 %. Všechny druhy křemenných písků se dodávají vlhké po praní a sušené.

Pojivo
Epoxidová pryskyřice (EP) Lena P 130 – výrobce: Lena Chemical s. r. o. Charakteristika: nízkoviskózní dvoukomponentní berozpouštědlová hmota, směs pro přípravu vysoce mechanicky odolné vyrovnávací polymer malty a betonu, špachtlovaní hmoty, bez přísad a modifikátorů. Rozsah použití: pro přípravu směsi pro polymerbe-tonové podlahové vrstvy, ve vysoce mechanicky namáhaných průmyslových halách, opravnách, skladech atd.

Epoxidová pryskyřice (EP) Lena P 132 – výrobce: Lena Chemical s. r. o. Charakteristika: nepigmentovaná nebo pigmentovaná nízkoviskózní dvoukomponentní berozpouštědlová hmota, směs pro přípravu vysoce mechanicky odolné polymer malty a betonu, špachtlovací hmoty se zkráceným časem tvrdnutí, bez přísad a modifikátorů. Rozsah použití: pro přípravu směsi na extrémně rychlé opravy podlahových defektů, pro přípravu směsi na vyrovnávání nerovností podlah a špachtlování, pro přípravu směsi na vytváření jakostních polymer maltových podlah, pro přípravu směsi na vytváření jakostních polymerbetonových podlah.

Vynilesterová pryskyřice (VE) Lena P 311 – výrobce: Lena Chemical s. r. o. Charakteristika: speciální vysoce hodnotný nepigmentovaný materiál na epoxivynilesterové bázi, vyznačuje se excelentní chemickou, mechanickou a tepelnou odolností, radiační odolností, možností rychlého obnovení provozu, velmi snadnou aplikací, velmi snadnou dekontaminovatelností, čištěním atd. Rozsah použití: směs pro přípravu vysoce chemicky, tepelně a mechanicky odolných polymer maltových podlah v doporučené síle 8–10 mm.

SLOŽENÍ NAVRŽENÝCH SMĚSÍ
Viz tabulky 1. až 4.

POPIS ZKOUŠKY TEPELNÉ ODOLNOSTI
Zkouška tepelné odolnosti se provádí na zkušebních vzorcích, které jsou postupně vystavovány zvyšujícím se teplotám, a to až do té teploty, kdy dojde ke znatelné degradaci vzorku. Správkové hmoty byly zkoušeny od teploty 130 °C po intervalech 10 °C až do 180 °C. Průběžně pak byly sledovány změny barvy na povrchu vzorků a byly zkoušeny pevnosti v tlaku a v tahu za ohybu, které byly porovnány s pevnostmi před zkouškou tepelné odolnosti. Jako topná média se mohou použít pece nebo sušárny. Pro práci byly použity sušárny typu HS 61 A a HS 62 A. Doba působení dané teploty činila 24 hodin a to od momentu, kdy se vnitřní prostředí sušárny s obsahem vzorků vytemperovalo na požadovanou teplotu. Každý vzorek byl vystaven pouze jedné teplotě.

VÝSLEDKY Z PROVEDENÉ ZKOUŠKY TEPELNÉ ODOLNOSTI
Viz tabulky 5 až 13, grafy 1 až 6 a obrázky 1 až 4.

ZHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ, ZÁVĚR
Grafy zobrazují směsi a jejich pevnosti v tahu za ohybu a v tlaku před a po zkoušce tepelné odolnosti. Z grafu je patrné, že zkouška tepelné odolnosti má vliv na pevnosti. Se zvýšenou teplotou došlo ke snížení pevností především při zahřátí na 180 °C, pevnosti v tahu za ohybu se snížily až o 6,56 MPa a pevnosti v tlaku se snížily až o 10,67 MPa.

Co se týče změny barvy, lesku, narušení struktury a degradace materiálu, tak ke viditelným změnám barvy došlo při 130 °C a 140 °C, a to k zežloutnutí u referenčních (bezodpadových) směsí. Při 150 °C došlo k mírnému ztmavnutí u referenčních (bezodpadových) směsí a u navržených směsí s cihelnou drtí a popílkem, k vytvoření šedého povlaku u navržených směsí s kamenným odprachem a k zesvětlení u navržené směsi se struskou.

Při 160 °C došlo k zhnědnutí u referenčních (bezodpadových) směsí a k zesvětlení u navržených směsí se slévárenským pískem. Došlo také k popraskání povrchu u navržených směsí s označením 130 – C s kamenným odprachem a 130 – P a 311 – R s cihelnou drtí. Při 170 °C došlo k výraznému zhnědnutí u referenčních (bezodpadových) směsí, k zbělení u navržené směsi se struskou a k mírnému ztmavnutí u navržených směsí s kamenným odprachem. Došlo také k výraznému popraskání povrchu u navržených směsí s označením 130 – C s kamenným odprachem a 130 – P a 311 – R s cihelnou drtí.

Při 180 °C došlo ke zčernání u referenčních (bezodpadových) směsí, k velkému zešednutí u navržených směsí s kamenným odprachem, k výraznému ztmavnutí u navržené směsi s popílkem a k výraznému zbělení u navržené směsi se struskou. Došlo také k výraznému popraskání povrchu u navržených směsí s označením 130 – C s kamenným odprachem a 130 – P a 311 – R s cihelnou drtí.

Použití průmyslových odpadních materiálů jako plniva je výhodné z hlediska ekologického. Úspora přírodních zdrojů a využití druhotných surovin znamenají pozitivní krok na cestě ke zlepšení ekologických podmínek a jsou dobrým příslibem zkvalitnění životního prostředí pro budoucí generace.

Publikace tohoto příspěvku byla umožněna díky finanční podpoře projektu VVZ CEZ – MSM 0021630511 „Progresivní stavební materiály s využitím druhotných surovin a jejich vliv na životnost konstrukcí“.

ZDROJE INFORMACÍ:

• Drochytka, Rostislav: Lehké stavební látky, • Brno: VUT, 1993, 124 stran, ISBN 80-214-0514-7
• Firemní literatura Lena Chemical s. r. o.: Doplňkové mísící receptury podlahových hmot Lena
• Firemní literatura Lena Chemical s. r. o.: Podlahy – technologie realizace a obnovování povrchů průmyslových podlah s hmotami
  a systémy Lena na epoxidové bázi

Impact of waste materials on thermal resistance of polymeric repairing mass
In the last few years the industrial production is continually increasing, as a result of this, there is a huge increase of production of industrial waste materiále. To košer the increase of the industrial waste materiál production i tis possible to use these waste materiále in the new building materiále. In this paper there are solved infl uence of industrial waste materiále in polymer repair materiále on heat resistence of mix.

Autoři

• Ing. Petránek Vít Ph.D.
• Ing. Michalcová Gabriela