CZ285080B6

CZ285080B6 - Tvarovatelná skládková hmota

Info

Publication number: CZ285080B6
Application number: CZ952470A
Authority: CZ
Inventors: Walter Lukas
Original assignee: Walter Lukas
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1994-03-22
Publication date: 1999-05-12
Also published as: CZ247095A3; EP0690829A1; EP0690829B1; DE59400863D1; ATE144233T1; WO1994022783A1; AU6428794A

Abstract

Řešení se týká hmoty, která je po přidání vody trvale tvarovatelná, pro obalení popřípadě zapouzdření a tím imobilizaci produktů obsahujících škodliviny. ŕ

Description

Skládková hmota a její použití

Oblast techniky

Vynález se týká skládkové hmoty, trvale tvarovatelné po přídavku vody a nevytvrzující se, pro obalování nebo zapouzdření materiálů, obsahujících škodliviny. Vynález se dále týká použití této skládkové hmoty.

Dosavadní stav techniky

Pojem trvale tvarovatelná hmota znamená, že hmota zůstane i po dnech, týdnech nebo měsících tvarovatelná a - například po naplnění do pažení nebo díry do země - může zachytit mechanické deformace základových a bočních ploch.

Pojem obalení popřípadě zapouzdření znamená, že hmota se může používat jak pro obalení nebo zapouzdření jednotlivých těles, obsahujících škodliviny, tak i na způsob hmoty pro utěsnění stěn nebo jako těsnicí vrstva například pro vyložení popřípadě zakrytí větší díry do země, jako například skládkové jámy nebo vysoké deponie.

V obou případech se jedná o to, aby se kontaminované materiály bezpečně a spolehlivě „uzavřely“, tedy aby se zabránilo v co nejvyšší míře vniknutí škodlivin do půdy nebo spodní vody, pročež pojem „obalení nebo zapouzdření“ znamená současně, že se při tom má jednat o co nejtěsnější obal s co nejmenší hodnotou k a nízkou vylouhovatelností.

Například pro utěsnění deponie existuje celá řada návrhů, které lze kromě jiného charakterizovat následovně:

- pouhé utěsnění hlínou; nedostatkem je, že jsou použitelné pouze speciální a drahé hlíny, které nejsou všude k dispozici. Hodnota k kolísá podle povahy suroviny,

- utěsnění fóliemi. Tento způsob utěsnění je především u větších projektů komplikovaný a drahý. Nelze vyloučit trhliny vyvolané střídáním se mrazu a oblevy a tím podmíněným zkřehnutím fólie,

- směsi hlíny a pojivá. Tyto se používají především jako tak zvané jednofázové a dvoufázové hmoty pro utěsňování stěn. Bližší podrobnosti vyplývají z následující literatury:

EP 0 262 302 B2, EP 0 522 347 A2, DE36 33 736C2, AT 393 381 B, EP 0 239 740 A3 a DE 38 00 776 Al.

Ve všech případech ztuhne směs dříve nebo později v důsledku /latentně/ hydraulických podílů směsi. Po té již nemůže zachytit žádné vnitřní deformace.

Ve všech případech se používají jako těsnicí materiály primární látky.

Druh materiálů, které se mají obalovat může být značně rozdílný. Kněmu patří například: stavební odpad, sádra REA /produkty síranu vápenatého z odsíření kouřových plynů/, strusky a popele ze spalovacích zařízení, usazený kal z praní štěrku, stabilizované sole, kaly po čeření atd. Nejvíce těchto zčásti kontaminovaných látek se zneškodňuje na deponiích speciálního odpadu a sice například v deponii, která je vytvořena s těsněním hlínou na způsob vany.

Možnost zhodnocení /recyklace/je až dosud jen podmínečně známá a možná.

-1 CZ 285080 B6

Tak se například /malé/ podíly upraveného stavebního odpadu /po roztřídění frakcí zrna/ používají jako přísada při výrobě betonu.

Z Baustoff-Recycling a. Deponietechnik, Nr. 1, 1991, 13 je známo použití recyklovaného štěrku jako sypaniny pro stavbu silnic.

V EP 0 148 430 Al jsou popsány hydraulické popele pro výrobu těsnicích hmot, které jsou po spojení tuhé.

Z tohoto stavu techniky vyvstává problém, mít k dispozici těsnicí hmotu, tvarovatelnou i delší dobu, která se skládá z levných a všude dostupných výchozích látek a dá se co nejuniverzálněji použít. To platí zejména s ohledem na mnohokrát požadovaný multibariérový systém. Při tom se materiál deponie, obsahující škodliviny chrání pomocí různých těsnicích systémů proti okolí /zejména půdě/.

Podstata vynálezu

Vynález proto navrhuje hmotu, která je po přídavku vody trvale tvarovatelná, tedy hmotu, která se nevytvrzuje, se znaky hlavního patentového nároku.

Podstatou vynálezu je, že skládková hmota sestává z 1 až 90 % hmotnostních kusovité složky A, která sestává ze stavebního odpadu, nereaktivních strusek, ztuhlých anorganických pojiv, hydraulicky nereaktivních pojiv, hydraulicky nereaktivních součástí pojiv nebo jiných látek nebo jejich směsí s frakcí zrna do 32 mm, 2 až 15 % hmotnostních bobtnavého jílového materiálu (složka Β), 1 až 90 % hmotnostních složky C, která sestává ze stavebního odpadu, nereaktivních strusek, ztuhlých anorganických pojiv, hydraulicky nereaktivních pojiv a hydraulicky nereaktivních součástí pojiv včetně popelů, kamenné moučky nebo jejich směsí s frakcí zrna do 1 mm, přičemž součet složek B a C je alespoň 10 % hmotnostních a žádná ze tří složek A, B nebo C neobsahuje tvrdnoucí (hydraulicky tuhnoucí) látky.

V podrobnostech je přitom důležité toto:

Žádná ze tří nutných složek neobsahuje tvrdnoucí (hydraulicky tuhnoucí) látky. To nevylučuje, jak bude dále ještě vysvětleno, použití produktů, které v zásadě (od přírody) mají přinejmenším latentně hydraulické vlastnosti, které ale působí jen za určitých předpokladů, které podle vynálezu nejsou dány (například jemnozmná úprava, alkalické iniciátory).

Složky A a C sestávají přinejmenším z části z produktů, které se samy o sobě mohou označovat ze zbytkové látky /recyklované látky/. K tomu patří také popele, zejména popele z hnědého uhlí a strusky, které se ale používají v takové frakci zrna /složka A/, při které nejsou hydraulické a popřípadě se i v jemně rozptýlené formě chovají co nejinertněji k vodě.

Tímto způsobem se mohou používat látky, které by se normálně deponovaly, jako složky těsnicího koberce pro deponie a pod.

Podstatným znakem hmoty je i oproti těsněním z jílu nebo hmotám podzemních stěn charakteristicky malý podíl jílových materiálů.

Vliv na fyzikální vlastnosti hmoty /těsnost, tedy hodnotu k , pevnostní hodnoty a pod./, se - jak se mohlo potvrdit pokusy - odvozuje od kombinace jemně rozptýlené složky C, která sice neobsahuje látky pohlcující vodu, neboje neobsahuje v množství, které by bylo hodné zmínky,

-2CZ 285080 B6 ale v celkové hmotě vyplňuje klíny a můstky mezi hrubou složkou A a složkou B, která po přídavku vody silně botná.

Z tohoto důvodu mají složky B a C dělat vždy nejméně 10% hmot, celkové hmoty. I tato hodnota leží znatelně pod hodnotou veškerých jemných podílů známých těsnicích hmot.

Další znaky hmoty jsou podle různých alternativ, které jsou definovány v podnárocích, následující:

- složka A je přítomna v maximální velikosti zrna 16 mm,

- podíl složky B v celkové hmotě /suché/ činí 70 až 85 % hmot.,

- složka C je přítomna ve frakci zrna menší než 100 pm,

- složka A, složka C nebo obě složky sestávají z tříděných materiálů stavebního odpadu, strusek ze spalování odpadu, strusek z vysokých pecí nebo zhutněných popelů, zejména z tepelných elektráren, popelů z fluidních vrstev, jakož i produktů SAV a TAV a to jednotlivě nebo v kombinaci.

- složka B sestává ze speciálně upravených jílových materiálů jako například bentonitu, s výhodou Na-bentonitu, který zejména výrazně botná.

Hmota se může podle druhu složení a úpravy používat například následovně:

- pro obalování jednotlivých kontaminovaných částic a aglomerátů částic, jak je to znázorněno na přiloženém schematickém výkrese pomocí vztahové značky 1. Tento druh by se také mohl nazývat obalení nebo zapouzdření škodlivin nebo kontaminovaného materiálu.

- pro výrobu těsnicích vrstev. Na schematickém výkresu je tento případ znázorněn pomocí těsnicí vrstvy v deponii a označen vztahovou značkou 2.

- pro výrobu skládkové vany, která opět slouží pro uložení skládkového materiálu /případ označený vztahovou značkou 3/.

Z toho současně vyplývá vytvoření multibariérového systému pomocí popsané hmoty. Škodliviny se mohou vícenásobně zajistit, za prvé přímým obalením/zapouzdřením, za druhé na nebo mezi vodorovně uspořádanými vrstvami a za třetí uvnitř vany utěsněné směrem ven popsanou hmotou.

Pokud je to žádoucí nebo pokud to neruší může se hmota doplnit i podílem při nejmenším latentně hydraulickým pojivém, takže nakonec ztuhne a zpevní se. Pro tento účel se buď výše popsané podíly složka A, C používají v takové formě /jemně rozptýlené/ nebo s takovými přísadami /iniciátory/, že se vytvoří pojivo jakoby in-situ. Rovněž se také samozřejmě může přidávat. Vhodná, při nejmenším latentně hydraulická pojivá v tomto smyslu jsou: popílky z tepelných elektráren, popele TAV /popele, které vznikají ve spalovacích zařízeních přídavkem CaO, Ca/OH/₂ nebo CaCO₃ pro vázání SO₂/, které se iniciují pomocí alkalických zemin, produkty SAV /produkty z absorpce rozprašováním, směs siřičitanu vápenatého a síranu vápenatého/, přirozené nebo syntetické prášky křemíku nebo vulkanické popele a pucolany.

Podíly množství složek A a C se volí v uvedeném rozmezí vždy podle požadovaných vlastností konečného produktu.

-3 CZ 285080 B6

Příklady provedení vynálezu

Další znaky vynálezu vyplývají z následujících příkladů. Při tom jsou blíže popsány jednotlivé hmoty:

hmota 1: % hmot.

A: stavební odpad, velikost zrna menší než 22 mm, standardní čára zrnitosti B82,0

B: natriumbentonit /označení kvality:3,0

B4

C: kamenná moučka, velikost zrna menší než 100 pm15,0

Hmota se doplní 9,0 % hmot, vody /vztaženo na veškerou směs/, smísí se v míchačce s nuceným pohybem a pomocí dopravního zařízení se přiveze k místu zabudování a naplní. Po 28 dnech byly zjištěny následující údaje:

pevnost v tlaku /N/mm²/:	0,28
hodnota k /m/s/:	4x 10“
hmota 2:	% hmot.
AI: stavební odpad, velikost zrna menší než 32 mm	42,0
A2: struska ze zařízení pro spalování odpadu /menší než 22 mm/	42,0
B: natriumbentonit /B4/	3,0
C: nereaktivní popílky/menší než 100 pm/	13,0

Úprava se provádí analogicky jako u hmoty 1, ale se 6,0% hmot. vody. Po 28 dnech byly naměřeny následující hodnoty:

pevnost v tlaku /N/mm²/:	0,34
hodnota k /m/s/:	1 x IO'¹²
hmota 3	% hmot.
AI: stavební odpad, velikost zrna menší než 2 mm	35,0
A2: inertní popele /z tepelné elektrárny/	12,0
B: bentonit	7,0
C: kamenná moučka /menší než 40 pm/	46,0

Úprava se 12,0 % hmot, vedla k následujícím hodnotám po 28 dnech:

-4CZ 285080 B6 pevnost v tlaku /N/mm²/: hodnota k /m/s/

0,39

6,5 x 10¹¹

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Skládková hmota, trvale tvarovatelná po přídavku vody a nevytvrzující se, pro obalování nebo zapouzdření materiálů, obsahujících škodliviny, vyznačující se tím, že sestává z

1 až 90 % hmotnostních kusovité složky A, která sestává ze stavebního odpadu, nereaktivních strusek, ztuhlých anorganických pojiv, hydraulicky nereaktivních pojiv, hydraulicky nereaktivních součástí pojiv nebo jiných látek nebo jejich směsí s frakcí zrna do 32 mm,
2 až 15 % hmotnostních bobtnavého jílového materiálu (složka B),

1 až 90 % hmotnostních složky C, která sestává ze stavebního odpadu, nereaktivních strusek, ztuhlých anorganických pojiv, hydraulicky nereaktivních pojiv a hydraulicky nereaktivních součástí pojiv včetně popelů, kamenné moučky nebo jejich směsí s frakcí zrna do 1 mm, přičemž součet složek B a C je alespoň 10 % hmotnostních a žádná ze tří složek A, B nebo C neobsahuje tvrdnoucí-hydraulicky tuhnoucí, látky.

2. Skládková hmota podle nároku 1, přítomna v podílu zrnitosti do 16 mm. vyznačující se tím, že složka A je 3. Skládková hmota podle nároku 1, vyznačující přítomna v množství 70 až 85 % hmotnostních. se tím, že složka A je 4. Skládková hmota podle nároku 1, vyznačující se tím, že složka C je

přítomna v podílu zrnitosti do 100 pm.
5. Skládková hmota podle nároku 1, vyznačující se tím, že složka A sestává z tříděných stavebních materiálů z demolic, strusky ze spalování odpadu, vysokopecní strusky, kusového roštového popele, sádry, sádrových hrudek, nereaktivních, granulovaných nebo kompaktních popelů, a to jednotlivě nebo v kombinaci.
6. Skládková hmota podle nároku 1, vyznačující se tím, že složka C sestává z jemně rozptýlených stavebních odpadů, strusky ze spalování odpadu, hutního písku, popelů hnědého nebo kamenného uhlí nebo u ohnišť s fluidní vrstvou, sádry, jakož i jiných nereaktivních popelů, a to jednotlivě nebo v kombinaci. ^{7 *}
7. Skládková hmota podle nároku 1, vyznačující se tím, že složka B sestává z bentonitu.

-5CZ 285080 B6
8. Skládková hmota podle nároku 7, vyznačující se tím, že bentonit je Nabentonitem.

5 9. Použití skládkové hmoty podle jednoho z nároků 1 až 7 pro výrobu podzemních stěn.