vysokopecní či RNDr. František Kresta, Ph.D. Seminář Fámy a fakta o dálnici D47, Praha, 24.4.2012



Podobné dokumenty
výroby v zemním tělese

Průkazní zkoušky hlušiny frakce 0/300 a frakce 0/125 z haldy Heřmanice k použití pro zemní práce

Materiál zemních konstrukcí

Aktuální stav v provádění podkladních vrstev

Nestmelené a stmelené směsi

Požadavky na zeminy v aktivní zóně, úprava zemin

Směsi stmelené hydraulickými pojivy

Návrh a posouzení směsí recyklátů a vedlejších energetických produktů upravených pojivy Dušan Stehlík

ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA

Ověření některých kritérií pro nestmelené směsi za účelem otevření cesty k lepšímu využití místních materiálů a méně hodnotného kameniva

Úprava vlastností zemin vápnem a volné vápno obsahujícími produkty

ZHUTŇOVÁNÍ ZEMIN vlhkosti. Způsob zhutňování je ovlivněn těmito faktory:

4.3.2 Druhy nepřímých zkušebních metod kontroly míry zhutnění 10

Proflzlepšovat zeminy

Technický návod je vytvořen tak, aby mohlo být provedeno posouzení shody také podle 5 (vazba na 10) číslo technického návodu

Stavební hmoty. Ing. Jana Boháčová. F203/1 Tel janabohacova.wz.cz

Provádění zásypů rýh a inženýrských sítí platné na celém území obce Dolní Břežany

MÍSTNÍ KOMUNIKACE UBUŠÍN C1.1 TECHNICKÁ ZPRÁVA

Anorganická pojiva, cementy, malty

H. TECHNICKÉ SPECIFIKACE

GEOTEXTILIE VE STAVBÁCH POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ

Zkoušení zemin a materiálů v podloží pozemní komunikace -zhutnitelnost a únosnost

Rekonstrukce dálnice D1 - podkladní vrstvy Ing. Jaroslav Havelka, TPA ČR, s.r.o.

Šance a rizika recyklace stavebních a demoličních odpadů (systémy řízení kvality výstupních produktů)

IMOS Brno, a.s. divize silniční vývoj Olomoucká 174, Brno

1.1. Technická zpráva

Další emulzní technologie. Úvodní informace. Další technologie. Ing. Václav Neuvirt, CSc. Ing. Václav Valentin. Normy a předpisy související

Asfaltová pojiva proč jsou důležité jejich optimální volba a správné navrhování

1. LM 1 Zlín Zádveřice 392, Vizovice 2. LM 3 Brno Areál Obalovny Česká, Česká 3. LM 4 Ostrava Frýdlantská 3207, Ostrava

PODKLADNÍ VRSTVY A PODLOŽÍ VOZOVEK 2018

Alkalická reakce kameniva v betonu TP 137 MD

Chodníky podél sil. III / k.ú. Vidov - 1. část V. a VI. ETAPA

ZÁKLADNÍ ZKOUŠKY PRO ZATŘÍDĚNÍ, POJMENOVÁNÍ A POPIS ZEMIN. Stanovení vlhkosti zemin

Laboratoř je způsobilá aktualizovat normy identifikující zkušební postupy. Identifikace zkušebního postupu/metody

Revize TKP, kapitola 4 Zemní práce Jaroslav Hauser, GEOSTAR spol. s r.o.

Využití stavebního recyklátu v dopravních stavbách Use of recycled building material in road constructions

Aktuální problémy při stavbě a opravách vozovek

Využití teplárenské strusky pro výrobu betonového zboží

1996D0603 CS

C. Stavební část. Chodníky podél silnice II/453 v obci Heřmanovice - I. etapa TECHNICKÁ ZPRÁVA C-101 D S P

LABUTY - zpevněná plocha u sklepů vedle sil III/4227 TECHNICKÁ ZPRÁVA. Ing. Štefančík Peter. Ing. Štefančík Peter

Pozemní komunikace (včetně propustků)

KOMUNITNÍ KOMPOSTÁRNA SVITAVY IO05 PŘÍPOJKA NN A AREÁLOVÉ ROZVODY NN zakázkové číslo : 34/2012/DPS DOKUMENTACE PRO PROVÁDĚNÍ STAVBY.

EUROVIA Services, s.r.o. Laboratoř Morava Zádveřice 392, Vizovice

EUROVIA Services, s.r.o. Laboratoř Čechy východ Piletická 498, Hradec Králové

Shrnutí poznatků z konference AV 13 Ing. Petr Mondschein, Ph.D.

Provedl: Kolektiv pracovníků společnosti NIEVELT-Labor Praha, spol. s r.o.. pod vedením Petra Neuvirta

Recyklace stavebního odpadu

B. INŽENÝRSKÉ OBJEKTY. Technická zpráva

Generální zpráva Systémy hospodaření s vozovkou Ing. Petr Svoboda

STABILIZÁT HBZS. Hlavní báňská záchranná stanice Praha a.s. Za opravnou 276/ Praha 5 Motol

P Ř Í L O H A K O S V Ě D Č E N Í

Přednáška č. 6 NAVRHOVÁNÍ A STAVBA POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ. 1. Geotechnický průzkum

Celkem Stavební objekt ZRN NUS Celkem bez DPH DPH vč. DPH. SO 01 - Tlaková kanalizace , , , , ,05

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ. FAKULTA STAVEBNÍ Ústav stavebního zkušebnictví

STAVEBNÍ MATERIÁLY A KONSTRUKCE (STMK) POJIVA

Akreditovaný subjekt podle ČSN EN ISO/IEC 17025:2005: SQZ, s.r.o. Ústřední laboratoř Olomouc U místní dráhy 939/5, Nová Ulice, Olomouc

Fibre-reinforced concrete Specification, performance, production and conformity

BEZCEMENTOVÝ BETON S POJIVEM Z ÚLETOVÉHO POPÍLKU

Vedlejší energetické produkty a jejich využití

Teplárenská struska a její využití jako náhrada drobného kameniva

Téma 2 : Kamenivo Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně v rámci bakalářských a magisterských studijních programů

P Ř Í L O H A K O S V Ě D Č E N Í

DRÁSOV REKONSTRUKCE NÁMĚSTÍČKA SO KOMUNIKACE

Využití vysokopecní strusky a přírodního anhydritu k přípravě struskosíranového pojiva

VIAKONTROL, spol. s r.o. Zkušební laboratoř VIAKONTROL Houdova 18, Praha 5

ČSN EN , mimo čl.7 a přílohy C

Změna dopravního režimu na sídlišti Příbram -

Cemetobetonové kryty vozovek ze směsných cementů

Trvanlivost a odolnost. Degradace. Vliv fyzikálních činitelů STAVEBNÍ LÁTKA I STAVEBNÍ KONSTRUKCE OD JEJICH POUŽITÍ IHNED ZAČÍNAJÍ DEGRADOVAT

SOUHRNNÝ LIST STAVBY

DOKUMENTACE PRO STAVEBNÍ POVOLENÍ. Technická zpráva VÝSTAVBA PODPOROVANÉHO BYDLENÍ V OBCI LIPOVEC

Oblasti dle čl. 3 části 1. Zásady MP SJ PK 1), na které se certifikát/doklad o ověření způsobilosti vztahuje 2) : li/1 projektové práce

Českomoravský beton, a.s. Beroun 660, Beroun

Identifikace certifikátu/dokladu o ověření způsobilosti.

Identifikace certifikátu/dokladu o ověření způsobilosti.

SEMINÁŘ NOVÝCH PŘÍSTUPŮ PRO PRAXI vzniklých za finanční podpory TA ČR při řešení projektu TA

Posouzení diplomové práce

B) SOUHRNNÁ TECHNICKÁ ZPRÁVA

Doc.Ing. Vlastimil Bílek, CSc. Ulice 9. května č Újezd u Brna

VYHLÁŠKA. ze dne 2019,

Soubor norem pro pojiva hydraulicky stmelených směsí je úplný Ing. Jaroslav Havelka, TPA ČR, s.r.o.

St.úpravy přechodů pro chodce na I/34, Ždírec nad Doubravou C.2-1-Technická zpráva SO 102 k.ú. Ždírec nad Doubravou

Kamenivo. Ing. Alexander Trinner. Technický a zkušební ústav stavební Praha, s.p. pobočka Plzeň Zahradní 15, Plzeň trinner@tzus.cz;

ZEMNÍ KONSTRUKCE. LUMÍR MIČA, ING., Ph.D. ÚSTAV GEOTECHNIKY

Stavební technologie

Rekonstrukce chodníku v ul. Mírová od ul. Tyršova k parkovišti u Barevky Dubí Pozorka

Sada 1 Technologie betonu

Tiskový briefing Dokumenty k D , Praha

TECHNICKÁ ZPRÁVA C.1.1

PNOVÉ SKLO REFAGLASS

MINISTERSTVO DOPRAVY ČESKÉ REPUBLIKY ODBOR POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ

Geotechnická laboratoř ( )

KAPITOLA 9 KRYTY Z DLAŽEB A DÍLCŮ

Zjištění stavu povrchu a asfaltového souvrství silnice I/3 v úseku Mirošovice - Benešov

Použití minerálních směsí v konstrukčních vrstvách tělesa železničního spodku

N o v é p o z n a t k y o h l e d n ě p o u ž i t í R o a d C e m u d o s m ě s í s t u d e n é r e c y k l a c e

ČSN EN 206. Chemické korozní procesy betonu. ph čerstvého betonu cca 12,5

Laboratoř je způsobilá aktualizovat normy identifikující zkušební postupy. Laboratoř poskytuje odborná stanoviska a interpretace výsledků zkoušek.

Kapitola 5 PODKLADNÍ VRSTVY

Transkript:

Co bobtná v dálnici: odpadky, stavební odpad, studený NH, vysokopecní či ocelárenská struska? RNDr. František Kresta, Ph.D. Seminář Fámy a fakta o dálnici D47, Praha, 24.4.2012 1 of 44Imagine the result

Obsah 1) Úvod 2) Druhotné suroviny použité při výstavbě dálnice D47 3) Objemová stálost druhotných surovin (především vedlejších produktů hutní výroby) 4) Příčiny objemových změn 5) Prokazování objemové stálosti 6) Výsledky zkoušek 7) Závěry 2 of 44

1. Úvod 3 of 44

Využití druhotných surovin patří k základním úkolům rozvinutého světa. Česká republika patřila a patří k průkopníkům ve využití druhotných surovin v zemních pracech, a to nejen v dopravním stavitelství, kde jsou největší objemy prací, ale i v dalších oblastech stavební činnosti - pozemní stavby, rekultivace a úprava krajiny. Výhody používání druhotných surovin jsou především následující: ekologické hledisko používáním druhotných surovin se snižuje množství vedlejších produktů na skládky a snižují se tedy i náklady na následnou rekultivaci náklady stavby většinou jsou druhotné suroviny levnější než přírodní kamenivo (avšak i zde se mnohdy ceny srovnávají, protože majitelé zdrojů druhotných surovin mají zájem na zisku) časové hledisko (v případě uhelné hlušiny a strusek) zemní tělesa z těchto materiálů lze provádět i ve zhoršených klimatických podmínkách (zimní měsíce) 4 of 44

Úsek dálnice D47 s deformacemi vozovky stav při výstavbě most SO 8220 km 152.660 most SO 8219 km 150.330 most SO 8216 Most SO 8216 a násyp km 150.330-152.660 stav 15.4.2006 5 of 44

2.Druhotné suroviny použité při výstavbě dálnice D47 6 of 44

Druhotné suroviny použité při výstavbě dálnice D47 Uhelná hlušinová sypanina z u Paskov D povinná do úrovně Q100+0.50 m Studený lze použít nad úrovní Q100+0.50 m (uložen v násypu km 150.330-152.660) Ocelářská struska frakce 0-90 mm aktivní zóna (0.50 m pod konstrukčními vrstvami) uhelná hlušinová sypanina pod úrovní Q100 7 of 44 studený v přechodové oblasti mostu aktivní zóna ocelářská struska

Druhotné suroviny použité při výstavbě dálnice D47 Uhelná hlušinová sypanina z u Paskov D - uhelná hlušina po úpravě frakce 0-180 mm - objemově stálá - nízký obsah organické hmoty - velmi vhodná pro výstavbu násypových těles - obecně uhelnou hlušinovou sypaninu nelze použít do aktivní zóny (riziko vyšší namrzavosti jemné frakce) 8 of 44

Druhotné suroviny použité při výstavbě dálnice D47 Studený Definice studeného u: Směs hutnických strusek, slévárenských písků a žáromateriálů vyzdívky vysokých pecí, které vznikají při výrobě surového železa a oceli. Ve studeném u je zastoupen zcela podřadně i ostatní materiál např. dřevo, PVC apod. - minerální složení se mění zrno od zrna - je dobře hutnitelný, vykazuje vysoké hodnoty modulu přetvárnosti - je objemově nestálý 9 of 44

Druhotné suroviny použité při výstavbě dálnice D47 Ocelářská struska - aktivní zóna z ocelářské strusky tvoří vrstvu tl. 0.5 m pod konstrukčními vrstvami. - jedná se o bazickou strusku (BOF) z u Hrabová (nyní rekultivován) - vykazuje vysokou objemovou hmotnost (nad 2600 kg.m -3 ) Odval Hrabová je nyní již rekultivován 10 of 44

3. Objemová stálost druhotných surovin (především vedlejších produktů hutní výroby) 11 of 44

TKP 4 Zemní práce čl. 4.2.3 Druhotné materiály Do zemního tělesa pozemních komunikací se mohou použít pouze takové materiály, u nichž je ověřena vhodnost použití na základě průkazních zkoušek. V případě nestandardních heterogenních materiálů je nutné terénními a laboratorními zkouškami prokázat jejich použitelnost v souladu s dokumentací. Vždy je nutné definovat zejména: přesný popis, technologii zpracování, projektové fyzikálně-mechanické parametry, nezávadnost pro životní prostředí, vyluhovatelnost a její změny v čase (dle TP 93) časový vývoj mechanických vlastností (např. u materiálů zpevněných pojivy) způsob kontroly a četnost. Dosažení projektovaných parametrů musí být podloženo laboratorními zkouškami za okrajových podmínek odpovídajícím skutečným podmínkám v zemním tělese a ověřeno zhutňovací zkouškou. 12 of 44

Objemová stálost druhotných suroviny na stavbě dálnice D47 Uhelná hlušinová sypanina objemově stálá. Je složena z hornin karbonského stáří, které byly vytěženy z hloubky 800-1000 m, a které prošly praním při úpravě uhlí. Studený objemově nestálý. Je velmi heterogenní (každé zrno je jiné) a mění své chemické složení. Před zahájením stavby byly provedeny zkoušky rozpadavosti v autoklávu, které však nepřekročily hodnotu 5%. Ocelářská struska její objemová stálost závisí na chemickém složení, které vyplývá z technologie výroby a složení rudy a struskotvorných přísad. Před zahájením stavby byly provedeny zkoušky rozpadavosti v autoklávu, které však nepřekročily hodnotu 5%. Dosud provedené výsledky prokazují její objemovou stálost. 13 of 44

4. Příčiny objemových změn 14 of 44

Příčiny objemových změn Dosavadní výsledky zkoušek ukazují, že příčinou objemových změn ve vedlejších produktech hutní výroby jsou fázové přeměny minerálů. - hydratace volného vápna (CaO) CaO +H 2 O Ca(OH) 2 - hydratace periklasu (MgO) MgO +H 2 O Mg(OH) 2 - karbonatace hydroxidů vápenatého a hořečnatého Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O Mg(OH) 2 + CO 2 MgCO 3 + H 2 O - polymorfní přeměny dikalcium silikátů (C 2 S) β-c 2 S α-c 2 S - hydratace C 3 S na CSH fáze a reakce aluminátů Všechny reakce spojené s hydratací nebo rozpadem vedlejších produktů hutní výroby (strusek) jsou ovlivněny přítomností sklovité fáze. Sklovité fáze se snadno rozpadají a přispívají k objemovým změnám. 15 of 44

Příčiny objemových změn 16 of 44

Příčiny objemových změn Periklasová (MgO) cihla s intenzivní hydratací (brucit Mg(OH) 2 ) na okraji zrn a podél štěpných trhlin a s karbonátovou hmotou (MgCO 3 ) v základní hmotě. Ocelářska struska pánvová. Krystalickosklovitá struska. Natavené krystaly merwinitu jsou spolu s drobnými zrny C 2 S a izotropního periklasu uloženy v tmavě hnědé sklovité barvě. 17 of 44

Příčiny objemových změn Pro rozvoj procesů hydratace, vznik druhotných minerálů a ve svém důsledku pro objemové změny mají zásadní vliv následující faktory: vyšší podíl jemnozrnné frakce. V případě studeného u mohl být vyšší podíl jemnozrnné frakce jak primární, tak se ještě zvýšil při hutnění materiálu studeného u, kterým se větší zrna drtila vysoký měrný povrch zrn úzce souvisí s výše uvedeným a vysokou pórovitostí jemnozrnné frakce materiálu studeného u. Hodnota pórovitosti u vzorku studeného u frakce < 4 mm (zhutněném energií 100% PS), která je z hlediska objemových změn kritická, dosahovala až 36.8% druhotné karbonáty 18 of 44

Příčiny objemových změn Pro rozvoj procesů hydratace, vznik druhotných minerálů a ve svém důsledku pro objemové změny především u studeného u mají zásadní vliv následující faktory: zásadité prostředí (ph >9.2). V zásaditém prostředí probíhají procesy hydratace. Zastavují se při poklesu ph pod 8. teplota nad 10 C (bylo pozorováním zjišt ěno, že při teplotách nižších se proces zpomaluje). Vlastní reakce je exotermní (vyvíjí se teplo), což bylo pozorováno při opravných pracech. přítomnost CO 2 v okolním prostředí 19 of 44

Příklady objemových změn při použití vedlejších produktů z hutní výroby mimo stavby dopravní infrastruktury PZ Karviná zdvih chodníku, v jehož podloží bylo 0.5 m vysokopecní strusky z TŽ Třinec (2011) 20 of 44 Ostrava OBI výkop pod podlahami; detail použitých materiálů pro zásyp starých sklepů studený (2006)

5. Prokazování objemové stálosti 21 of 44

Zkoušky objemové stálosti vedlejších produktů hutní výroby 1. Dlouhodobé zkoušky bobtnání při zkoušce CBR (cca 6 měsíců) 2. Zkoušky urychlující objemové změny - rozpadavost v autoklávu autoclave test - rozpínavost (v parní komoře) steam test (EN 1744-1) - rozpadavost v horkovodní lázni hot-water bath test Chování vedlejších produktů hutní výroby bývá často diametrálně odlišné od laboratorních výsledků. Aplikace ve stmelených vrstvách a asfaltových vrstvách nejlépe odpovídají zkoušky rozpínavosti (dle EN 1744-1) nebo zkoušky v horkovodní lázni. Nestmelené vrstvy - nejlepší výsledky přinášely dlouhodobé zkoušky bobtnání při zkoušce CBR. 22 of 44

Laboratorní zařízení pro stanovení rozpínavosti ocelářské strusky (foto ZKK Hořice) Zkouška objemových změn v horkovodní lázni dle ASTM D4792 (převzato z Wang G. (2010)) Zkouška objemové stálosti v autoklávu (převzato z Yildirim I. Z. - Prezzi M. (2009)) 23 of 44

Zkoušky prokazující objemovou stálost vedlejších produktů hutní výroby normativní požadavky vysokopecní struska rozpadavost pařením v autoklávu musí být nižší než 5% (frakce 8-16 mm, teplota 105 C, tlak 0.20 MP a, 2 hodiny) viz TP 138 ocelářská struska rozpínavost (frakce 0-22 mm, teplota páry 100 C, 24 hodin pro LD strusky, 168 hodin pro BOF a EAF strusky) musí být nižší než 5% viz EN 1744-1 24 of 44

Zkoušky prokazující objemovou stálost vedlejších produktů hutní výroby normativní požadavky Studený nebyl vyjmenován v žádném z předpisů, a proto nebyla ani stanovena zkouška ověření jeho objemové stálosti. Při jeho certifikaci jako Umělé kamenivo homogenizovaný materiál, štěrkodrť B-0-125 se provedla zkouška rozpadavosti v autoklávu dle tehdy platné ČSN 72 1512. Avšak pro štěrkodrť třídy B nebyla v ČSN 72 1512 deklarována limitní hodnota) viz tabulka 4 na straně 7). 25 of 44

6. Výsledky zkoušek 26 of 44

Výsledky dosud provedených zkoušek objemové stálosti vedlejších produktů z hutní výroby z násypu na dálnici D47 zkoušky z let 2009-2011 27 of 44 Staničení Popis materiálu 150,330 studený 150,330 studený 150,340 studený 150,340 studený 150,340 studený 150,345 studený 150,400 studený 150,540 studený 150,540 studený 150,580 struska šedá 150,580 různorodý materiál charatkeru štěrku 150,690 studený 150,730 studený Materiál dle stavebního deníku studený studený studený studený studený studený studený studený studený Rozpadavost v autoklávu Rozpínavost Laboratoř Zpráva 1,5 VÚSH Kratochvíla (2009) 23,9 VÚSH Kratochvíla (2009) 2,8 TZÚS dosud nepublikováno (2011) 3,8 TZÚS dosud nepublikováno (2011) 7,3 TZÚS dosud nepublikováno (2011) 10,9 ZKK dosud nepublikováno (2009) 3,4 TZÚS dosud nepublikováno (2011) 4,1 TZÚS dosud nepublikováno (2011) 6,1 TZÚS dosud nepublikováno (2011) aktivní zóna 0,4 VÚSH Kratochvíla (2009) studený studený studený 11,4 VÚSH Kratochvíla (2009) 3,8 TZÚS dosud nepublikováno (2011) 1,2 TZÚS dosud nepublikováno (2011)

Výsledky zkoušek ocelářské strusky z aktivní zóny odebrané z kontrolních sond provedených ŘSD ve dnech 14.-15.4.2012 Sonda KS2 (km 151.160), hl. 0.6-0.8 m rozpadavost v autoklávu 0.9% Sonda KS2 (km 151.160), hl. 0.8-0.9 m rozpadavost v autoklávu 0.5% Sonda KS1 (km 150.340), hl. 0.6-0.9 m rozpadavost v autoklávu 1.5% 28 of 44

7. Závěry 29 of 44

Nejdůležitější závěry 1. Druhotné suroviny jako alternativní zdroj surovin pro zemní práce budou i v budoucnu hrát podstatnou roli a jejich význam bude stoupat. 2. Příčinou objemových změn a zdvihů dálnice D47 byly objemově nestálé materiály. Dosud provedené zkoušky potvrzují objemovou nestálost studeného u, který je velmi heterogenním materiálem. Podíl ocelářské strusky v aktivní zóně na objemových změnách nebyl prokázán. 3. Uhelná hlušinová sypanina v násypu je objemově stálá. 4. V kontrolních sondách provedených ŘSD ve dnech 14.-15.4.2012 nebyl zjištěn žádný odpad. 30 of 44

Nejdůležitější závěry Z dosavadní analýzy vyplývá, že zásadním pochybením bylo použití materiálu, se kterým nebyly žádné zkušenosti (studeného u) při budování zemních těles takového rozsahu jako je dálnice. Pozornost odpovědných pracovníků byla soustředěna na ekologickou nezávadnost studeného u a jeho zhutnitelnost. Nikoho nenapadlo, že objemová stálost prokázána zkouškou rozpadavosti v autoklávu při certifikaci se může měnit v čase a v souvislosti s postupným odtěžováním zásob studeného u. To, že se neprováděly zkoušky pro ověření objemové stálosti studeného u v průběhu výstavby a vlastně v celém období 2001-2008 (protože se jednalo o výrobek, nevyplývala povinnost jednoznačně ze žádného předpisu a nikdo kontrolní zkoušky nepožadoval), mělo za následek nejen zvlnění dálnice D47, ale i další problémy se stavbami na Ostravsku, kde byl tento materiál použitý (Avion Shopping Park, Mountfield, OC Saller apod.). 31 of 44

Děkuji Vám za pozornost 32 of 44

Imagine the result