03b_Vasuti_palyak_2014_Talajstabilizacio_bemutato

Download Report

Transcript 03b_Vasuti_palyak_2014_Talajstabilizacio_bemutato

Slide 1


Slide 2

Tartalom
1.A mészről általában
2.A mészgyártás folyamata
3.Meszes talajkezelés elméleti háttere
4.Az eljárás környezetvédelmi előnyei
5.Referenciák.


Slide 3

Mészkő


Slide 4

Mi a mész?


Slide 5

Mi a mész?


Slide 6

A mészgyártás folyamata
CaCO3



Mészkő

1100°C

1 ton

=

CaO

CO 2

Mész
0.56 ton

MÉSZ

0.44 ton


Slide 7

Hogyan alakul át a
mészkő MÉSSZÉ?
°C

1200

900

600

300

0


Slide 8

Mész felhasználási területek:
•KÖRNYEZETVÉDELEM
•Ivóvíztisztítás, Szennyvízkezelés, Szennyezett talajok kezelése,
Füstgáztisztítás
•ACÉLIPAR: Elektromos és Oxigén converteres acélművek
•SZÍNESFÉM-IPAR
•ÜVEG ÉS KERÁMIAIPAR
•Síküveg, Üvegszál, Üveggyapot, tűzálló téglák
•ÉPÍTŐIPAR
•FESTÉKGYÁRTÁS
•SZŐNYEG, GUMI ÉS MŰANYAGIPAR
•PAPÍRIPAR
•MEZŐGAZDASÁG ÉS ÉLELMISZERIPAR
•VEGYIPAR
•MÉRNÖKI LÉTESÍTMÉNYEK:
•Beton-, Aszfaltgyártás;

Útépítés, Gátépítés:
Talajstabilizálás,Útalapok készítése


Slide 9

MAERZ
Kemence
napjainkban


Slide 10

Maerz
kemence
működési
elve


Slide 11

Hogyan alakul a mész hidráttá?

A hidrát üzemben.


Slide 12

A mész oltódás folyamata
Hőmérséklet (ºC)

80 oC

65 oC

60 oC

20 oC

32

64

Idő (másodperc)

Mészoltódás hőmérséklet emelkedési görbéje


Slide 13

A mésszel való stabilizálás
alapanyagai
Az MSZ EN 459 -1:2002 szabvány szerinti:

 Őrölt, égetett építési mész (CaO)
 Porrá oltott mész (Mészhidrát) (Ca(OH)2)
 Oltott mészpép
Őrölt, égetett mész (CaO)

w>> wopt

Porrá oltott mész (Ca(OH2)

w ~ wopt

Oltott mészpép

w < wopt


Slide 14

Őrölt égetett mész


Slide 15

Őrölt égetett mész


Slide 16

Mészhidrát


Slide 17

A mészoltás/ hidratálás folyamata
Az oltódási
folyamat
lejátszódhat:
•a talajban
•vagy üzemi
körülmények
között =
mészhidrát


Slide 18

A mész oltódási folyamata:
a talaj kiszárításával,
amennyiben ez szükséges
Égetett mész + Víz

CaO + 2H2O
Kálciumoxid + Víz

Oltott mész

Ca(OH)2
Kálcium-Hidroxid

Az égetett mész csak a hidratáció után
lép kémiai reakcióba az agyagos
talajszemcsékkel.


Slide 19

A kezelés fázisai:
kezeletlen,
járhatatlan talaj

mésszel kevert
szakasz

Tömörített szakasz,
mely nehéz gépek
által is járható, és
alkalmas a következő
réteg fogadására


Slide 20

Szabványos eljárás
•Út

2

-1.222:

2002



Utak

tervezésének

általános

szabályai

•Út 2 -3. 207 – Útpályaszerkezetek kötőanyag nélküli és hidraulikus kötőanyagú
alaprétegei

Tervezési
előírások
•Út 2 -3. 206 – Útpályaszerkezetek kötőanyag nélküli és hidraulikus kötőanyagú
alaprétegei – Építési előírások


Slide 21

Milyen változások mennek
végbe a talajban?
A mész hatása a talajokra:
Kémiai reakciók – azonnali hatás
A talaj tulajdonságainak
változásai – hosszú távú hatás


Slide 22

A kötött vízréteg alakulása a mész hatására az
agyagszemcsék körül
Agyagszemcsék a talajban
kezelés előtt:

Meszes kezelés után:


Slide 23

A mész hatása a kötött vízburokra
Mész hozzáadásával a vízburok stabilizálódik és mérete nagy mértékben csökken.
Megnő a talajszemcsék közti súrlódás, és az együttes ellenállás a deformálással
szemben.
A plasztikus anyagból morzsalékos, jól megmunkálható, tömöríthető anyag lesz.


Slide 24

Puccolán reakció
Mészhidrát + Szilicium => Kálcium-szilikát-hidrát
Mészhidrát + Aluminium => Kálcium-aluminát-hidrát

A mész +
víz

Ezek az
agyag
ásványok

Ez pedig a kialakult,
majd megszilárduló
cementes gél

Megjegyzés: Szilikát, vagy aluminát alapú agyag
ásványok nélkül ez a folyamat nem jön létre.
(pl.: homokos, vagy homoklisztes talajok).


Slide 25

A végbemenő folyamat:
A mész és a talaj
szilikát és aluminát
részecskéi egymással
reakcióba lépve
cementes kötést
hoznak létre. Ez a
PUCCOLÁN
REAKCIÓ, melynek
során az agyagos
talajok jól
tömöríthető
morzsalékos anyaggá
válnak.

Puccolán Reakció
CA (OH )2

CA (OH )2

Agyag
szemcsé
2
2 3
k

CA (OH )2

A puccolán
reakcióból
származó
cementes anyag
CA (OH )2

[C-S-H and C-A-H]

Kálcium
hidroxid


Slide 26

A mész szerepe a folyamatban:
1. Szárítás:
A mész hidratációja közben elnyeli a vizet és hőt fejleszt, melynek
hatására további vízmennyiség távozik a talajból. A szárítási folyamat szinte
azonnal, látványosan végbemegy.


Slide 27

A mész szerepe:
2. Átalakítás:
Csökken a talaj plaszticitása, jelentősen javul a megmunkálhatósága és
tömörödési jellemzői.


Slide 28

A meszes stabilizálás eredményei:
Azonnali hatás a plaszticitásra és a megmunkálhatóságra
PL

Wn

LL
Kezelés előtt

PI

Szilárd
tartomány

Plasztikus tartomány

Folyékony
tartomány
Növekvő víztartalom

(PI)’

Kezelés után

(Wn)’

(PL)’

(LL)’

Szárítás: A víztarta-lom Wn-ről
Wn’-re
csökken.
Plaszticitás: A meszes kezelés a
szilárd tarto-mányt jobbra tolja,
ami képessé teszi a ta-lajt
nagyobb mennyi-ségű víz
befogadására,
szilárdsága
megőrzése mellett.
A plasztikus index ala-kulása:
PI=LL-PL


Slide 29

A mész szerepe:
3. Stabilizáció:
Az előzőeknél sokkal lassúbb folyamat, több hónap alat fejeződik be. A
folyamat eredmé-nyeként jelentősen növekszik a talaj szilárdsága. (CBR
teszt)
Most pedig lássuk a leírt folyamatok
eredményét!


Slide 30

A meszes stabilizálás eredményei:
CBR változásai a víztartalom függvényében

Két óra elteltével, a kezdeti 14 %-os
víztartalom esetén a CBR index 9-ről 30
%-ra
növekedett
(0,5%
mész
hozzáadásával), illetve 3% mész
hozzáadása esetén el-érte a 70 %-ot.

CBR %

A teherbírás növekedése a meszes
kezelés hatására:

KEZELETLEN
0.5 % MÉSZ

70

3% MÉSZ

60
40
30
20
15
10
9

8
4
3
2
0

0

12

14

16

18

20

W%


Slide 31

A meszes stabilizálás eredményei:
A réteg vízellenálló képességgel rendelkezik:


Slide 32

Lecsökkenti a nedvességre való
érzékenységet
Stabilizálatlan altalaj

Magas talajvízszint

Stabilizált altalaj

Meszes stabilizáció után:
Nedvesség által átjárható réteg:
• Radikálisan lecsökkenti a talaj
• Megnövekedett talajvízszint ,
nedvességre való érzékenységét
vagy kapillaritás miatt
• Megvédi a kapilláris nedvességtől
• Teherbírás csökkenést,
a felette levő réteget
illetve duzzadást/
• Még nedvesség hatása alatt is
zsugorodást okoz.
megtartja a kezelt réteg a teherbíró
képességét.


Slide 33

A kezeletlen agyag talajok
viselkedése
Az agyag aktuális víztartalmának
függvényében:
•duzzad, vagy
•zsugorodik…

Nem véletlen, hogy
alkalmatlan talajfajta.

beépítésre

–kezeletlenül-


Slide 34

Duzzadás vizsgálat
A próbatestek 7,5 cm átmérőjűek és 2,0 cm magasak, a mintákra 6,9 kPa
terhelést adtak és elárasztották, majd mérték a duzzadásukat.

Hozzáadott mész:

0%

2%

3%

4%

Eredeti térfogat (mm3)

88357

88357

88357

88357

Megváltozott térfogat
(mm3)

113908

88799

88578

88357

28,92%

0,50%

0,25%

0,00%

Fajlagos térfogat
változás


Slide 35

Mennyi meszet adjunk a talajhoz?
CBR változása az idő függvényében

azonnali hatás
7 nap
14 nap

28 nap

Teherbírás CBR %

60
50
40
30
20
10
0

0%

2%

4%
6%
Hozzáadott mész mennyiség (%)


Slide 36

A stabilizálás lehetősége
a talaj szemszerkezetének függvényében
%

HOMOK

100
90

ISZAP

Mész +
pernye/
kohósalak
keverékével;
hidraulikus
kötőanyaggal
stabilizálható

80
70
60
50

AGYAG

Mésszel
stabilizálható
frakció

40
30
20
10
0

0,5

0,1

0,05

0,02

0,01

0,002

0,0002


Slide 37

A kezelt réteg szilárdsága

A mésszel kezelt réteg
szilárdságának változása

“Öngyógyító hatás”
Idő

A szabad mész-szemcsék biztosítják a kialakult rétegben azt az
„öngyógyító”, repedés átfedő képességet, mellyel a fagyás-olvadás
ciklusok hatására esetlegesen keletkező repedésekkel szemben a
meszes stabilizálás hosszú távon is védelmet nyújt.


Slide 38

Környezetvédelmi szempontok

Természetes anyag
BEÉPÍTÉSE
Környezetkímélő technológia alkalmazásával
 A hagyományos eljárásokkal szemben maximális mértékben

csökkenthető környezet-terhelés.

 Felesleges beavatkozások elhagyásával megszűnik:

 Alkalmatlan helyi agyagos talaj kitermelése, deponálása

 Anyaglelőhelyről másutt kitermelt anyag vásárlása

 Többszöri anyagmozgatás okozta légszennyezés kikü-szöbölése


Slide 39

Környezetvédelmi szempontok

Természetes anyag
BEÉPÍTÉSE
Környezetkímélő technológia alkalmazásakor
•MESZET, amely:

 Reakciója összekeverés hatására a talaj ásványi összetételével
ismert,
 Kapilláris vízzel nem lép kapcsolatba, csapadék hatására nem
mosódik ki,


Visszakarbonizálódásra képes,

 Folyamat kivitelezése, lejátszódása során melléktermék egyáltalán nem képződik;
 A folyamatos kivitelezhetőségnek köszönhetően úgy takarít meg
időt, hogy a kiváló minőség elérése nem megy a környezet rovására!


Slide 40

Gazdaságos megoldás

A kivitelezés időigénye - szállítási igény meghatározása
A. Talajcsere:
Kiemelt föld a depóniára: 0,4 m x 10.000 m2 x 1,9 to / m3 =

7.600 to

Új anyag: 0,4 m x 10.000 m2 x 2,0 to / m3

=

Összes anyagszállítás

8.000 to

=

Összes szállítási igény ( 15 to/tgk.)

=

15.600 to

1.040 Tgk.

B. Talajstabilizálás:
Mész hozzáadagolás (kb. 5 %)
0,4 m x 10.000 m2 x 2,0 to / m3 x 0,05

=

Összes szállítási igény ( 15 to/tgk.)

97% -kal kisebb szállítási igény!

400 to
=

27 Tgk.


Slide 41

Gazdaságos megoldás

A kivitelezés időigénye – átfutási idő összehasonlítása
A. Talajcsere:
Talaj kitermelése ( 2 db nagyteljesítményű kotró ) = 5 nap
Talaj visszaterítése, tömörítése

= 4 nap

Összes átfutás

= 9 nap

B. Talajstabilizálás:
Stabilizációs réteg építése komplett (5000 m2/nap)
Összes átfutás

= 2 nap
= 2 nap

77% -kal rövidebb kivitelezési idő!


Slide 42

Anyag ár összehasonlítása
Talajcsere:
Lerakóhelyi díj (8.000 to x 300 Ft/to)

=2.400.000 Ft

Új anyag költség (8.000 to x 700 Ft/to)

=5.600.000 Ft

Szállítási költség (2 x 8.000 to x 15 km x 15 Ft/to/km)

=3.600.000 Ft

Összes költség

=11.600.000 Ft

Talajstabilizálás:
Mész hozzáadagolás (kb. 5 %)
Összes anyag költség (400 to x 20.000 Ft/to)

=8.000.000 Ft

Összes szállítási költség ( 100 km x 15 Ft/to/km)

=600.000 Ft

Összes költség

=8.600.000 Ft

25% -al kisebb finanszírozási igény


Slide 43

Mikor használjuk:

Sártenger


Slide 44

Mikor használjuk:

Tömöríthetetlen talaj


Slide 45

Mikor használjuk:

Nehezen tartható határidő


Slide 46

És használjuk akkor is:

Ha az agyag aktuálisan éppen
száraz!


Slide 47

Akkor is ha száraz az agyagtalaj:
Autóút építése Ghánában


Slide 48

Meszes talajstabilizálással
készült referenciák
Autóút építése Ghánában


Slide 49

Meszes talajstabilizálással
készült referenciák
Autóút építése Ghánában


Slide 50

Meszes talajstabilizálással
készült referenciák képekben
A Görbeházán épült kísérleti útszakaszt
bemutató prospektus


Slide 51

Meszes talajstabilizálással
készült referenciák képekben

Polgár – közműárok töltőanyagának stabilizációja mésszel


Slide 52

Meszes talajstabilizálással készült
Referenciák képekben
3 sz.-35. út rehabilitációja
meszes talajstabilizálás


Slide 53

Meszes talajstabilizálással készült
Referenciák képekben
M35 Debrecen elkerülő szakaszon épülő meszes stabilizáció


Slide 54

Meszes talajstabilizálással
készült referenciák képekben
Gyártó csarnok altalaja meszes talajstabilizációelőtt Tatabányán


Slide 55

Meszes talajstabilizálással
készült referenciák képekben

Gyártó csarnok altalaja meszes talajstabilizáció után Tatabányán


Slide 56

A 2002–es árvíz idején Milevsko mellett
megrongálódott Chobot tó gátja


Slide 57

A talajstabilizációval helyreállított gát


Slide 58

Kikotort hordalék a Labe folyóból mésszel
kezelve. Árvízi gát építéséhez használták fel


Slide 59

Hvězda tó gátja talajstabilizálás előtt,
közben, és…


Slide 60

… utána.


Slide 61

Árvízvédelmi gát építése Hradec
Králové-nál


Slide 62

A kötőanyagot hol állítjuk elő?
A CARMEUSE csoport Magyarországon 2 gyártóműben állít elő meszet:

Miskolc

Beremend


Slide 63

Mert…


Slide 64

...a dolgok változnak…


Slide 65


Slide 66