Pokročilý materiál pro zřízení vrstvy zemního tělesa na bázi druhotných surovin
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební
Abstract
Diplomová práce se zabývá problematikou vývoje nového materiálu pro zřízení vrstvy zemního tělesa železničního spodku čistě na bázi druhotných surovin. V teoretické části je uvedena charakteristika konstrukčních vrstev, používané materiály pro stmelené podkladní vrstvy včetně jejich požadavků. Dále jsou uvedeny obecné podmínky pro vytvoření podkladních vrstev z čistě druhotných surovin a dosavadní zkušenosti s danou problematikou. V úvodu experimentální části diplomové práce jsou stanoveny základní parametry druhotných surovin (stavební recykláty, odpad z čištění kolejového lože, odprašky z cementárny) a vedlejších energetických produktu (popílky, uhelná škvára a škvára ze spalovny komunálního odpadu), které společně tvoří surovinovou bázi. Na surovinách se stanovila zrnitost, nasákavost, vlhkost, sypné hmotnosti, chemický rozbor a obsah škodlivin. U stmelených směsí byly stanoveny objemové hmotnosti a pevnosti v tlaku. Optimální vlhkost všech směsí byla stanovena zkouškou Proctor standard. Experimentální ověřování se věnovalo testování stmelených směsí s cílem ověření vlivu dávky cementu, kdy byla původní dávka z 8 % v rámci optimalizace u stavebních recyklátů a škváry ze spalovny komunálního odpadu snížena na 4 %, kvůli dosažení vysokých pevností pohybujících se v rozmezí 4,5 až 6,0 MPa. Další optimalizace rovněž zahrnovala i přídavek vedlejšího energetického produktu v podílu 10% příměsi z hmotnosti druhotné suroviny. V závěru experimentální části byly vybrány dvě optimální receptury (betonový recyklát s 4 % cementu a 10% příměsí fluidního popílku; škvára ze spalovny komunálního odpadů s 3 % cementu a 10% příměsí fluidního popílku), které se podrobily pokročilému testování formě mrazuvzdornosti a odolnosti proti vodě a byl proveden návrh funkčního vzorku. Finálním funkčním vzorkem je betonový recyklát s cementem a 10% přídavkem fluidního popílku, který je vhodný pro vrstvy aktivní zóny bez zatížení mrazem.
The diploma thesis deals with the development of a new material for the establishment of a layer of the ground body of a railway undercarriage purely on the basis of secondary raw materials. The theoretical part presents the characteristics of structural layers, materials used for bonded substrates, including their requirements. The following are the general conditions for the creation of base layers from purely secondary raw materials and previous experience with the issue. The introduction of the experimental part of the thesis sets out the basic parameters of secondary raw materials (construction recyclates, waste from railway bed cleaning, dust from cement plant) and energy by-products (fly ash, coal slag and municipal waste incinerator), which together form the raw material base. Grain size, absorbency, moisture, bulk density, chemical analysis and pollutant content were determined on the raw materials. Bulk densities and compressive strengths of the bonded mixtures were determined. The optimum humidity of all mixtures was determined by the Proctor standard test. Experimental verification was performed on testing of bonded mixtures in order to verify the effect of cement dose, when the original dose of 8% was optimized for construction recycled and slag from municipal waste incinerator to 4%, due to high strengths ranging from 4.5 to 6.0 MPa. Further optimization also included the addition of an energy by-product in a proportion of 10% of the weight of the secondary raw material. At the end of the experimental part, two optimal recipes were selected (recycled concrete with 4% cement and 10% fluid fly ash; slag from a municipal waste incinerator with 3% cement and 10% fluid fly ash), which underwent advanced testing in the form of frost resistance and resistance to water and a functional sample was designed. The final functional sample is recycled concrete with cement and 10% addition of fluid fly ash, which is suitable for core layers without frost loading.
The diploma thesis deals with the development of a new material for the establishment of a layer of the ground body of a railway undercarriage purely on the basis of secondary raw materials. The theoretical part presents the characteristics of structural layers, materials used for bonded substrates, including their requirements. The following are the general conditions for the creation of base layers from purely secondary raw materials and previous experience with the issue. The introduction of the experimental part of the thesis sets out the basic parameters of secondary raw materials (construction recyclates, waste from railway bed cleaning, dust from cement plant) and energy by-products (fly ash, coal slag and municipal waste incinerator), which together form the raw material base. Grain size, absorbency, moisture, bulk density, chemical analysis and pollutant content were determined on the raw materials. Bulk densities and compressive strengths of the bonded mixtures were determined. The optimum humidity of all mixtures was determined by the Proctor standard test. Experimental verification was performed on testing of bonded mixtures in order to verify the effect of cement dose, when the original dose of 8% was optimized for construction recycled and slag from municipal waste incinerator to 4%, due to high strengths ranging from 4.5 to 6.0 MPa. Further optimization also included the addition of an energy by-product in a proportion of 10% of the weight of the secondary raw material. At the end of the experimental part, two optimal recipes were selected (recycled concrete with 4% cement and 10% fluid fly ash; slag from a municipal waste incinerator with 3% cement and 10% fluid fly ash), which underwent advanced testing in the form of frost resistance and resistance to water and a functional sample was designed. The final functional sample is recycled concrete with cement and 10% addition of fluid fly ash, which is suitable for core layers without frost loading.
Description
Keywords
Železniční těleso, cement, druhotná surovina, stavební recyklát, vedlejší energetický produkt, surovina, stmelená směs, primární ověřování, optimalizace, pokročilé testování, Railway body, cement, secondary raw material, recycled building material, energy by-product, raw material, cemented mixture, primary verification, optimization, advanced testing
Citation
HRUBÝ, J. Pokročilý materiál pro zřízení vrstvy zemního tělesa na bázi druhotných surovin [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc., MBA - předseda,
Ing. Radek Černý - místopředseda,
Ing. Lenka Mészárosová, Ph.D. - tajemník,
prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc., MBA, dr.h.c. - člen,
doc. Ing. Karel Dvořák, Ph.D. - člen,
doc. Ing. Nikol Žižková, Ph.D. - člen,
doc. Ing. Radomír Sokolář, Ph.D. - člen,
Ing. Adam Hubáček, Ph.D. - člen,
Ing. Vít Černý, Ph.D. - člen,
Date of acceptance
2022-01-31
Defence
doc. Ing. Nikol Žižková, Ph.D.: Nebyl u popílku z biomasy problém s těžkými kovy? Byly limity kadmia v pořádku? Proběhla nejen solidifikace, ale také stabilizace v kombinaci s cementem. Bylo by žádoucí udělat výluhy i na hotovém komponentu.
- U zkoumaného popílku se těžké kovy neobjevily. SAKO má vynikající potenciál, bylo by potřeba upravit v rámci receptury vápno, pojivo, které je schopné navázat na sebe škodlivé látky.
Ing. Adam Hubáček, Ph.D.: Betonový recyklát máte rozdělený na 4 frakce. Frakci 0-4 by bylo vhodnější z hlediska nasákavosti posuzovat zvlášť. Co je odpad z autodomíchávače?
- Z autodomíchávače byl odstraněn cementový kal, zbytkové kamenivo je zmiňovaný odpad z autodomíchávače.
Student výborně reagoval a zaujímal svoje stanovisko ke všem připomínkám k předložené DP od oponenta i členů komise.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení