Tartalom A mészről általában A mészgyártás folyamata Meszes talajkezelés elméleti háttere Az eljárás környezetvédelmi előnyei Referenciák.

Mészkő

Mi a mész?

Mi a mész?

= A mészgyártás folyamata CaO CO CaCO3 HŐ 2 Mész Mészkő 1100°C 0.56 ton 0.44 ton 1 ton MÉSZ

Hogyan alakul át a mészkő MÉSSZÉ? °C 1200 900 600 300

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

MAERZ Kemence napjainkban

Maerz kemence működési elve

Hogyan alakul a mész hidráttá? A hidrát üzemben.

A mész oltódás folyamata 20 oC Idő (másodperc) Hőmérséklet (ºC) 32 64 80 oC 60 oC 65 oC Mészoltódás hőmérséklet emelkedési görbéje

Őrölt, égetett mész (CaO) Porrá oltott mész (Ca(OH2) 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) Porrá oltott mész (Ca(OH2) Oltott mészpép w>> wopt w ~ wopt w < wopt

Őrölt égetett mész

Őrölt égetett mész

Mészhidrát

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

A mész oltódási folyamata: a talaj kiszárításával, amennyiben ez szükséges Égetett mész + Víz Oltott mész CaO + 2H2O Ca(OH)2 Kálciumoxid + Víz Kálcium-Hidroxid Az égetett mész csak a hidratáció után lép kémiai reakcióba az agyagos talajszemcsékkel.

A kezelés fázisai: kezeletlen, járhatatlan talaj mésszel kevert szakasz Tömörített szakasz, mely nehéz gépek által is járható, és alkalmas a következő réteg fogadására

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

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

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

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.

Puccolán reakció Mészhidrát + Szilicium => Kálcium-szilikát-hidrát Mészhidrát + Aluminium => Kálcium-aluminát-hidrát Ez pedig a kialakult, majd megszilárduló cementes gél Ezek az agyag ásványok A mész + víz Megjegyzés: Szilikát, vagy aluminát alapú agyag ásványok nélkül ez a folyamat nem jön létre. (pl.: homokos, vagy homoklisztes talajok).

A végbemenő folyamat: Puccolán Reakció [C-S-H and C-A-H] 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 Kálcium hidroxid A puccolán reakcióból származó cementes anyag [C-S-H and C-A-H] CA (OH ) 2 Agyag szemcsék 3

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.

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

A meszes stabilizálás eredményei: Azonnali hatás a plaszticitásra és a megmunkálhatóságra PI (PI)’ Wn LL PL (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 Kezelés után Kezelés előtt Folyékony tartomány Plasztikus tartomány Szilárd tartomány Növekvő víztartalom

Most pedig lássuk a leírt folyamatok eredményét! 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!

A teherbírás növekedése a meszes kezelés hatására: A meszes stabilizálás eredményei: CBR változásai a víztartalom függvényében 70 60 40 30 20 15 10 9 8 4 3 2 W % 0 12 14 16 18 20 KEZELETLEN 0.5 % MÉSZ 3% MÉSZ CBR % A teherbírás növekedése a meszes kezelés hatására: 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.

A meszes stabilizálás eredményei: A réteg vízellenálló képességgel rendelkezik:

Lecsökkenti a nedvességre való érzékenységet Stabilizálatlan altalaj Magas talajvízszint Stabilizált altalaj Meszes stabilizáció után: Radikálisan lecsökkenti a talaj nedvességre való érzékenységét Megvédi a kapilláris nedvességtől a felette levő réteget Még nedvesség hatása alatt is megtartja a kezelt réteg a teherbíró képességét. Nedvesség által átjárható réteg: Megnövekedett talajvízszint , vagy kapillaritás miatt Teherbírás csökkenést, illetve duzzadást/ zsugorodást okoz. Objective of cement stabilization is to make the base relatively impermeable. The granular base at left, when saturated, becomes very weak and unstable. If something goes wrong, and the stabilized base at right becomes saturated, it still will be stable because the particles are bound.

A kezeletlen agyag talajok viselkedése Az agyag aktuális víztartalmának függvényében: duzzad, vagy zsugorodik… Nem véletlen, hogy beépítésre –kezeletlenül- alkalmatlan talajfajta.

Duzzadás vizsgálat Hozzáadott mész: 28,92% 0,50% 0,25% 0,00% 0% 2% 3% 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 Megváltozott térfogat (mm3) 113908 88799 88578 Fajlagos térfogat változás 28,92% 0,50% 0,25% 0,00%

CBR változása az idő függvényében Mennyi meszet adjunk a talajhoz? CBR változása az idő függvényében Teherbírás CBR % 10 20 30 40 50 60 0% 2% 4% 6% Hozzáadott mész mennyiség (%) azonnali hatás 7 nap 14 nap 28 nap

Mésszel stabilizálható frakció A stabilizálás lehetősége a talaj szemszerkezetének függvényében % 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,5 0,1 0,05 0,02 0,01 0,002 0,0002 HOMOK ISZAP AGYAG Mész + pernye/ kohósalak keverékével; hidraulikus kötőanyaggal stabilizálható Mésszel stabilizálható frakció

A mésszel kezelt réteg szilárdságának változása “Öngyógyító hatás” A kezelt réteg szilárdsága 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.

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

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 egyál-talán nem képződik; A folyamatos kivitelezhetőségnek köszönhetően úgy takarít meg időt, hogy a kiváló minőség elérése nem megy a környezet rová-sára!

97% -kal kisebb szállítási igény! Gazdaságos megoldás A kivitelezés időigénye - szállítási igény meghatározása 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 = 8.000 to Összes anyagszállítás = 15.600 to Összes szállítási igény ( 15 to/tgk.) = 1.040 Tgk. A. Talajcsere: Mész hozzáadagolás (kb. 5 %) 0,4 m x 10.000 m2 x 2,0 to / m3 x 0,05 = 400 to Összes szállítási igény ( 15 to/tgk.) = 27 Tgk. B. Talajstabilizálás: 97% -kal kisebb szállítási igény!

77% -kal rövidebb kivitelezési idő! Gazdaságos megoldás A kivitelezés időigénye – átfutási idő összehasonlítása Talaj kitermelése ( 2 db nagyteljesítményű kotró ) = 5 nap Talaj visszaterítése, tömörítése = 4 nap Összes átfutás = 9 nap A. Talajcsere: Stabilizációs réteg építése komplett (5000 m2/nap) = 2 nap Összes átfutás = 2 nap B. Talajstabilizálás: 77% -kal rövidebb kivitelezési idő!

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

Mikor használjuk: Sártenger

Tömöríthetetlen talaj Mikor használjuk: Tömöríthetetlen talaj

Nehezen tartható határidő Mikor használjuk: Nehezen tartható határidő

És használjuk akkor is: Ha az agyag aktuálisan éppen száraz!

Akkor is ha száraz az agyagtalaj: Autóút építése Ghánában

Meszes talajstabilizálással készült referenciák Autóút építése Ghánában

Meszes talajstabilizálással készült referenciák Autóút építése Ghánában

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

Meszes talajstabilizálással készült referenciák képekben Polgár – közműárok töltő- anyagának stabilizációja mésszel

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

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

Meszes talajstabilizálással készült referenciák képekben Gyártó csarnok altalaja meszes talajstabilizációelőtt Tatabányán

Meszes talajstabilizálással készült referenciák képekben Gyártó csarnok altalaja meszes talajstabilizáció után Tatabányán

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

A talajstabilizációval helyreállított gát

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

Hvězda tó gátja talajstabilizálás előtt, közben, és…

… utána.

Árvízvédelmi gát építése Hradec Králové-nál

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

Mert…

...a dolgok változnak…