CZ2010855A3 - Cementové kompozity odolné kyselinám a vysokým teplotám a zpusob jejich výroby - Google Patents

Abstract

Popisují se procesy výroby cementových kompozitu odolných kyselinám a vysokým teplotám, ve kterých je základní hmota tj. pojivo, tvorena samotným alkalicky aktivovaným popílkem trídy F, popílkem trídy F v kombinaci s rozmelnenou struskou ci struskou samotnou. Popílek trídy F - podle oznacení ASTM a/nebo popílek s nízkým obsahem oxidu vápenatého, vytvárí méne kvalitní alkalicky aktivované cementové systémy. Na druhou stranu vede neprítomnost oxidu vápenatého k velmi vysoké odolnosti vuci stredne a vysoce koncentrovaným anorganickým i organickým kyselinám. Vysoké pevnosti a nízké propustnosti cementových systému s cistým popílkem trídy F je dosaženo použitím nezhuštených kremicitých úletu a amorfního oxidu kremicitého získaných jako vedlejší produkty pri výrobe ferosilicia, vysráženými nanocásticemi oxidu kremicitého z rozpustných kremicitanu a nanocásticemi kremicitých úletu, vytvorenými pri spalování chloridu kremicitého v proudu vodíku.

Description

Cementové kompozity odoiné kyselinám a vysokým teplotám a způsob jejich výroby

Oblast vynálezu

Vynález se týká cementových kompozitů odolných kyselinám a vysokým teplotám a způsobu jejich výroby.

Dosavadní stav techniky

Alkalické cementy představují kategorii anorganických pojiv, ve kterých je alkalická složka prvkem vytvářejícím strukturu. Tato třída se liší od tradičních cementů, například portlandského cementu, hlinitanu vápenatého, struskových cementů a dalších, ve kterých alkalické složky působí jako katalyzátory hydratační reakce. Do třídy alkalických cementů patří směsi alkálií, sloučeniny první skupiny periodické tabulky prvků a hlinitokřemičitany přírodního i umělého původu. Moderní výzkum této třídy cementů pravděpodobně zahájil Pardon (1940), který popsal alkalickou aktivaci vysokopecní strusky. Značný objem práce na alkalické aktivaci byl vykonán v Rusku již v roce 1957. Gluchovskij (1967) zavedl tzv. pojivá cementové stabilizace a betony se zeminou a křemičitanem. Alkalicky aktivované cementy jsou známy i pod dalšími názvy: Alkalicky aktivované cementy Narang & Chopra, 1983; SKJ pojivo (Lu Changgo, 1991), F-cementy (Forss 1983), bezsádrový cement (Odler, Skalný a Branauer, 1993) a geocementy (Krivenko & Skurcinskaja, 1991).

V roce 1973 si Davidovič zaregistroval první patent na hlinitokřemičitanový cement. Výroba těchto cementů zahrnovala následující kroky: smíchání kaolinitu, vápence, dolomitu; žíhání této směsi a přidání alkalických sloučenin. Během tohoto procesu se kaolinit přemění na metakaolinit (AI2O3.2S1O2), čímž získá pucolánové vlastnosti, zatímco uhličitan vápenatý a hořečnatý vytvoří

-2oxidy vápníku a hořčíku. Přidáním hydroxidu sodného nebo draselného se spustí chemická reakce s oxidy polykřemičitanu a hiinitokřemičitanu za tvorby produktů hydratace zastupovaných analcimu (AISi₂O₆-H₂O) a hydrosodalitu ( Na₈ [AISiO₄].8H₂O ). Některé tyto produkty jsou známé pod obchodními názvy: Geopolycem, Geopymite atd. pod všeobecným názvem „geopolymery.

Krivenko (1997) navrhl klasifikaci alkalicky aktivovaných cementů na základě „hraničních charakteristických vlastností produktů hydratace a tvrzení: alkalické hydro-hlinitokřemičitany systému R₂O-AI₂O₃-SiO₂-H₂O a hydrokřemičitany alkalických zemin. V rámci těchto „hranic existuje mnoho různých směsí cementů. (R2O představuje Na₂O, K₂O, Li₂O).

Cementová pojivá popsaná v této přihlášce jsou zastoupena především první skupinou alkalických hydro-hlinitokřemičitanů - jejich složení založené především na popílku třídy F a směsi cementů na základě alkalických hydro-hlinitokřemičitanů v kombinaci s hydrokřemičitany alkalických zemin - jejich složení vychází z popílku třídy F v kombinaci s rozmělněnou struskou.

Odolnosti vůči kyselinám a zejména odolnosti vůči kyselině sírové je dosaženo minimalizací obsahu oxidu vápenatého v alkalicky aktivovaném cementovém pojivu. Bude prokázáno, že nejvyšší odolnosti vůči kyselině sírové se dosáhne při složení založeném na 10 % popílku třídy F. Přidáním rozmělněné strusky do produktu se sníží odolnost vůči kyselině sírové. 100 % rozmělněná struska má vysokou odolnost vůči kyselinám, ale její odolnost vůči kyselině sírové je nižší. Snížení chemické odolnosti vůči kyselině sírové je způsobena tvorbou rozpínavého hiinitokřemičitanu vápníku v podobě ettringitu (CaOMAhOsXSOab 32 H₂O.

Tradiční malty a betony s portlandským cementem vykazují velmi omezenou až téměř žádnou odolnost vůči kyselému prostředí. Například tradiční beton s portlandským cementem s nízkým poměrem vody a cementu asi 0,4 se zcela rozloží v 10 % kyselině sírové do 140 až 160 dnů. Odolnost vůči kyselinám lze mírně zvýšit použitím cementových pojiv na bázi hlinitanu vápenatého místo křemičitanu vápenatého - portlandský cement. Malty a betony na základě

-3křemičitanu sodného nebo draselného představují další skupinu materiálů odolných kyselinám, ve kterém je pojící složkou křemičitan s oxidem křemičitým, např. křemenný písek nebo hrubé křemenné kamenivo. Hlavní nevýhodou těchto malt a betonu je jejich vysoká citlivost na vlhkost či zředěné kyseliny, takže je jejich odolnost vůči kyselinám, a tedy všeobecné použití, omezené. Další skupinu materiálů představují keramické dlaždice nebo cihly odolné kyselinám, které mají velmi vysokou odolnost vůči téměř všem koncentracím kyselin, a používají se tedy pro betonové podlahy či nádrže jako ochranná vrstva před kyselinou. Keramické dlaždice a cihly se ale vyrábějí v malých velikostech, což vede k větší ploše spojů a velké potřebě lepidel pro připojení k betonu a oceli. Malta pro spoje a spojovací lepidla jsou obvykle z malty na bázi křemičitanu sodného nebo draselného, což s sebou nese závažné nevýhody uvedené výše. Proto je odolnost keramických dlaždic a cihel vůči kyselinám do značné míry narušena relativně špatnou odolností křemičitanových malt vůči vlhkosti a zředěným kyselinám. Kyseliny prostupují spoji, což má za následek narušení ochranného systému dlaždice/cihly a jeho napojení. Další nevýhodou keramických dlaždic nebo cihel je jejich vysoká cena vzhledem k vysokoteplotnímu zpracování pálení, které je nezbytnou součástí výroby keramických materiálů. Další skupinou materiálů používaných jako ochranné vrstvy pro ocel a beton v kyselém prostředí jsou vinylester, novolak, zvláštní fenolové pryskyřice a jiné pryskyřice, ale i pryže, například akrylonitrilová pryž. Hlavní nevýhodou těchto materiálů je jejich omezená odolnost vůči vysokým teplotám a značně odlišný koeficient roztažnosti a smršťování oproti oceli a betonu. Tento rozdíl i při mírně zvýšených teplotách má za následek narušení spojů polymerních materiálů. Materiály na bázi polymerů nedýchají, jejich propustnost vodních par je téměř nulová a tyto materiály působí jako parní bariéry. Při použití na betonu se polymerní materiály s nízkou prostupností vodních par rozpojují kvůli vlhkosti, která často v podkladovém betonu převládá. Stejně tak zapříčiňuje i velmi malé množství, molekulová vrstva vody na povrchu oceli nebo betonu způsobená kondenzací vodních par na povrchu vážné problémy se spojováním polymerních materiálů. Navíc je cena těchto materiálů velmi vysoká a jejich použití na ocel či beton velmi složité a náročné na přípravu povrchu, relativní vlhkost a obsah vlhkosti, např. kondenzovaná vrstva, na ocelovém nebo betonovém povrchu. Současná literatura o patentech a další zdroje popisují vyšší odolnost

-4alkalicky aktivovaných cementů vůči kyselinám oproti tradičnímu portlandskému cementu s velmi nízkou odolnosti tohoto typu, jako jsou hyd ro kře míči lany alkalických zemin, avšak níže uvedené patenty nerozlišují mezi odolností vůči kyselinám obecně a rozdílem mezi odolností kompozitů popílku třídy F a popílku třídy C. Předkládané cementové kompozity nemají nevýhody výše uvedených materiálů. Odolnost vůči kyselinám je stejná jako u keramických dlaždic a cihel vysokou odolností. Jelikož lze tyto materiály používat jako maltu nebo beton, je možné je aplikovat bez spojů, čímž se zamezí hlavní nevýhodě keramických dlaždic a cihel. I v případě jejich prefabrikace do cihel a dlaždic odolným kyselinám lze tytéž cementové kompozity použít i jako spojovací a lepicí materiál, který má stejnou odolnost vůči kyselinám a vlhku. Přítomnost alkalicky aktivovaného popílku třídy F samotného nebo v kombinaci se struskou zajišťuje mimořádnou odolnost vůči vodě a zředěné kyselině, ale i vůči kyselinám o vysoké koncentraci ve srovnání s tradičními pojivý na bázi křemičitanu sodného a draselného. Tepelná roztažnost a smršťování předkládaných cementových produktů je velmi podobná betonu a oceli, takže nedojde k problémům s rozpojováním způsobeným pohyby vyvolanými různou teplotou na spoji podkladové vrstvy a ochranného materiálu. Předkládané kompozity „dýchají a zajišťují podobnou propustnost vodních par jako malty a beton z portlandského cementu. Tím je zamezeno problémům s narušováním spojů jako u polymernich materiálů. Popisované kompozity se také velmi dobře pojí na beton a ocel i v případě, kdy je podkladová vrstva vlhká, a lze je používat ve velmi vlhkých prostředích. Velmi důležitou charakteristikou předkládaných cementových kompozitů je jejich vysoká teplotní odolnost. I při běžné hustotě asi 2,2 g/cm³ budou dlouhodobě odolávat teplotám až 800 °C, což značně převyšuje odolnost polymernich materiálů. Velmi důležitou vlastností těchto materiálů je kombinace výše uvedených vlastností, konkrétně odolnosti vůči kyselinám a vysokým teplotám, propustnosti při použití na betonu, teplotní kompatibility s betonovými a ocelovými podklady, necitlivosti na povrchovou či atmosférickou vlhkost při použití a vysoké pojivosti k ocelovým a betonovým povrchům i za těchto podmínek. Velmi důležitou výhodou je nízká cena ve srovnání se všemi uvedenými materiály odolnými kyselinám. Předkládané cementové kompozity se snadno vyrábějí a používají přímo na staveništích i při odlévání a prefabrikaci.

-5Malty a beton z portlandského cementu jsou neorganické, nehořlavé materiály. Avšak při teplotě nad 100 °C voda při hydrataci postupně z hydrokřerničitanu vápenatého uniká a materiál rychle ztrácí pevnost. Tento proces je relativně pomalý při nižších teplotách mezi 100 a 400 °C, ale při vyšších teplotách prudce zrychluje. Odolnost vůči vysokým teplotám se zlepšuje začleněním lehkých kameniv, například experlitu nebo vermikulitu a jiných anorganických lehkých kameniv. Tyto produkty se používají jako žáruvzdorné materiály v ocelových konstrukcích, ale konstrukční ocel chrání relativně krátce. Odolnost vůči vysokým teplotám se značně vylepší použitím cementu na bázi hlinitanu vápenatého v maltě a betonu. Tento typ cementu se při vyšších teplotách přemění na ekvivalent keramiky a zajišťuje vysokou odolnost vůči teplotám po delší dobu. Lehké cementy z hlinitanu vápenatého jsou sice teoreticky možné, ale jejich použití ve stavebnictví a průmyslu je neznámé. Tepelně izolační vlastnosti tj. snížení přenosu tepla, portlandského nebo hlinitovápenatého cementu jsou velmi omezené, než aby tyto materiály mohly být používány jako tepelná izolace. Mezi anorganické tepelně izolační materiály patří sklo a skelná vata. Některé typy jsou zcela nehořlavé v závislosti a vhodné volbě vláknitého pojivá. Mají velmi dobré tepelně izolační charakteristiky, ale jejich pevnost je zcela minimální. Sklolaminátová izolace se začíná rozpadat při teplotách nad 230 až 250 °C. Izolace z čedičové, nebo-li minerální, vlny má oproti sklolaminátu vyšší tepelnou odolnost, ale při teplotě nad 700 až 850 °C se rozpadne. Další nevýhodou je citlivost na vodu, vysoké vstřebávání vody a nízká odolnost vůči přímému ohni. Minerální vlákno, i čedičové vlákno, se rychle taví a izolační vláknitý materiál se při kontaktu s otevřeným ohněm rozpadá. Dalším nehořlavým tepelně izolačním materiálem je pěnové sklo. Tento materiál je často používán jako tepelná izolace díky jeho velmi dobrým teplotě izolačním charakteristikám a odpovídající pevnosti, ale při teplotách okolo 430 “C začíná měknout a rozpadat se a stejně jako v případě sklolaminátu a minerální vlny neodolá otevřenému ohni. Pěnové sklo je velmi drahé a musí se používat v podobě prefabrikovaných bloků. Žáruvzdorné hmoty mají vynikající odolnost vůči vysokým teplotám, ale představují velmi špatnou tepelnou izolaci. Také se obvykle používají jako prefabrikované bloky nebo cihly. Zvláštní skupinu představují vysoce výkonné lehké keramické materiály používané v letectví. Mají dobrou

-6odolnost vůči vysokým teplotám, vysoké tepelně izolační vlastnosti a jsou lehké. Tyto materiály I ť Λ i i I t m I m i r·^ k* λ «% ΪλΪΙαΙ* αμιΧϊ-*-· I λ λ ·μ λ ** * * ___. I. — j- i i_ / . _ ο ι v* * jjwm un- w.....Mi QHC α jcji^l i pvu£.ni JC vmetenu lid UVHI dlIU I dKCLUpidllU d pUUUUFie ZpUSQDy UZIII. Tato přihláška popisuje několik typů lehkých materiálů na bázi alkalicky aktivovaného popílku třídy F a směsí popílku třídy F s rozmělněným struskovým pojivém. Je zde popsáno několik typů, které lze rozdělit podle hustoty do dvou hlavních skupin. První skupinu představují cementové kompozity, které využívají lehká kameniva, jako například cenosféry - lehká frakce popílku, nebo jiná lehká, vysoce účinná kameniva, například porézní skleněná zrnka. Typická hustota těchto materiálů se pohybuje mezi 2,1 g/cm³ až 1 g/cm³. Hustoty mezi 2,2 g/cm³ až asi 0,2 g/cm³ je dosaženo několika způsoby popsanými v přihlášce:

a. Zpěnění produktu při míchání pomocí povrchově aktivních činidel

b. Smísení predtvarované pěny s pojivém

c. Tvorba plynu

Produkty využívající lehká kameniva jsou lehčí než běžný beton nebo malta a jejich tepelná odolnost přesahuje 800 “C. Pevnost v tlaku při konkrétní měrné hustotě se nesníží ani působením vysokých teplot, jak je tomu v případě portlandského cementu, minerální vlny či tvářeného skla. Pevnost se dále zvýší přetrvávající chemickou reakcí pojivá. Díky použití predtvarované pěny lze získat velmi lehké kompozity s dobrými tepelně izolačními charakteristikami. Materiály mají velmi vysokou odolnost vůči otevřenému ohni, např. propanovému hořáku, jehož teplota dosahuje asi 1300 °C. Při delším působení otevřeného ohně z propanového hořáku materiály zrudnou, ale nedojde k jejich tavení, rozkladu ani proboření, které je běžné v případě skla, minerální vlny či pěnového skla.

Velmi důležitou vlastností těchto materiálů je skutečnost, že jejich využití není omezeno na výrobu prefabrikovaných bloků či desek, jak je tomu u výše popsaných materiálů. V tekuté formě mohou být vstřiknuty do jakékoliv zatěsněné dutiny, ale stejně tak mohou být použity k výrobě bloků i desek.

-7Další charakteristikou těchto materiálů je kombinace odolnosti vůči kyselinám i vysokým + I Z*» f·* I 1¾ j·* ^4 * J 1^1 2* ir< | 4 Λ Á MM* MM ΜΛ » ™ .4> I . . I — A. 2£ X /-Λ 2£ _ „ ____ — . — 1. . - .1' Y . _ . · ** I * v_____»

L^pivrtain a uuuhiuji vuui i\ybClll lai ll μι l vybUKC lepiuiu. vybe pupbdlie UdUILJU maienaiy lemno vlastnostmi nedisponují, s výjimkou žáruvzdorných materiálů a vysoce výkonných keramických kompozitů používaných v letectví.

Důležitým aspektem cementových kompozitů podle této přihlášky je skutečnost, že nemají v podstatě žádný nepříznivý dopad na životní prostředí, protože jejich nejdůležitější součást, pojivo, využívá značné množství odpadních materiálů, konkrétně popílek třídy F a strusku.

Důležitá je i jejich snadná výroba a nízké náklady.

Následuje podrobnější analýza platných patentů týkajících se této přihlášky. Reference obsahuje krátký popis patentu nebo patentové přihlášky. Rovněž jsou uvedeny rozdíly mezi patentem a touto přihláškou.

Gluchovskij a kol., americký patent 4410365. POJIVO. Gluchovskij a kol. popisují anorganické pojivo skládající se z granulované vysokopecní strusky, směsi křemičitanu alkalického kovu a přísady vybrané ze skupiny zahrnující portlandský slínek, síran sodný a síran draselný.

Hlavní produkt obsahuje granulovanou strusku, metakřemičitan sodný a jednu z výše uvedených přísad. Produkty obsažené v tomto patentu mají vysoký obsah oxidu vápenatého a nebudou chemicky odolné středně až vysoce kyselému prostředí.

Škvára a kol., americký patent 5076851. MÍŠENÝ BEZSÁDROVÝ PORTLANDSKÝ CEMENT. Škvára a kol. popisují smíšený bezsádrový portlandský cement s granulovanou struskou nebo popílkem, aktivovaný pomocí uhličitanu alkalického kovu v přítomnosti smáčecího prostředku. Všechny složky jsou rozmělněny.

-8Tento patent je ve východiscích uváděn jako příklad alkalicky aktivovaných smíšených cementů. Popisovaný cementový systém má jen hraniční souvislost s předkládaným vynálezem, protože ve směsi využívá strusku a alkalickou aktivaci. Nedisponuje vysokou odolností vůči kyselinám, protože obsahuje vysoký podíl oxidu vápenatého.

Mallow, americký patent 5352288. LEVNÝ PUCOLÁNOVÝ CEMENT S VYSOKOU POČÁTEČNÍ PEVNOSTÍ A ODOLNOSTÍ VŮČI KYSELINÁM. Mallow popisuje cementový produkt, jenž lze míchat s vodou a hydrotermálně zpracovat tak, aby vytvořil produkty odolné kyselinám s vysokou pevností v tlaku, které se skládají především z 1 až 1,5 hmotnostního dílu materiálu s obsahem minimálně 60 % oxidu vápenatého (CaO), 10 až 15 hmotnostních dílů pucolánového materiálu obsahujícího minimálně 30 % hmotnostních amorfního oxidu křemičitého a 0,025 až 0,075 hmotnostních dílů katalyzátoru alkalického kovu, a stavební materiály vyrobené z popsaného kompozitu.

Přítomnost složky oxidu vápenatého (hydroxidu) snižuje odolnost vůči kyselinám, zejména kyselině sírové. Navíc je nutné produkt hydrotermálně ošetřit.

Blaakmeer a kol., americký patent 5482549. CEMENT, ZPŮSOB PŘÍPRAVY TAKOVÉHO CEMENTU A ZPŮSOB VÝROBY PRODUKTŮ Z TĚCHTO CEMENTŮ. Blaakmeer a kol. popisují suchou cementovou směs, která se skládá z rozmělněné vysokopecní strusky s měrným povrchem 500 až 750 m²/kg a rozmělněného popílku s měrným povrchem 500 až 750 m²/kg, ve hmotnostním poměru v rozpětí 20/80 až 70/30, a dále z následujících složek v uvedeném množství, vypočítaném z celkové směsi: minimálně 2 % hmotnostní portlandského slínku a 2 až 12 % hmotnostních křemičitanu sodného jako NazO+SiOj. Při smíchání s vodou se z cementu vytvoří malta nebo beton s vylepšenými pevnostními charakteristikami a dobrou odolností vůči kyselému prostředí.

Tento patent nerozlišuje mezi popílkem třídy C a třídy F. V praxi je důležité minimalizovat obsah oxidu vápenatého ve směsi, aby bylo dosaženo vysoké odolnosti vůči kyselinám, zejména kyselině

-9sírové. Toho se dosáhne v přihlašovaném řešení použitím pouze popílku třídy F a minimalizací strusky, protože struska obsahuje značné množství oxidu vápenatého.

Liskowitz a kol., americký patent 5772752. BETON A MALTA ODOLNÁ SULFÁTŮM A KYSELINÁM. Liskowitz a kol. popisují beton, maltu a jiné tvrditelné směsi obsahující cement a popílek pro použití ve stavebnictví a jiných odvětvích, kdy tyto tvrditelné směsi disponují značnou odolností vůči kyselinám a sulfátům a současně mají přípustnou pevnost v tahu. Tvrditelné směsi odolné kyselinám a sulfátům podle vynálezu, obsahující popílek, se skládají z cementujících materiálů a jemného kameniva. Cementující materiály mohou obsahovat popílek i cement. Jemné kamenivo může představovat popílek i nebo písek. Celkové množství popílku v tvrditelné směsi se pohybuje mezi 60 % a 100 % hmotnostních celkového množství cementu bez ohledu na to, zda je popílek obsažen jako cementující materiál, jemné kamenivo nebo přísada, popř. jejich kombinace. V konkrétních případech měla malta obsahující 50 % popílku a 50 % cementu v cementujících materiálech velmi dobrou odolnost vůči korozi.

Tento patent popisuje produkty s vysokým podílem oxidu vápenatého, kdy využívá 50 % portlandského cementu a blíže neurčený popílek, které mohou také zahrnovat vysoký podíl oxidu vápenatého - hydroxidu.

Shi, americký patent 6749679. PRODUKT Z MATERIÁLŮ PRO VÝROBU CEMENTU A BETONU ODOLNÝCH KYSELINÁM A ZPŮSOB JEHO VÝROBY. Shi popisuje cementový produkt odolný kyselinám, který obsahuje tekutý alkalický křemičitan, tvrdidlo z křemenného skla, materiál obsahující vápenec a inertní plnivo. Kromě toho patent popisuje stavební materiály vyrobené z těchto produktů a způsob výroby těchto stavebních materiálů. Tekutý alkalický křemičitan může představovat křemičitan sodný nebo draselný. Tvrdidlo z křemenného skla může představovat prášek ze sodnovápenatého skla nebo uhelný popílek. Materiál obsahující vápenec představuje materiál obsahující přes 20 % vápence a může jej tvořit nehašené vápno, Hašené vápno,

-10portlandský cement vysokopecní struska nebo ocelová struska. Mezi inertní plniva patří A 1Λ i L X λ ·*** w «b * Jb I -* — μ I - —i — — —-. ΐ I _ _ _ / _ t— — * luíiiicniciiy MCIIICII, ι uu i icii iei id KCl dllHKd d/íieuu jih

Tento patent také zahrnuje vysoké množství oxidu vápenatého - hydroxidu, obsaženého ve vápenci, nehašeném i hašeném vápnu, portlandském cementu i vysokopecní strusce. Tím se snižuje odolnost vůči kyselinám, zejména odolnost vůči kyselině sírové.

Timmons, americký Patent 7,442,248. CEMENTUJÍCÍ PRODUKT. Timmons uvádí pucolány ve směsích s portlandským cementem pro zvýšení jejich účinnosti. Patent neuvádí ani neodkazuje na odolnost těchto produktů vůči kyselinám či vysokým teplotám. Cenosféry z dutého skla jsou v tomto patentu použity jako lehké plnivo vedle dalších typů, například polymerních mikrosfér, vermikulitu, experlitu, lehčeného polystyrenu, expandované břidlice nebo jílu, syntetického lehkého kameniva a jejich kombinace.

Škvára, Allahverdi, český patent 291 443. GEOPOLYMERNÍ POJIVO. Patent popisuje geopolymerní pojivo obsahující 35,01 až 93,9 % popílku; 0 až 40 % portlandského cementu nebo strusky, 5 až 15 % křemičitanu sodného nebo draselného s poměrem SiO2/Na₂O (nebo K₂0) 5 až 15 % a 1,1 až 9,9 % hliníkové směsi, obsahující minimálně 35 % ekvivalentu AI₂O₃.

Tento patent obsahuje portlandský cement a strusku. Obě tyto složky snižují chemickou odolnost vůči kyselému prostředí. Přihláška uvádí, že vyšší pevnosti lze dosáhnout pouze pomocí popílku obsahujícího vyšší množství oxidu vápenatého, což naznačuje, že použitý popílek obsahuje vysoký podíl oxidu vápenatého, čímž se snižuje odolnost vůči kyselinám, jak je uvedeno.

Škvára & Kaštánek, český patent 292875. GEOPOLYMERNÍ POJIVO NA BÁZI POPÍLKU. Patent nerozlišuje mezi popílkem třídy F a C a zahrnuje směsi obsahující vápník, například uhličitan vápenatý, anhydrit síranu vápenatého a dihydrát síran vápenatý dihydrát a mnoho dalších směsí obsahujících vápník.

-11Smcsi obsahujíc· vápník, například pupíkk třídy C a všechny ostatní vápenaté směsi uvedené v patentu, snižují odolnost vůči kyselinám, především kyselině sírové.

Svoboda a kol., česká patentová přihláška 2004-536. BETON S POPÍLKEM A POSTUP JEHO PŘÍPRAVY GEOPOLYMERNÍ REAKCÍ AKTIVOVANÉHO POPÍLKU A JEHO VYUŽITÍ. Přihláška neuvádí klasifikaci popílku s ohledem na vápenaté směsi v něm obsažené. Dále zahrnuje přídavek strusky a vápenatých směsí, ale i hydroxidu hlinitého jako zpomalovače tuhnutí.

Nutnost použití zpomalovače tuhnutí ukazuje, že patent popisuje pojivo s aktivovaným popílkem s relativně vysokým obsahem materiálu obsahujícího vápník, jehož přítomnost snižuje odolnost produktu vůči kyselinám, jak je uvedeno v této přihlášce.

Šulc R. a kol., česká patentová přihláška, 2007-269. BETON NA BÁZI POPÍLKU. Patent popisuje beton na bázi popílku bez použití portlandského cementu. Stejně jako u českého patentu 291 443 ale popisuje pojivá s relativně vysokým podílem oxidu vápenatého.

Patent uvádí, že je výhodné používat popílek s obsahem oxidu vápenatého vyšším než 8 %. Patent však neobsahuje informace o obsahu oxidu vápenatého použitého v uvedených příkladech, ale využití hydroxidu hlinitého jako zpomalovače prvotního rychlého tuhnutí ukazuje na vysoký podíl oxidu vápenatého v popílku. Kromě toho i vysoká pevnost v tlaku dosažená u příkladných směsí uvedených v patentu poukazuje na použití relativně vysokého množství oxidu vápenatého v popílku.

Mallow, americký Patent 4030939. CEMENTOVÝ PRODUKT. Mallow popisuje cementový produkt obsahující směs hydratovaného práškového křemičitanu sušeného rozprašováním, činidla pro tvorbu polymeru křemičitanu a vody. Výsledný anorganický cement s polymerem křemičitanu je schopen odolat trvalému působení vysokých teplot bez ztráty požadovaných mechanických

-12vlastností a má vysokou pevnost adheze i v tlaku, společně s rychlým tvrzením při pokojové Ί I ΖΛ I “ zJ 4·»·^· Ib w z» mm» * J»*^ JL — Í —i I- . — iki—I_— * I J I I I Z Zr V / ic^iuic. uu nej pnuoi m ennuic piinvu. iMdviL iíc piiudi i uuoriaove neoo naiogenove rixacni činidlo, aby výsledný cement odolával vysokým teplotám.

Patent bez vysvětlení uvádí, že suchý prášek křemičitanu sodného zajišťuje vysokou úroveň zkapalnění, která má za následek malou potřebu vody pro vytvoření slévatelných směsí. Příklady ukazují vysokou tepelnou odolnost až 804 C. Chemická odolnost materiálů uvedených v příkladech ale není stanovena. Vysoká tepelná odolnost materiálů popisovaných v patentu je způsobena polymerizací křemičitanu díky přítomnosti fluosilikátu sodného nebo draselného. Tento patent není založen na popílku třídy F nebo kombinaci popílku třídy F se struskou; ktéto přihlášce se vztahuje pouze okrajově a je uváděn jako reference, protože využívá křemičitan draselný a sodný v cementovém produktu s vysokou tepelnou odolností.

Ivanov a kol., americký patent 4035545. PORÉZNÍ KONSTRUKČNÍ MATERIÁL ODOLNÝ TEPLU. Ivanov popisuje materiál obsahující 50 až 75 % obj. mikrosfér oxidů s vysokým bodem tavení, spečených přímo dohromady. Průměr uvedených mikrosfér se pohybuje mezi 10 a 200 mp. Průměr kontaktu uvedených spékaných mikrosfér činí 0,2 až 0,5 uvedeného průměru mikrosfér. Předkládaný vynález umožnil zlepšení odolnosti vůči rekrystalizaci, pevnosti a tvářitelnosti uvedeného porézního konstrukčního materiálu s vysokou tepelnou odolností. Materiál vyrobený z mikrosfér ze stabilizovaného oxidu zirkoničitého, 30 až 40 mp v průměru, s průměrem kontaktu ve výši 0,3 průměru mikrosfér a 30 % porézností, tedy dosahuje pevnosti v tlaku 6000 kg/cm², pevnosti v tahu 500 kg/cm² a délkového prodloužení 0,01 při pokojové teplotě, což představuje 5 až 10-násobný nárůst oproti odpovídajícím charakteristikám známých granulovaných materiálů podobného složení.

Mikrosféry uvedené v tomto patentu nejsou „cenosféry a postup použitý k výrobě tohoto kompozitu je spékání za tepla, ne alkalická aktivace ve vodních směsích.

-13Laney a kol. v americkém patentu 5244,726. POKROČILÉ GEOPOLYMERNÍ KOMPOZITY. Laney rtrt rtí ři lín r· n m η X n «· L· « mm _m .. .J .. 1 —..... — i..< j I _ a. J i r .

_KV_KIJMJL· jamviviuiicmy pciiuvy ^uιιιμu£lL vuviliy vybU^yill LepiULdHL 4άΚΙϋΰΠΓ ΠΓΠΟίΰ Π3 DdZI křemičitanů alkalických kovů bez chemické vody má v sobě rozptýlené anorganické částice, organické částice nebo směs anorganických a organických částic a je vytvořena při okolní teplotě aktivací křemičitanů vodného, provzdušněného gelu obsahujícího křemičitany pro tvorbu základní hmoty, částice, popílek, povrchově aktivní činidla, činidlo pro snížení pH a ústojné činidlo.

Patent je založen na geopolymerní základní hmotě s kaolinitovým jílem, aktivované křemičitany alkalických kovů. Pro podporu zapracování různých plniv, například zrn z lehčeného polystyrenu a polymemích vláken, jsou použity smáčecí prostředky. Tento vynález využívá jako zahušťovadla popílek bez konkrétního popisu. Při vysokých teplotách se zrna z lehčeného polystyrenu nebo polymerní vlákna taví a odpařují, aniž by došlo ke snížení tepelně izolačních charakteristik kompozitu. Patent se nezabývá alkalickou aktivací popílku třídy F nebo strusky a jejich kombinací, jak uvádí předkládaná přihláška, takže je tento patent zmiňován pouze jako okrajová reference.

Barlet-Gouedard a kol., americký patent 7449061. VYSOKOTEPLOTNÍ CEMENTY. Barlet-Guedard popisuje vysokoteplotní cementové kaše na bázi portlandského cementu. Kaše mají být používány při teplotách od 250 do 900 “C. Vysoké tepelné odolnosti je dosaženo přísadami obsahujícími oxidy křemíku, vápníku a kysličníku hlinitého, takže minerální složení leží v trojúhelníku xonotlitu / wollastonitu, grosularu, anthoritu a křemenu fázového diagramu kysličníku hlinitého, vápníku a křemičitanů. Přidáním plniv odolných vysokým teplotám, oxidů železa a hořčíku a cenosfér se dále vylepší tepelná odolnost. Patent také poukazuje na použití zhušťování částic pro tok kaše a její tuhnutí. Hlavní funkcí cenosfér je uvolňovat vnitřní tlak vytvářený vodními výpary uvolňovanými z hydratovaných křemičitanů vápenatých při vyšších teplotách.

Patent je založen na použití portlandského cementu, což vede k nízké odolnosti popisovaných produktů vůči kyselinám.

-14D -1 fl λΊ ΛΙ I rtfj f fj LaI λ μ» μ αΚι' .&Λ X ΤΑ ΓΛΛ4 Λ ΛΓ»ΙΤΛΙ ir η A Λ * 1 » J t η » uui ILL uuucuai VI a ^i₇ aillCliChy P air I II /^SUIX LLIVItNIUVC KKUUUM T KKU

VYSOKOTEPLOTNÍ POUŽITÍ. V tomto patentu Barlet-Guedard dále rozvádí americký patent 7449061 dalšími přísadami na bázi kysličníku hlinitého a modifikátorů křemičitanových oxidů.

Platí stejný argument jako výše o nízké odolnosti produktů na bázi portlandského cementu vůči kyselinám.

Tobin, americký patent 4016229. KERAMICKÝ PĚNOVÝ MATERIÁL TYPU S UZAVŘENOU BUNĚČNOU STRUKTUROU. Tobin prosazuje používání cenosfér -skleněných mikro-balónků a cenosfér popílku, pro tvorbu keramické pěny s uzavřenou buněčnou strukturou aplikací tepla. Pálení probíhá při teplotě začínající na 93 až 315 °C po dobu 6 až 8 hodin, a poté zahřáním cenosfér z asi 1354 až 1650 °C po dobu 0,25 až 1,5 hodiny. Při vysoké teplotě se cenosféry spečou do lehké hmoty s hustotou asi 0,49 g/cm³. Kromě toho se Tobin zmiňuje o použití dočasného organického pojívá pro tvorbu cenosfér předem stanoveného tvaru ještě před spékáním.

Tento patent vychází ze spékání cenosfér při vysokých teplotách. Patent nevyužívá jako pojivá alkalicky aktivovaného popílku ani strusky.

Anshits a kol., americký patent 6444162 a 6667261. KRYSTALICKÝ PORÉZNÍ MATERIÁL S OTEVŘENOU BUNĚČNOU STRUKTUROU. Anshits popisuje skleněný krystalický materiál s otevřenou buněčnou strukturou z dutých mikrosfér získaných z popílku. Cenosféry jsou tvářeny a nahromaděny spékáním s pojivém při teplotě pod teplotou měknutí cenosfér, popř. bez pojivá při teplotě okolo bodu měknutí nebo nad ním, avšak pod bodem tavení. Jako pojivo autoři uvádějí tekuté sklo a vodu jako smáčecí prostředek, bez dalšího popisu typu tekutého skla. Směs se suší při teplotě 160 °C po dobu dvou hodin a je spékána při teplotě nad 800 °C po dobu 0,5 až 1,0 hodin. Při druhém způsobu se cenosféry spékají při teplotě 1000 až 1000 ^qC. Patent využívá dvou typů cenosfér - perforovaných a neperforovaných. Perforace je popsána jako leptání

-15mikrosfér kyselinou solnou nebo fluorovodíkovou či fluoridovými sloučeninami, které vytvářejí < aa · Πα·>Χα·ά« «η» Λ U *** ZL· — - — —. — . if . '1.'.* *· · * * * ι

........................... „rci iviuvaiic 11ΙΙΛ1U5ICl y sc puuiIVdjl μΐυ SpCKdOl při nizsicn teplotách, neperforované při vyšších teplotách. Údaje o chemické odolnosti jsou uvedeny pouze pro kyselinu dusičnou ve 3, 6, 9 a 12-molárním roztoku při teplotách 20, 40 a 60 °C. Materiál v tomto rozsahu koncentrací kyseliny dusičné projevoval úbytek hmotnosti nižší než 1 %. Uváděná hustota je 0,3 až 0,6 g/cm³ a pevnost v tlaku 1,2 až 3,5 MPa. Porézní materiál dle tohoto vynálezu má vlastnosti použitelné jako porézní základní hmota pro imobilizaci kapalného radioaktivního odpadu, ohnivzdorné lapače a filtry, podpěry pro katalyzátory, adsorpční látky a iontoměniče.

Tento patent vychází ze spékání cenosfér při vysokých teplotách. Patent nevyužívá jako pojivá alkalicky aktivovaného popílku ani strusky.

Godeke, americký patent 6805737. LEHKÁ TVÁŘENÁ HMOTA, ZPŮSOB JEJÍ VÝROBY A POUŽITÍ. Godeke popisuje lehké materiály z lehkého plniva a doplňkového spékacího prostředku. Lehké plnivo je vybráno ze skupiny materiálů zahrnujících lehčené sklo, odpadní sklo a jejich směsi. Jako spékací prostředek využívá přihlášená směs křemičité roztoky. Lisované materiály se vyrábějí smícháním surovin, odlitím a spékáním při teplotě od 400 do 1000 °C po dobu 0,1 až 5 hod. Typická hustota spékaných produktů se pohybuje mezi 150 a 750 kg/m³. Pevnost v tlaku dosahuje 0,1 N/mm² až 15 N.mm² podle hustoty.

Godeke použil jako pojivo pro lehké plnivo křemičitan alkalického kovu a spékání při vysoké teplotě. Předkládaná přihláška využívá alkalicky aktivovaná pojivá bez spékání, pouze při zvýšené teplotě - tvrzení v páře o teplotě 80 až 100 °C.

Timmons, americký Patent 7442248. CEMENTUJÍCÍ PRODUKT. Timmons představuje cementující produkty z pucolánových materiálů, kovů alkalických zemin a katalyzátoru, který urychluje reakci

-16mezi pucolánovými materiály a kovy alkalických zemin. Patent popisuje pucolán ve směsích C A m λ ni· λ λ m i ÍaÍiaL* ι* ίϊ ·* κ j mui 11 ν«_» i ivmtm pi w cvyjcin jejími i uvu π iV3kl.

Patent neuvádí ani neodkazuje na odolnost těchto produktů vůči kyselinám či vysokým teplotám. Cenosféry z dutého skla jsou v tomto patentu použity pouze jako lehké plnivo vedle dalších typů, například polymernich mikrosfér, vermikulitu, experlitu, lehčeného polystyrenu, expandované břidlice nebo jílu, syntetického lehkého kameniva a jejich kombinace.

Chatterji a kol., US 7413014. PĚNOVÉ PRODUKTY Z POPÍLKU A ZPŮSOB CEMENTACE. Chatterji přihlašuje způsoby cementace a pěnové cementové produkty s nízkou hustotou. Pěnový cementový produkt s nízkou hustotou podle vynálezu obsahuje popílek třídy C obsahující oxid nebo hydroxid vápenatý, vodu v přítomnosti dostatečném k vytvoření kašovité hmoty, pěnotvorné a stabilizační povrchově aktivní činidlo nebo směs povrchově aktivních činidel v množství, které stačí na snadnější vytvoření pěny a stabilizaci pěnového cementu, a dostatek plynu pro zpěnění cementového produktu.

Tento patent se týká pěnových cementových materiálů bez chemické odolnosti v kyselém prostředí a bez tepelné odolnosti podle předkládané přihlášky. Odolnost vůči kyselinám znemožňuje přítomnost anionú vápníku. Produkty hydratace popílku třídy C a hydroxidu vápenatého mají ještě nižší tepelnou stabilitu než hydratovaná cementová pasta. Předkládaná přihláška nevyužívá popílek třídy C. Naopak používá pouze popílek třídy F nebo popílek třídy F v kombinaci s najemno rozmělněnou struskou.

Dattel, Clinton D., US 6485561 2002. ANORGANICKÝ PĚNOVÝ PRODUKT A POSTUP JEHO VÝROBY. Jsou uvedeny složky a způsoby pro výrobu pěnového betonu s nízkou hustotou, jehož viskozita po přidání urychlovače prudce stoupá, přičemž hustota zůstává prakticky stejná. Mezi vstupní složky patří cement, voda, povrchově aktivní činidlo pro tvorbu pěny a urychlovač, například uhličitan sodný. Urychlovač slouží pro prudké zvýšení viskozity směsi, čímž dojde k zachycení pěny nebo

-17vzduchu v základní hmotě směsi ještě předtím, než může vzduch uniknout. Další provedení vynalezu zahrnuje využití vedlejšího produktu, například popílku, pro další snížení nákladů a výrobu produktu šetrného k životnímu prostředí.

Tato přihláška popisuje modifikovaný portlandský cement nebo portlandský cement s přídavkem popílku. Vynález využívá urychlovače tuhnutí, například uhličitanu sodného nebo bikarbonátu, a neionogenní povrchově aktivní činidlo pro tvorbu pěny při míchání uvedené směsi. Produkt může podle přihlášky obsahovat i písek, cenosféry z křemičitých úletů, vlákna a činidla pro snížení obsahu vody. Výše uvedené produkty vycházejí z portlandského cementu, takže mají jen omezenou odolnost vůči zvýšeným teplotám a nulovou odolnost vůči kyselinám.

Giesemann, Herbert, US 5298068. ANORGANICKÝ PĚNOVÝ PRODUKT A POSTUP JEHO VÝROBY. Anorganický pěnový produkt sestává alespoň z pěny s částečně otevřenou buněčnou strukturou, vyrobené tepelným zpěněním a tuhnutím směsi alkalického vodního skla a plniva ze skupiny oxidu hlinitého, oxidu křemičitého, hlinitanového cementu, drcených kamenů, grafitu a jejich směsí. Je vyroben zahřáním směsi alkalického vodního skla a plniva ze skupiny oxidu hlinitého, oxidu křemičitého, hlinitanového cementu, drcených kamenů, grafitu s nadouvadlem a pokud možno i azodikarbonamidu, při teplotě alespoň 180 °C, ale ideálně 200 až 300 °C. Pěnový produkt má objemovou hustotu v rozmezí 50 až 500 kg/m³, ideálně mezi 50 a 400 kg/m³.

Giesmanův vynález popisuje materiál, ve kterém je jako pojivo alkalický křemičitan, naplněný oxidem hlinitým, oxidem křemičitým. Tento lehký produkt se vytvoří zahřáním směsi alespoň na teplotu 180 °C, při které plyn dusíku vytvářející azosloučeninu vytvoří společně s pojivém buněčnou strukturu. Předkládaný vynález je založen na popílku třídy F nebo popílku třídy F v kombinaci s najemno rozmělněnou struskou, chemicky aktivovanou alkalickým křemičitanem a alkalickými hydroxidy při okolní teplotě nebo při teplotě nepřekračující 80 až 100°C - tvrdnutí v páře.

-18Lukancuk, John S., US 4960621. ZPŮSOB IZOLACE ANORGANICKOU NEHOŘLAVOU PĚNOU. Způsob aplikace anorganické nehořlavé pěny využívající samostatně zabalený křemičitan sodný jako kapalinu a směsfluosilikátu sodného, křemíkového kovu a plniva.

Tento patent vychází ze zpěnění křemičitanu sodného, vyplněného wollastonitem a perlitem, s využitím křemíkového kovu. Křemík působí jako tvářecí činidlo, které při míchání s vysoce alkalickým prostředím křemičitanu sodného produkuje plynný vodík.

Ritzer a kol., US 4504320 popisuje lehký cementový produkt vyztužený sklolaminátem, s hustotou nižší než 85 liber na čtvereční stopu, vysoká pevnost v tahu i v tlaku po tuhnutí, a tedy vhodný pro konstrukční díly, u kterých jsou tyto vlastností vyžadovány. Produkt je tvořen směsí, ve které kamenivo obsahuje prakticky stejné hmotnostní podíly cenosfér z popílku a křemičitých úletů.

Tento produkt je založen na portlandském cementu. Obsahuje vysoké množství cenosfér jako lehkého plniva a nařezaný alkalicky odolný sklolaminát. Jelikož vychází z portlandského cementu, není produkt odolný kyselinám ani vysokým teplotám, stejně jako ostatní směsi s portlandským cementem.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nevýhody jsou do značné míry eliminovány cementovými kompozity s vysokou odolností vůči kyselinám i vysokým teplotám podle tohoto vynálezu. Základní hmotu představují částice popílku třídy F o velikosti od < 1 mikronu až po 150 mikronů a/nebo rozmělněná struska s obsahem asi 30 % hmotnostních oxidu vápenatého, aktivovaného hydroxidem sodným nebo draselným v kombinaci s křemičitany alkalických kovů. Koncentrace hydroxidu draselného nebo sodného se pohybuje mezi 3,0 až 15,0 % hmotnostních z celkové hmotnosti základní hmoty (pojivo), definované jako hmotnost samotného popílku třídy F nebo popílku třídy F v kombinaci

-19s rozmělněnou struskou. Koncentrace tekutého křemíčitanu sodného nebo draselného se pohybuje mez i 3 až 30 % hmotnostních, při použití tekutého křemíčitanu sodného nebo draselného s obsahem 8,9 % Na₂O nebo K₂O a 28,7 % SiO₂, z celkové hmotnosti základní hmoty (pojivo), definované jako hmotnost samotného popílku třídy F nebo popílku třídy F v kombinaci s rozmělněnou struskou. Při použití pevného křemíčitanu sodného nebo draselného se pohybuje typický obsah mezi 1 až 15 % hmotnostních z celkové hmotnosti základní hmoty (pojivo), definované jako hmotnost samotného popílku třídy F nebo popílku třídy F v kombinaci s rozmělněnou struskou. Pevný křemičitan sodný nebo draselný obsahuje 19 % Na₂O nebo K₂O a 61 % SÍO₂.

Výhodou je použití nezhuštěných - zhuštěných křemičitých úletů, amorfního oxidu křemičitého získaného jako vedlejší produkt při výrobě ferosilicia, přičemž obsah křemičitých úletů zhuštěných křemičitých úletů se pohybuje mezi 0 až 30 % hmotnosti základní hmoty - pojivá.

Vysrážené nanočástice oxidu křemičitého z rozpustných křemičitanů a nanočástice křemičitých úletů jsou vytvořeny při spalování chloridu křemičitého v proudu vodíku, zatímco množství křemíku z úletů se pohybuje mezi 0 a 5 % hmotnosti pojivá.

Další složkou kompozitu jsou plniva, protože křemenný písek pro malty a kamenná plniva dají kompozitu hustotu mezi 2,2 g/cm³ až asi 2,45 g/cm³. Obsahuje činidla na bázi polykarboxylátu. Použití hydrofobních částic, jako například sílaném zpracované křemičité úlety nebo jiné hydrofobní částice, obvykle z oxidu křemičitého. Použití matematického modelování, minimalizace volného meziprostoru mezi částicemi (poréznost) při různých rozloženích.

Cementové systémy jsou zahřány na teplotu až 80 až 100 °C při tvrzení v páře. Základní hmota je smíchána se cenosférami nebo jiným lehkým kamenivem ze skupiny perlitu, expandované břidlice nebo jílu. Cenosféry jsou duté keramické mikrosféry a jejich typická hustota se obvykle

-20pohybuje mezi 0,3 až 0,8 g/cm³. Velikost cenosfér se pohybuje mezi 10 a 600 mikrony a cenosféry «U 4- U...: i ff* — — rx n/ ft fx — nn _ * ί r η/ a i λ

UUiOtlUJI UUVyMC JU (Jí UH /0 01^2 O 70 Ml2^3Základní hmota je smíchána s porézními částicemi recyklovaného skla různé velikosti, od 0,1 do 8 mm.

Je stanoveno použití popílku třídy F a různých kombinací popílku třídy F s rozmělněnou vysokopecní struskou, popř. pouze použití rozmělněné strusky. Čím je obsah oxidu vápenatého ve směsi nižší, tím je lepší odolnost vůči kyselinám, konkrétně vůči kyselině sírové. Je-li jako pojivo použit pouze popílek třídy F, je odolnost vůči kyselině sírové nejvyšší. Přidáním strusky s popílkem třídy F se sníží odolnost vůči kyselině sírové. Ale i samotná alkalicky aktivovaná rozmělněná struska obsahující oxid vápenatý je mnohem odolnější vůči kyselinám než klasické kompozity na bázi portlandského cementu.

Přidáním rozmělněné strusky do popílku třídy F je výhodné, i když může do určité míry snížit odolnost vůči kyselině sírové (bude ilustrováno na příkladech). Struska snižuje propustnost kompozitu vůči kyselinami, zvyšuje pevnost a urychluje zpevňování.

Účinného způsobu zvyšování obsahu oxidu hlinitého ve směsi popílku třídy F při zachování velmi nízkého obsahu iontů vápníku v popílku je dosaženo přídavkem páleného křemičitanu hlinitého a/nebo hydroxidu hlinitého.

Cementové pojivo - alkalicky aktivovaný popílek třídy F nebo jeho kombinace s rozmělněnou struskou, popř. samotná rozmělněná struska, disponuje vysokou tepelnou odolností při použití plniva s vysokou měrnou hustotou, např. křemenného písku. Tepelnou odolnost a odvod tepla zvýší a přenos tepla sníží použití výše popsaných lehkých plniv, včetně provzdušněné a předtvarované pěny.

I ahLÓ n-inkni I Γ'ηΐ’ΐΐί mX.'rSAi . knn »4-» _A . — i-_ I _ 4 Λ _ / 3 uuiiixu ^Iinvu Μ IVIινυ JMI4.IL iiicihuu IIIIIVLI IU3L I Id IIVUI lUiy UKUIU X,U £/ LHI *

V případě hustoty nižší než běžná hustota 2,2 g/cm³ sníží vysoká úroveň provzdušnění — tvorby vzduchových buněk při míchání měrnou hustotu na hodnoty okolo 1 g/cm³.

Dalšího snížení měrné hustoty je dosaženo kombinací výše popsané základní hmoty v kašovitém tekutém stavu s předtvarovanou pěnou. Předtvarovaná pěna je vytvořena v pěnovém generátoru, ve kterém se vhodné povrchově aktivní činidlo smíchá s vodou a vzduchem a vytvoří pěnu, která se následně smíchá s kaší.

Rozložení velikosti reaktivních částic a plniv je stanoveno na základě matematického modelu pro zhušťování částic tak, aby bylo dosaženo maximálního zaplnění prostorů mezi částicemi.

Lomovou houževnatost, pevnost vohybu/tahy a praskání při smršťování sušením reguluje zpevnění vlákny.

Reologie směsí je kontrolována anorganickými tixotropními příměsemi, např. bentonitem nebo modifikovanými bentonitovými jíly. Reologii lze upravit tak, aby umožnila automatické vyrovnávání při horizontální aplikaci nebo lití, popř. dostatečnou kohezi pro aplikaci na vertikální povrchy.

Směsi s vysokým obsahem strusky se vyznačují rychlým „falešným tuhnutím. Tuhnutí lze regulovat několika způsoby: pomocí zpomalovačú, jako například kyselina citrónová, citronan sodný, kyselina vinná či vínan sodný, nebo jiných organických kyselých sloučenin. Dalším způsobem regulace tuhnutí je zvýšení množství popílku třídy F ve směsi popílku a strusky. Důležitým způsobem prodloužení použitelnosti směsí je použití pevného křemičitanu sodného místo roztoků.

-22H-¾IΑ ΐή marlnn rmnir rlninL· rtm+A>»i4li» λa« «Χΐ^τ^^ί*· ·· +λ+λ η ϊ· L« IX * mm, MUD. JI_ MMUUtll JIU&CIX IHOLCI (QIU pUUiliyVH V ICIU pi IIHG31C.

Popílek

Popílek je vedlejším produktem spalování uhlí v tepelných elektrárnách. Jedná se o jemné zbytkové částečky odstraněné z odfuků odprašovacím zařízením ještě předtím, než jsou odfuky uvolněny do atmosféry. Částice popílku jsou většinou kulovité, o velikosti mezi <1 mikronem až 150 mikrony. Chemické složení popílku závisí na chemickém složení spalovaného uhlí a zahrnuje křemík, hliník, železo, vápník a hořčík. Popílek získaný spalováním černého pálavého (subbituminous) uhlí obsahuje více vápníku a železa než popílek z kvalitního černého uhlí. V závislosti na typu částic uhlí a rychlosti spalování obsahuje popílek i různou hladinu částic uhlíku. Kanadské sdružení pro normalizaci (CAS) a Americká společnost pro zkoušky materiálů (ASTM) rozdělují popílek do dvou tříd:

• Třída C, obvykle získávaná z lignitu nebo černého pálavého uhlí; a • Třída F, obvykle získávaná z kvalitního Černého uhlí.

Popílek třídy C obsahuje vysokou hladinu vápníku, v důsledku čehož má po přidání vody schopnost samovolného tuhnutí. Popílek třídy F obsahuje jen velmi nízkou hladinu vápníku, takže po přidání vody samovolně netuhne. Ve Francii je popílek rozdělován do tří skupin: křemíkohliníková skupina, která odpovídá zhruba třídě F ASTM, křemíko-vápníková skupina, odpovídající zhruba třídě C ASTM, a sírovo-vápníková skupina, s vysokým obsahem vápníku a síry.

Rozmělněná struska

Struska, nebo rozmělněná vysokopecní struska, je vedlejším produktem výroby surového železa ve vysokých pecích. Součástí vysokopecní strusky se stávají nečistoty obsažené v železné rudě a koksu. Výsledné chemické složení zůstává v jasně definované oblasti fázového diagramu S1O2CaO-Al₂O₃. Z chemického hlediska je složení poměrně konstantní. Strusku lze chladit dvěma

-23způsoby. Lze ji ponechat, aby pomalu zchladla, takže následně krystalizuje především v podobě melititu, pevnem roztoku akermanitu a gehlenitu. V případě takového zchlazení nemá prakticky žádnou hydraulickou hodnotu (při smíchání s vodou netuhne), ani když je najemno rozmělněna. Používá se pouze jako nereaktivní kamenivo v betonu a asfaltu. Je-li struska ochlazena zprudka, jakmile vyjde z vysoké pece, ve sklovité podobě ztuhne a v případě správného rozmělnění a aktivace bude reaktivní. Existují tři způsoby prudkého zchlazení roztavené strusky:

1. struska je nalita do vodní nádrže, kde se rozloží na hrubý písek, kterému se říká „granulovaná struska;

2. struska se prudce ochladí výkonnými vodními tryskami, přičemž znovu dojde k tvorbě „granulované strusky;

3. struska se prudce ochladí kombinací vodní a vzduchové trysky, přičemž se vytvoří „peletízovaná struska. Tento typ se používá jako lehké kamenivo, popř. ji lze rozmělnit pro výrobu cementového prášku.

Hlavní charakteristikou pro použití strusky jsou její hydraulické schopnosti, které úzce souvisí s jejím sklovitým stavem. Byla-li teplota strusky při prudkém ochlazení nižší, mohou se v ní nacházet krystaly melititu, a struska je tak méně reaktivní oproti strusce, která zesklovatí prudkým ochlazením při vyšší teplotě. Dobře vychlazená, „horká struska má bledě žlutou, béžovou až šedavou barvu, zatímco barva „chladné strusky se pohybuje mezi tmavě šedou až tmavě hnědou. Pro účely této přihlášky se zajímáme pouze o rozmělněnou „horkou strusku světlé barvy, kterou budeme výlučně používat.

Cenosféry

Cenosféry jsou duté keramické mikrosféry naplněné vzduchem nebo plynem, obvykle vytvořené jako vedlejší produkt spalování uhlí v tepelných elektrárnách při teplotách 1500 až 1750 ^eC. Při spalování práškového uhlí v tepelných elektrárnách dochází k tvorbě popílku. Barva cenosfér získaných při spalování práškového uhlí se pohybuje od šedé až po téměř bílou a měrná hustota

-24běžně činí 0,3 až 0,8 g/cm³. Velikost cenosfér se pohybuje mezi 10 a 600 mikrony a cenosféry

CA O/ ft/Λ * * * -Ί|- ΠΖ At Λ ____X ' — . ΐ j. I* _ ^1' 111uujohuji uuvyMc ju αι u*t /o ji^2 o w /ο ceriubieiy jbuu Lvrue d LU ne, lenKe, vodotěsné, neškodné a izolující. Většina cenosfér se získá z úložišť popílku. Úložiště popílku představují konečně skladiště popílku v případě mokré likvidace. Některé cenosféry se také získávají přímo v elektrárnách. Vlhké mikrosféry jsou vysušeny a zpracovány dle specifikací. Vlastnosti cenosfér závisí na konzistenci použitého uhlí a provozních parametrech elektrárny. Pokud tyto dva faktory zůstanou neměnné, budou chemické a fyzikální vlastnosti poměrně konzistentní. Cenosféry lze vytvářet i spalováním ropy, asfaltu nebo kapek termoplastického paliva. Těmto typům cenosfér, spalovaným při mnohem nižší teplotě než keramické cenosféry, se často říká „palivové cenosféry a jsou vždy černé. Pro účely této přihlášky používáme pouze tzv. keramické cenosféry, duté částice světlých barev.

Porézní skleněné částice

Porézní skleněné částice jsou vyrobeny z recyklovaného skla. Toto recyklované sklo je ve velkých mlýnech rozmělněno na jemný skleněný prášek. Po přidání vody, pojivá a nadouvadla se při procesu granulace vytvoří kulatý tvar. Granule jsou pak nadouvány v rotační peci při teplotě 900 “C. Proces nadouvání vede k tvorbě jemně porézních, krémově bílých kulovitých částic s vnitřní buněčnou strukturou. Po ochlazení jsou částice prosívány a setříděny podle velikosti zrna. Porézní skleněné částice jsou k dispozici v různých velikostech od 0,1 do 8 mm. Pokud jde o velikost částic, pohybuje se odpovídající drtící síla při stlačení mezi 400 a 180 psi. Hlavní chemickou složkou je SiO₂ (71 až 72 %) a Na₂O (13 až 14 %), s menším obsahem Al₂O₃ (2 až 3 %) a CaO (8 až 9 %). Měrná hustota se pohybuje mezi 0,3 až 1,1 g/cm³ a 1,0 až 1,85 g/cm³ podle typu a výrobce. Někteří producenti nabízejí velikosti až 25 mm. Menší velikosti se obvykle používají v omítkách z portlandského cementu, při výrobě lehkých cementových bloků a jako kamenivo do polymerního betonu. Větší velikosti pak slouží jako lehké kamenivo do betonu.

-25Expandované částice břidlice a jílu

jílů v rotačních pecích při teplotě přes 1000 °C. Při těchto teplotách horniny měknou a začínají se tavit. Mezitím reakce některých složek na teplo vedou k produkci plynů, které v zesklovatělém materiálu vytvářejí nespojité buňky. Výsledný materiál je ochlazen, rozdrcen a prosíván, aby se oddělily různé velikosti, protože každá velikost je určena k jinému použití. Expandované částice jílu a břidlice se běžně dodávají ve velikostech od 5 to 12 mm. Chemické složení závisí na chemickém složení zdrojové břidlice nebo jílu. Obvyklými složkami kvalitního kameniva z expandované břidlice jsou: SiO₂ (57 až 59 %); Al₂O₃ (18 až 21 %), CaO (3 až 5 %), Na₂O (5 až 7 %). Kamenivo z expandované břidlice nebo jílu se používá při výrobě lehkého konstrukčního betonu a malt. Navíc se toto kamenivo používá i k výrobě betonových bloků.

Předtvarovaná pěna

Předtvarovaná pěna se vyrábí v tzv. „pěnovém generátoru pomocí stlačeného vzduchu, vody a povrchově aktivních pěnidel. Obvyklá hustota předtvarované pěny je 13 g/l. Běžná pěnidla používaná k výrobě předtvarované pěny lze obecně rozdělit na dva typy: tzv. modifikované přírodní (zvířecí) bílkoviny nebo syntetická pěnidla. Zatímco v souladu s touto přihláškou lze použít různá pěnidla a pěnivá povrchově aktivní činidla, obzvláště vhodné pěnidlo se skládá ze syntetického povrchově aktivního činidla, které je komerčně dostupné od společnosti Gemite Products lne. pod obchodním označením Lite-Con. Předtvarovaná pěna se vyrobí smícháním vzduchu pod tlakem s povrchově aktivní směsí ve vodě. Běžná koncentrace příměsi ve vodě je 20 až 40 dílů činidla vůči vodě. K dispozici jsou i další pěnidla a pěnové stabilizátory, které lze použít v souladu s předkládaným vynálezem.

Tvorba vzduchových buněk při míchání

Hustoty od běžné hodnoty 2,2 g/cm³ až asi k 1 g/cm³ se dosáhne vytvořením struktury vzduchových buněk v kašovité hmotě při míchání, a to přidáním vhodných pěnidel. K tomuto účelu lze použít mnoho různých sloučenin. Patří mezi ně alfa-olefin sulfonát sodný, alkylsírany,

alkyléter sírany, modifikované přírodní bílkoviny, syntetické bílkoviny. Typické příklady základní hmntw c* frtrkAl % irkrtt kiinXL· nn iL-ikX».' . .. — fX _ . -I K

.....JtwwiMVM vLuwtiiuvyLii ULIIICN μι i nilUHaill J3UU puuiuune pup^dliy V (Hlt? UV£UťíiyCíl příkladech.

Reakční plyn

Existuje mnoho sloučenin, které lze použít pro snížení měrné hustoty popisované základní hmoty prostřednictvím tvorby plynu jako výsledku chemické reakce mezi sloučeninou a vysokým pH alkalicky aktivovaných cementových systémů. Jejich počet byl popsán v patentové literatuře. Typický příklad pro tvorbu plynného dusíku je popsán v americkém patentu 5,298,068 od Giesmana. Patent popisuje výrobu pěnového anorganického produktu z křemíčitanu sodného a oxidu hlinitého s využitím azodikarbonamidu při teplotách mezi 180 až 200 °C. Při rozkladu azodikarbonamidu se tvoří plynný dusík, který vytváří lehký anorganický materiál. Alkalicky aktivovaný křemičitanový pěnový beton je popsán v americkém patentu 5,605,570 od Beana a Mallonea, ve kterém se používá peroxid sodný vytvářející kyslík pro tvorbu lehkého cementu ze sklovitých křemičitanů bohatých na vápník, např. strusky.

Nejčastěji používanou sloučeninou na výrobu autoklávního buněčného betonuje kysličník hlinitý. Základní suroviny jsou portlandský cement, vápenec, práškový hliník, voda a vysoký podíl materiálu bohatého na křemičitány - obvykle písek nebo popílek. Jakmile se suroviny smíchají do kašovité hmoty a zalijí do formy, práškový hliník bude při propařování pří vyšší teplotě a tlaku chemicky reagovat a bude tvořit malinké bublinky plynného vodíku, což bude mít za následek výrobu lehkého stavebního materiálu. Práškový kysličník hlinitý je vhodný i k výrobě lehkých kompozit popsaných v příkladech dle této přihlášky.

Zhušťování částic

U alkalicky aktivovaného cementového systému je, stejně jako u každého jiného podobného systému, zhušťování částic mimořádně důležité pro snížení propustnosti kyselými roztoky a zvýšení pevnosti v tlaku. Pro získání minimální poréznosti nebo „volného prostoru ve směsích

-27částic se používá matematické modelování. Při výrobě alkalicky aktivovaných cementových směsí nnncanórh w tótn nríhlóc^A ca λλγι*ι._*___*- t-____ _r«_rw_M.._rw.. - _......_... jl. iiiaitiiiauLAy muuci vyivwiruy JdKCbeiii o. ruiiKerri d

Dennisem R. Diggerem a popsaný v „Prediktivním řízení procesů suspenzí naplněných částicemi. Model vychází z rovnic D-F pro rozložení částic a software vyrobený stejnými autory počítá poréznost různých směsí na základě rozložení částic jednotlivých složek směsi, kdy má každá složka směsi vlastní rozložení částic. Rozložení částic složky se získá rozborem zrnitosti, laserovou analýzou nebo v případě nejmenších částic absorpcí plynů. Stanovení minimální poréznosti směsí částic je velmi důležité pro určení velikosti jemných částic. Maximalizace zhušťování částic je zcela zásadní pro minimalizaci propustnosti systému a maximalizaci pevnosti v tlaku.

Příklady uskutečnění vynálezu

Alkalicky aktivované cementové kompozity jsou založeny na popílku třídy F nebo rozmělněné strusce jako pojivo v různých kombinacích, od 100 % popílku třídy F po 100 % rozmělněnou strusku. Pro alkalickou aktivaci pojivá se obvykle používá hydroxid sodný nebo draselný v kombinaci s křemičitany alkalických kovů, většinou křemičitanem sodným. Koncentrace hydroxidu draselného nebo sodného se pohybuje mezi 3,0 až 15,0 % hmotnostních z celkové hmotnosti základní hmoty (pojivo), definované jako hmotnost samotného popílku třídy F nebo popílku třídy F v kombinaci s rozmělněnou struskou. Koncentrace tekutého křemičitanu sodného nebo draselného se pohybuje mezi 3 až 30 % hmotnostních, při použití tekutého křemičitanu sodného nebo draselného s obsahem 8,9 % Na₂O nebo K₂O a 28,7 % SiO₂, z celkové hmotnosti základní hmoty (pojivo), definované jako hmotnost samotného popílku třídy F nebo popílku třídy F v kombinaci s rozmělněnou struskou. Při použití pevného křemičitanu sodného nebo draselného se pohybuje typický obsah mezi 1 až 15 % hmotnostních z celkové hmotnosti základní hmoty (pojivo), definované jako hmotnost samotného popílku třídy F nebo popílku třídy F v kombinaci s rozmělněnou struskou. Pevný křemičitan sodný nebo draselný obsahuje 19 % Na₂O nebo K₂O a 61 % SiO₂.

-28Lze použít suchý i tekutý křemičitan sodný nebo draselný. V produktech s vyšším obsahem cťrijckw nhin/klo nad RB 04 muŤů <-lrtlí+ L· « +~ ,. __i „ ,_w, .I.u^ uvjil is iwitoiíciiiu Luiiiiuu, a LU VZavi^íUSLI lid KUniMeUllITl chemickém složení popílku třídy F a strusky, poměru body a pojivá a konkrétním složení alkalicky aktivovaného cementu. Tuhnutí lze regulovat několika způsoby: pomocí zpomalovačů, jako například kyselina citrónová, citronan sodný, kyselina vinná či vínan sodný, nebo jiných organických kyselých sloučenin. Dalším způsobem regulace tuhnutí je zvýšení množství popílku třídy F ve směsi popílku a strusky. Důležitým způsobem prodloužení použitelnosti směsí je použití pevného křemičitanu sodného místo roztoků.

Důležitou součástí je kondenzovaný křemičitý úlet (CSF). CSF působí jako plnivo i reaktivní materiál. Množství kondenzovaného křemičitého úletu se pohybuje mezi 0 % a 30 % hm. z hmotnosti základní hmoty (pojivá). Množství CSF je nutné stanovit tak, aby vyplnil pouze volné prostory mezi částicemi pojivá. Menší množství nepostačí na vyplnění těchto volných prostor, zatímco větší množství od sebe oddělí reaktivní částice pojivá. V obou případech sníží nedostatečné, popř. přílišné množství pevnost kompozitu a zvýší jeho poréznost. Správné množství CSF lze spočítat na základě matematického modelu zhušťování částic, ze známého rozložení částic popílku třídy F, strusky a CSF, nebo jej lze stanovit experimentálně.

Přidáním malého množství nanočástic křemičitých úletů se zajistí naplnění malinkých prostorů mezi částicemi a urychlí proces chemické aktivace. Obvyklé množství křemičitého úletu se pohybuje mezi 0 a 5 % hm. pojivá.

Další částí kompozitu jsou plniva. V případě malty lze použít křemenný písek. Zapracováním hrubšího kameniva do malty se vytvoří beton s alkalicky aktivovaným pojivém místo portlandského cementu či jiných typů cementových pojiv. Zapracování písku kamenných plniv povede výrobě kompozitu o hustotě mezi 2,1 g/cm³ a asi 2,45 g/cm³.

-29Snížení hustoty kompozitu se dosáhne zapracováním lehkého kameniva do alkalicky uktíVOVaMcuO CcíYiGfitOvcho pOjiva. UpreunOStnOvaiTýrn ičhkýřn ΚάΠΊβΠΓνΈΠΊ j$Ou CěnOiíéfy d lehká kameniva z odpadního skla. Lze použít i jiný anorganický lehký materiál ze skupiny perlit, expandovaná břidlice a jíl. V závislosti na množství lehkého kameniva použitého v produktu se může měrná hustota pohybovat mezi 2,1 g/cm³ a asi 1,0 g/cm³. Dalším způsobem snížení hustoty kompozitu je zapracování předtvarované pěny do pojivá. Předtvarovaná pěna se vyrábí v pěnovém generátoru pomocí vody, stlačeného vzduchu a vhodného povrchově aktivního pěnidla. Obvyklá hustota předtvarované pěny je 13 g/l. Obvyklé množství předtvarované pěny se pohybuje mezi 0 a 20 % hmotn. základní hmoty (pojivá), přičemž hustota je snížena na 0,2 g/cm³. Kompozitů s nízkou hustotou od asi 2,2 do 1,0 g/cm³ lze dosáhnout přidáním provzdušněných povrchově aktivních činidel při míchání. Množství pěnidla se liší podle skutečného složení směsi, typu použitého povrchově aktivního činidla a požadované hustoty. Všechny tri způsoby, přidání lehkého plniva, předtvarovaná pěna přimíchání doplňkového pěnidla, lze kombinovat pro dosažení požadované hustoty a pevnosti kompozitu.

Minimalizace obsahu vody ve směsi je mimořádně důležitá pro maximalizaci pevnosti, snížení propustnosti a smršťování. Pro snížení obsahu vody se používají tradiční látky pro redukci obsahu vody, které se obvykle využívají v betonových technologiích na bázi polykarboxylátů, sodné soli kondenzátů melamin-formaldehydu.

Přidáním hydrofobních částic křemíku, například hydrofobních křemičitých úletů, hydrofobního vysráženého křemíku nebo jiných hydrofobních anorganických částic, se zvýší odolnost kompozitu vůči absorpci vody a kyselých roztoků. To je důležité při výrobě tenkých, několik milimetrů tlustých vrstev pro ochranu betonu nebo oceli před kyselinami.

Výztuž z vlákna má mnoho různých funkcí: snižuje popraskání vyvolané smršťováním při sušení a zvyšuje lomovou houževnatost kompozitu. Lze použít následující organické typy vláken: buničité

-30vlákno a polymerní vlákna, jako například akrylové, polypropylenové a další. Mezi anorganická wlaVno λ í uI4L-aa -» i»<aI-<z4-a«:+. . . _aam XIΛ ..I4L-» _ Ϊ I: * _ .. i_ t'i . κ _ r*. ' ι ί . _Hi vmmi νιαιχιιν vvviadLvuuu_z umcie viúmiu 4 ceuiuc, urillKUVe fieUO gidULOVe VISKPO.

Odpěňovače. Při zapracování činidel pro snížení obsahu vody může u některých směsí dojít k zvýšení obsahu vzduchu. U malt a betonu s vysokou hustotou a u tenkých vrstev není taková provzdušněnost žádoucí, protože může mít za následek zvýšení propustnosti kompozitu. Obsah vzduchu sníží nebo zcela eliminuje přidaný odpěňovač. Tradiční odpěňovače jsou vyráběny na bázi minerálních uhlovodíků, popř. lze tomuto účelu použít silikon.

Modifikátory plasticity. Popisovaný kompozit může volně téct a disponuje téměř samovyrovnávacími charakteristikami. To je vhodné při aplikaci materiálu na horizontální plochy, například podlahy, popř. při lití do forem. Pokud jde ale o aplikaci vertikální plochy, tixotropní, je nutné zajistit plasticitu směsí bez stékání. Toho lze dosáhnout modifikací směsí nemodifikovanými bentonitovými jíly, křemičitými úlety, vysrážením křemíkem nebo deriváty metylu, popř. etylcelulózou nebo škrobovými sloučeninami.

Všechny produkty popsané v této přihlášce mají lepší odolnost vůči kyselinám než beton z portlandského cementu. Skutečná chemická odolnost závisí především na podílu popílku třídy F a strusky. Nejvyšší odolnosti vůči kyselinám je dosaženo u produktů bez podílu strusky, pouze s popílkem třídy F.

Rychlotuhnoucí charakteristiky kompozitu obsahujících vysoký podíl strusky jsou regulovány přidáním zpomalovačů. Kromě toho lze obsah hliníku v produktech obsahujících vysoký podíl popílku třídy F zvýšit přídavkem páleného křemičitanu hlinitého nebo hydroxidu hlinitého.

Křemičitan sodný použitý v následujících příkladech je:

-31N roztok křemičitanu sodného, vyrobený společností National Silicates: hmotnostní poměr 3,22 “7 C 0/ .,„JX

J/,J ZU VC VUUC.

Suchý křemičitan sodný G, vyrobený společností National Silicates: hmotnostní poměr 3,22 oxidu křemičitého vs. oxid sodný.

Příklad 1-Vysoká hustota, tvrzení při okolní teplotě, pevnost v tlaku, chemická odolnost 414,0 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech., bylo smícháno s roztokem 24,8 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 33,4 g vody a 19,2 g změkčovadla Adi-Con SP 500 (polykarboxylát vyrobený společností Gemite Products lne.) pomocí malého laboratorního míchacího stroje. Při míchání bylo přidáno 84,2 g roztoku N křemičitanu sodného, vyrobeného společností National Silicates, 1255,0 g křemenného písku vysoké kvality a 67,4 g nezhuštěných křemičitých úletů vyrobených společností Norchem. Byly odlity tyče o rozměrech 2,54 x 2,54 x 28,0 cm, které byly na dva dny naloženy do polyetylénu, aby se vytvrdily; pak byly skladovány za laboratorních podmínek.

2.54 cm Po 14 a 64 dnech byla při okolní teplotě a vlhkostním vytvrzení zkoušena pevnost kostek o rozměrech 2,54 x 2,54 cm v tlaku. Další vzorky byly vytvrzovány v okolním vzduchu po dobu 29 dnů, a pak umístěny do 1 a 10% kyseliny sírové na 14 dnů; po 64 dnech pak byla vyzkoušena pevnost těchto kostek v tlaku. Průměrná pevnost vzorků vytvrzených v okolním vzduchu v tlaku byla po 14 dnech 33,62 MPa a po 64 dnech 48,32 MPa. Po 64 dnech činila průměrná pevnost v tlaku po 14 dnech působení 1% kyseliny sírové 43,96 MPa a po 14 dnech působení 10 % kyseliny sírové 43,10 MPa.

Byly nařezány kostky o rozměrech 2,54 x 2,54 x 2,54 cm a jejich chemická odolnost byla otestována v 36 % kyselině dusičné a 36 % kyselině sírové. Po 40 dnech nedošlo u vzorků k žádnému úbytku hmoty.

-32DřfVlarJ — Wwcrxbó hí ietAt-ι +(jr-»nní' ηϊί λΙ?λΙ«'__ι_ι___λ. . . mhiwm «. * yjw₍\M IIUJLVIW, Lvit^m p» i Mixt/11 π icpiUlC, pcvt IU31 V LI<3^U_/ L·! ICII HVIKd UUUH lUbl

459,0 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech., a 459,0 g strusky vyrobené společností Lafarge Corp., bylo smícháno s 2504,0 g křemenného písku vysoké kvality, 45,0 g nezhuštěných křemičitých úletů vyrobených společností Norchem, a 63,2 g křemičitanu sodného G, vyrobeného společností National Silicates. Suchá směs byla pomocí malého laboratorního míchacího stroje smíchána s roztokem 49,6 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 309,0 g vody. Byly odlity tyče o rozměrech 2,54 x 2,54 x 28,0 cm a kostky o rozměrech 5x5 cm; pak byly na dva dny naloženy do polyetylénu, aby se vytvrdily; poté byly skladovány za laboratorních podmínek.

Po 14 a 64 dnech byla při okolní teplotě a vlhkostním vytvrzení zkoušena pevnost kostek v tlaku. Průměrná pevnost vzorků vytvrzených v okolním vzduchu v tlaku byla po 14 dnech 22,41 MPa a po 64 dnech 28,45 MPa. Další vzorky byly vytvrzovány v okolním vzduchu po dobu 29 dnů, a pak umístěny do 1 a 10 % kyseliny sírové na 14 dnů; po 64 dnech pak byla vyzkoušena pevnost těchto kostek v tlaku. Po 64 dnech činila průměrná pevnost v tlaku po 14 dnech působení 1% kyseliny sírové 29,31 MPa a po 14 dnech působení 10 % kyseliny sírové 17,24 MPa.

Z tyčí byly nařezány kostky o rozměrech 2,54 x 2,54 x 2,54 cm a jejich chemická odolnost byla otestována v 36 % kyselině dusičné a 36 % kyselině sírové. Po 40 dnech došlo u vzorků skladovaných v kyselině dusičné jen k velmi nízkému úbytku hmotnosti (2,5 %). Vzorky naložené v 36% kyselině sírové se rozložily asi po 2 dnech.

Příklad 3 - Vysoká hustota, tvrzení při okolní teplotě, pevnost v tlaku, chemická odolnost

122,0 g strusky, vyrobené společností Lafarge Corp., 32,6 g nezhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, 9,8 g suchého křemičitanu sodného G, vyrobeného společností National Silicates, a 402,0 g křemenného písku vysoké kvality bylo smícháno s 7,4 g změkčovadla Adi-Con SP 500, (polykarboxylát vyrobený společností Gemite Products Inc.) a roztokem 15,6 g

-33hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 106,0 g vody. W TítrTio cmoc 1 λ U. .«:X;+Ák« ... ___Z i i _ i . m *vi.v uM^uMvwaia λ,ζ. g uuiiiuiciiu via Mid vyiuuciieiiu bpuitxnubii iruernoe

Corporation. Byly odlity tyče o rozměrech 2,54 x 2,54 x 28,0 cm a kostky o rozměrech 5 x 5 cm; pak byly na dva dny naloženy do polyetylénu, aby se vytvrdily; poté byly skladovány za laboratorních podmínek.

Po 14 dnech byla při okolní teplotě a vlhkostním vytvrzení zkoušena pevnost kostek v tlaku. Průměrná pevnost vzorků vytvrzených v okolním vzduchu v tlaku byla po 14 dnech 51,72 MPa. Další vzorky byly vytvrzovány v okolním vzduchu po dobu 29 dnů, a pak umístěny do 1 a 10% kyseliny sírové na 14 dnů; po 64 dnech pak byla vyzkoušena pevnost těchto kostek v tlaku. Po 64 dnech činila průměrná pevnost v tlaku po 14 dnech působení 1% kyseliny sírové 42,24 MPa a po 14 dnech působení 10 % kyseliny sírové 12,07 MPa.

Z tyčí byly nařezány kostky o rozměrech 2,54 x 2,54 x 2,54 cm a jejich chemická odolnost byla otestována v 36% kyselině dusičné a 36% kyselině sírové; v obou kyselinách se vzorky rozložily asi po 2 dnech.

Příklad 4 — Nízká hustota, tvrzení při okolní teplotě, tvrzení v páře, pevnost v tlaku, chemická odolnost

183,6 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 9,0 g nezhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, 0,7 g HDK-N20 (křemičité úlety od společnosti Wacker), 1,0 g bentonitového jílu, vyrobeného společností Wyo-Ben lne., 1,35 g suchého změkčovadla AdiCon SP 200 (sodná sůl kondenzátu melamin-formaldehydu, vyrobená společností Gemite Products Inc.) a 1,6 g potažených částic kysličníku hlinitého Standart společnosti Eckart bylo smícháno se 30,6 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, a s roztokem 10,0 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 15,8 g vody. Vzorky byly vytvrzeny za laboratorních podmínek podobu asi 30 minut; pak byly

-34rozříznuty na dvě poloviny. Jedna polovina byla vytvrzena v páře o teplotě 100 °C po dobu 150 mínili řJfiikÁ nnlAiům -»·^ I-sU .......... Mt MMW ^viwnta ta ιαυυι aiui Hltil puulllllle^.

Měrná hustota vzorků za sucha po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 7 dnů byla 0,41 a po 28 dnech 0,48 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 7 dnů byla 0,54 a po 28 dnech 0,57 MPa. Měrná hustota tepelně opracovaného materiálu za sucha byla po 7 dnech 0,39 a po 28 dnech 0,34 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku po tepelném vytvrzení po uplynutí 7 dnů byla 1,01 a po 28 dnech 0,98 MPa.

Chemická odolnost v 10 % a 36 % kyselině sírové byla testována na vzorcích tvaru kostek a rozměrů 3,8 x 3,8 x 3,8 cm, po dobu 36 dnů. Z důvodu chemického napadení nedošlo k žádnému úbytku hmotnosti. Úbytek hmotnosti ve výši 3,5 % v 10 % kyselině sírové a 3,5 a 2 % v 36 % kyselině sírové byl způsoben manipulací se vzorky, ne chemickým napadením.

Příklad 5 - Střední hustota, kompozit s cenosférami, tvrzení při okolní teplotě, pevnost v tlaku, pevnost v tlaku při vysoké teplotě

1089,0 g strusky, vyrobené společností Lafarge Corp., 405,6 g cenosfér Fillite 300, vyrobených společností Trelleborg, 306,0 g zhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, a 43,2 g vlákna z wollastonitu nyad G, vyrobeného společností Nyco, bylo smícháno se 240,0 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, a roztokem 144,0 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 360,0 g vody. Byly odlity kostky o rozměrech 5x5x5 cm. Vzorky byly na dva dny naloženy do polyetylénu, aby se vytvrdily; pak byly skladovány za laboratorních podmínek.

Zkoušky v tlaku byly provedeny po 7 a 28 dnech tvrzení při okolní teplotě; a po 7 a 28 dnech při zahřátí na 500 °C po dobu 5 hodin. Průměrná měrná hustota nezahřátých vzorků za sucha byla 1,52 g/cm³. Ohřevem byla hustota snížena na 1,27 až 1,31 g/cm³. Průměrná pevnost po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 7 dnů byla 56,89 a po 28 dnech 50,0 MPa. Po ohřevu vzorků po

-35dobu 5 hodin při teplotě 500 °C činila pevnost v tlaku po uplynutí 7 dnů 37,07 a po 28 dnech 41 gg jvjp₃

Příklad 6 - Střední hustota, kompozit s cenosférami, tvrzení při okolní teplotě, pevnost v tlaku, pevnost v tlaku při vysoké teplotě

762,6 g strusky, vyrobené společností Lafarge Corp., 326,8 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 405,6 g cenosfér Fillite 300, vyrobených společností Trelleborg, 306,0 g zhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, a 43,2 g vlákna z wollastonitu nyad G, vyrobeného společností Nyco, bylo smícháno se 208,6 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, 9,2 g změkčovadla Adi-Con SP 500 (polykarboxylát vyrobený společností Gemite Products Inc.) a roztokem 89,6 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 245,6 g vody. Byly odlity kostky o rozměrech 5 x 5 x 5 cm pro zkoušky v tlaku, které byly na dva dny naloženy do polyetylénu, aby se vytvrdily; pak byly skladovány za laboratorních podmínek. Další vzorky byly skladovány za laboratorních podmínek po dobu 7 a 28 dnů při okolní teplotě, a poté zahřány na dobu 5 hodin na teplotu 500 C.

Průměrná měrná hustota nezahřátých vzorků za sucha po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 7 dnů byla 1,56 a po 28 dnech 1,52 g/cm³. Ohřevem byla hustota snížena po 7 dnech na 1,33 g/cm³ a po 28 dnech na 1,42 g/cm³. Průměrná pevnost po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 7 dnů byla 31,89 a po 28 dnech 39,67 MPa. Po ohřevu vzorků po dobu 5 hodin při teplotě 500 °C činila pevnost v tlaku po uplynutí 7 dnů 40,08 a po 28 dnech 40,95 MPa.

Příklad 7 - Střední hustota, kompozit s cenosférami, tvrzení při okolní teplotě, pevnost v tlaku, pevnost v tlaku při vysoké teplotě, chemická odolnost

544,8 g strusky, vyrobené společností Lafarge Corp., 544,8 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 405,6 g cenosfér Fillite 300, vyrobených společností Trelleborg, 306,0 g zhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, a 43,2 g vlákna

-36z wollastonitu nyad G, vyrobeného společností Nyco, bylo smícháno se 211,0 g roztoku i cArlnáhrk M thírAkónákrt ση r ~ i_. . _i t _i. .

M y I iw iujli ιναΐ-iVliai «MHVOLCO, a IUZ.LV1\CIII 05,0 g IlyUlUAlUU draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 245,6 g vody. Dále směs obsahovala 7,0 g změkčovadla Adi-Con SP 500 (polykarboxylát vyrobený společností Gemite Products lne.). Byly odlity kostky o rozměrech 5x5x5 cm, které byly na dva dny naloženy do polyetylénu, aby se vytvrdily; pak byly skladovány za laboratorních podmínek. Další vzorky byly skladovány za laboratorních podmínek po dobu 7 a 28 dnů při okolní teplotě, a poté zahřány na dobu 5 hodin na teplotu 500 °C.

Průměrná měrná hustota nezahřátých vzorků za sucha po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 7 dnů byla 1,50 a po 28 dnech 1,52 g/cm³. Ohřevem byla hustota snížena po 7 dnech na 1,30 g/cm³ a po 28 dnech na 1,37 g/cm³. Průměrná pevnost v tlaku po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 7 dnů byla 34,05 a po 28 dnech 28,89 MPa; a po ohřevu vzorků po dobu 5 hodin při teplotě 500 °C činila průměrná pevnost v tlaku po uplynutí 7 dnů 39,65 a po 28 dnech 39,66 MPa.

Další vzorky byly vytvrzeny okolním vzduchem po dobu 7 dnů, rozřezány na rozměry 2,54 x 2,54 x 2,54 cm, a poté vloženy do 18 % kyseliny solné a 9,6 % kyseliny sírové. Vzorky se každý den vážily, aby se zjistila jejich chemická odolnost. Po 19 dnech byl průměrný úbytek hmotnosti u vzorků naložených v 18 % kyselině solné 10,1 %. V 9,6 % kyselině sírové se vzorky zcela rozložily.

Příklad 8 - Střední hustota, kompozit s cenosférami, tvrzení při okolní teplotě, pevnost v tlaku, pevnost v tlaku při vysoké teplotě, chemická odolnost

326,8 g strusky, vyrobené společností Lafarge Corp., 762,6 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 405,6 g cenosfér Fillite 300, vyrobených společností Trelleborg, 306,0 g zhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, a 43,2 g vlákna z wollastonitu nyad G, vyrobeného společností Nyco, bylo smícháno se 211,0 g roztoku křemičitanů sodného N, vyrobeného společností National Silicates, a roztokem 89,6 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 168,4 g vody. Dále směs

-37obsahovala 7,0 g změkčovadla Adi-Con SP 500 (polykarboxylát vyrobený společností Gemite Prnrliirtc Ιπλ l Rwlu nrlliH/ λ rmmnrnek C u c » c j.. _j_ ____i_*____ _i _ ' w_r«_r vuniy ixwjLiiy v i vl ι μ t t vi» -i A A vili, MCI C Myiy Hd UVd UHy 11 d IU í ť11 / UU polyetylénu, aby se vytvrdily; pak byly skladovány za laboratorních podmínek. Další vzorky byly skladovány za laboratorních podmínek po dobu 7 a 28 dnů při okolní teplotě, a poté zahrány na dobu 5 hodin na teplotu 500 °C.

Průměrná měrná hustota nezahřátých vzorků za sucha po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 7 dnů byla 1,46 a po 28 dnech 1,45 g/cm³. Ohřevem byla hustota snížena po 7 dnech na 1,30 g/cm³ a po 28 dnech na 1,37 g/cm³. Průměrná pevnost po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 7 dnů byla 33,62 a po 28 dnech 31,03 MPa. Po ohřevu vzorků po dobu 5 hodin při teplotě 500 °C činila pevnost v tlaku po uplynutí 7 dnů 44,83 a po 28 dnech 32,76 MPa.

Další vzorky byly vytvrzeny okolním vzduchem po dobu 7 dnů, rozřezány na rozměry 2,54 x 2,54 x 2,54 cm, a poté vloženy do 18 % kyseliny solné a 9,6 % kyseliny sírové. Vzorky se každý den vážily, aby se zjistila jejich chemická odolnost. Po 24 dnech byl průměrný úbytek hmotnosti u vzorků naložených v 18 % kyselině solné 10,5 %. Po 17 dnech byl průměrný úbytek hmotnosti u vzorků naložených v 9,6 % kyselině sírové 11,3 %.

Příklad 9 - Střední hustota, kompozit s cenosférami, tvrzení při okolní teplotě, pevnost v tlaku, pevnost v tlaku při vysoké teplotě, chemická odolnost

1089,6 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 405,6 g cenosfér Fillite 300, vyrobených společností Trelleborg, 306,0 g zhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, a 43,2 g vlákna z wollastonitu nyad G, vyrobeného společností Nyco, bylo smícháno se 211,0 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, a roztokem 89,6 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 146,4 g vody. Dále směs obsahovala 7,0 g změkčovadla Adi-Con SP 500 (polykarboxylát vyrobený společností Gemite Products lne.). Byly odlity kostky o rozměrech 5x5x5 cm, které byly na dva dny naloženy do polyetylénu, aby se vytvrdily; pak byly skladovány za laboratorních podmínek.

-38Další vzorky byly skladovány za laboratorních podmínek po dobu 7 a 28 dnů při okolní teplotě, a nntó Tahřám/ na rlnhit R hndin na tnnln+u RÍVl ^aC M wt ·· w l J « v w » i-» i V « · · « w bW

Průměrná měrná hustota nezahřátých vzorků za sucha po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 7 dnů byla 1,43 a po 28 dnech 1,45 g/cm³. Ohřevem byla hustota snížena po 7 dnech na 1,34 g/cm³ a po 28 dnech na 1,33 g/cm³. Průměrná pevnost po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 7 dnů byla 31,03 a po 28 dnech 26,72 MPa. Po ohřevu vzorků po dobu 5 hodin při teplotě 500 °C činila pevnost v tlaku po uplynutí 7 dnů 32,75 a po 28 dnech 40,51 MPa.

Další vzorky byly vytvrzeny okolním vzduchem po dobu 7 dnů, rozřezány na rozměry 2,54 x 2,54 x 2,54 cm, a poté vloženy do 18 % kyseliny solné a 9,6 % kyseliny sírové. Vzorky se každý den vážily, aby se zjistila jejich chemická odolnost. Po 21 dnech byl průměrný úbytek hmotnosti u vzorků naložených v 18 % kyselině solné 3,1 %. Po 14 dnech byl průměrný úbytek hmotnosti u vzorků naložených v 9,6 % kyselině sírové 7,6 %.

Příklad 10 - Vysoká hustota, tvrzení při okolní teplotě, pevnost v tlaku, chemická odolnost

662,4 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 165,6 g strusky, vyrobené společností Lafarge Corp., 2504,8 g tříděného jemného křemenného písku, 2,0 g HDK-N20 (křemičité úlety od společnosti Wacker), a 165,6 g nezhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, bylo smícháno se 168,4 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, a roztokem 50,0 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 226,6 g vody. Do směsi bylo přidáno 7,6 g změkčovadla Adi-Con SP 500 (polykarboxylát vyrobený společností Gemite Products lne.). Byly odlity kostky o rozměrech 5x5x5 cm, které byly na dva dny naloženy do polyetylénu, aby se vytvrdily; pak byly skladovány za laboratorních podmínek.

-39Měrná hustota za sucha po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 7 dnů byla 2,23 a po 28 dnech

po 28 dnech 19,55 MPa.

Další vzorky byly vytvrzeny okolním vzduchem po dobu 7 dnů, rozřezány na rozměry 2,54 x 2,54 x 2,54 cm, a poté vloženy do 18 % kyseliny solné a 9,6 % kyseliny sírové. Vzorky se každý den vážily, aby se zjistila jejich chemická odolnost. Po 21 dnech byl průměrný úbytek hmotnosti u vzorků naložených v 18 % kyselině solné 4,3 %. Po 14 dnech byl průměrný úbytek hmotnosti u vzorků naložených v 9,6 % kyselině sírové 7,6 %.

Příklad 11 - Vysoká hustota, tvrzení při okolní teplotě, pevnost v tlaku, chemická odolnost

662,4 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 165,6 g strusky, vyrobené společností Lafarge Corp., 2504,8 g tříděného jemného křemenného písku, 2,0 g HDK-N20 {křemičité úlety od společnosti Wacker), a 134,8 g nezhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, bylo smícháno se 168,4 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, a roztokem 50,0 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 200,0 g vody. Do směsi bylo přidáno 7,6 g změkčovadla Adi-Con SP 500 (polykarboxylát vyrobený společností Gemite Products lne.). Byly odlity kostky o rozměrech 5x5x5 cm, které byly na dva dny naloženy do polyetylénu, aby se vytvrdily; pak byly skladovány za laboratorních podmínek.

Měrná hustota za sucha po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 7 dnů byla 2,21 a po 28 dnech 2,21 g/cm³. Pevnost vzorků v tlaku po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 7 dnů byla 14,65 a po 28 dnech 20,4 MPa.

Další vzorky byly vytvrzeny okolním vzduchem po dobu 7 dnů, rozřezány na rozměry 2,54 x 2,54 x 2,54 cm, a poté vloženy do 18 % kyseliny solné a 9,6 % kyseliny sírové. Vzorky se každý den vážily, aby se zjistila jejich chemická odolnost. Po 21 dnech byl průměrný úbytek hmotnosti u vzorků

-40naložených v 18 % kyselině solné 4,0 %. Vzorky v 9,6 % kyselině sírové se nadouvaly, a poté IwnsHlw hůhann 'JI rlni* kmnFnnr+ Λ Ί A 0Z -» —. λ ί π/ . _r , W«-. . —. 11 MHU V l-ι W-Xiu uihvu iwji vy x_,t/ /u, a pdr\ pviMC3ia U 4,0 /0*

Příklad 12 - Vysoká hustota, tvrzení při okolní teplotě, pevnost v tlaku, chemická odolnost

662,4 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 165,6 g strusky, vyrobené společností Lafarge Corp., 2504,8 g tříděného jemného křemenného písku, 2,0 g HDK-N20 (křemičité úlety od společnosti Wacker), a 66,2 g nezhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, bylo smícháno se 168,4 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, a roztokem 50,0 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 200,0 g vody. Do směsi bylo přidáno 7,6 g změkčovadla Adi-Con SP 500 (polykarboxylát vyrobený společností Gemite Products lne.). Byly odlity kostky o rozměrech 5x5x5 cm, které byly na dva dny naloženy do polyetylénu, aby se vytvrdily; pak byly skladovány za laboratorních podmínek.

Měrná hustota za sucha po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 7 dnů byla 2,24 a po 28 dnech 2,19 g/cm³. Pevnost vzorků v tlaku po uplynutí 7 dnů byla 15,52 a po 28 dnech 19,83 MPa.

Další vzorky byly vytvrzeny okolním vzduchem po dobu 7 dnů, rozřezány na rozměry 2,54 x 2,54 x 2,54 cm, a poté vloženy do 18 % kyseliny solné a 9,6 % kyseliny sírové. Vzorky se každý den vážily, aby se zjistila jejich chemická odolnost. Po 21 dnech byl průměrný úbytek hmotnosti u vzorků naložených v 18 % kyselině solné 4,3 %. Vzorky v 9,6 % kyselině sírové se nadouvaly, a poté rozpadly; během 21 dnů vzrostla hmotnost o 2,0 %, a pak poklesla o 5,3%.

Příklad 13 - Vysoká hustota, tvrzení při okolní teplotě, pevnost v tlaku, chemická odolnost

662,4 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 165,6 g strusky, vyrobené společností Lafarge Corp., 2504,8 g tříděného jemného křemenného písku, 2,0 g HDK-N20 (křemičité úlety od společnosti Wacker), a 33,0 g nezhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, bylo smícháno se 168,4 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného

-41společností National Silicates, a roztokem 50,0 g hydroxidu draselného analytické kvality, wurnhonohn cnnlo^nnctí Alnkorhcm wů ΊΑΑ G λ· unJu n« k*fl_A ί c « _v , . »»i . .. .wwfci I í.vv_{jy &} wuy. uw jiiicji uyiu pilUdlIV / _zu 5 4IHCM.UVdUld

Adi-Con SP 500 (polykarboxylát vyrobený společností Gemite Products lne.). Byly odlity kostky o rozměrech 5x5x5 cm, které byly na dva dny naloženy do polyetylénu, aby se vytvrdily; pak byly skladovány za laboratorních podmínek.

Měrná hustota za sucha po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 7 dnů byla 2,22 a po 28 dnech 2,20 g/cm³. Pevnost vzorků v tlaku po uplynutí 7 dnů byla 10,92 a po 28 dnech 14,93 MPa.

Další vzorky byly vytvrzeny okolním vzduchem po dobu 7 dnů, rozřezány na rozměry 2,54 x 2,54 x 2,54 cm, a poté vloženy do 18 % kyseliny solné a 9,6 % kyseliny sírové. Vzorky se každý den vážily, aby se zjistila jejich chemická odolnost. Po 21 dnech byl průměrný úbytek hmotnosti u vzorků naložených v 18 % kyselině solné 3,1 %. Vzorky v 9,6 % kyselině sírové se nadouvaly, a poté rozpadly; během 21 dnů vzrostla hmotnost o 2,0 %, a pak poklesla o 5,3%.

Příklad 14- Nízká hustota, předtvarovaná pěna, tvrzení při okolní teplotě, tvrzení v páře, pevnost v tlaku

721,8 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, a 79,2 g strusky vyrobené společností Lafarge Corp., bylo smícháno se 135,0 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, a roztokem 39,6 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 70,4 g vody. Do směsi bylo přidáno 89,6 g předtvarované pěny, vytvořené kompresorem ze směsi vody a povrchově aktivního činidla Lite-Con 200, vyrobeného společností Gemite Products lne., v poměru 40:1. Vzorky byly odlity do plastových nádob, vytvrzeny přes noc, a pak zahřány na dobu 150 minut v páře o teplotě 100“C. Byly nařezány kostky o velikosti zhruba 4x4x4 cm, a pak byly otestovány měrná hustota za sucha a pevnost v tlaku.

-42Měrná hustota vytvrzených vzorků za sucha se pohybovala mezi 0,6 až 0,7 g/cm³. Průměrná nůiinrtřf k« Ή-ιΙζιι Ί A“7 MD-i v nunu uyiu ivir a*

Příklad 15 - Nízká hustota, předtvarovaná pěna, tvrzení při okolní teplotě, tvrzení v páře, pevnost v tlaku

642,6 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, a 158,4 g strusky vyrobené společností Lafarge Corp., bylo smícháno se 135,0 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, a roztokem 39,6 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 70,2 g vody. Do směsi bylo přidáno 89,4 g předtvarované pěny, vytvořené kompresorem ze směsi vody a povrchově aktivního činidla Lite-Con 200, vyrobeného společností Gemite Products lne., v poměru 40:1. Vzorky byly odlity do plastových nádob, vytvrzeny přes noc, a pak zahřány na dobu 150 minut v páře o teplotě 100°C. Byly nařezány kostky o velikosti zhruba 4x4x4 cm, a pak byly otestovány měrná hustota za sucha a pevnost v tlaku.

Měrná hustota vytvrzených vzorků za sucha se pohybovala mezi 0,6 až 0,7 g/cm³. Průměrná pevnost v tlaku byla 3,15 MPa.

Příklad 16 - Nízká hustota, předtvarovaná pěna, tvrzení při okolní teplotě, tvrzení v páře, pevnost v tlaku

563,4 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, a 237,6 g strusky vyrobené společností Lafarge Corp., bylo smícháno se 135,0 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, a roztokem 39,6 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, v 70,2 g vody, Do směsi bylo přidáno 89,4 g předtvarované pěny, vytvořené kompresorem ze směsi vody a povrchově aktivního činidla Lite-Noc 200, vyrobeného společností Gemite Products lne., v poměru 40 : 1 (voda : Lite Con 200). Vzorky byly odlity do plastových nádob, vytvrzeny přes noc, a pak zahřány na dobu 150 minut v páře o

-43teplotě 100 °C. Byly nařezány kostky o velikosti zhruba 4x4x4 cm, a pak byly otestovány měrná

7-a ťllřkx -1 nei/rtMrt 1/ +l^bi i 4.U JU^HU V pwilVJÍ V Liar\M>

Měrná hustota vytvrzených vzorků za sucha se pohybovala mezi 0,6 až 0,7 g/cm³. Pevnost v tlaku byla 4,21 MPa.

Příklad 17 - Nízká hustota, předtvarovaná pěna, kompozit s cenosférami, tvrzení při okolní teplotě, tvrzení v páře, pevnost v tlaku, pevnost v tlaku při vysoké teplotě

1089,6 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 405,6 g cenosfér Fillite 300, vyrobených společností Trelleborg, 306,0 g zhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, a 43,2 g vlákna z wollastonitu nyad G, vyrobeného společností Nyco, bylo smícháno se 211,0 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, 7,0 g změkčovadla Adi-Con SP 500 (polykarboxylát vyrobený společností Gemite Products Inc.) a roztokem 89,6 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 199,0 g vody. Do směsi bylo přidáno 130,2 g předtvarované pěny, vytvořené kompresorem ze směsi vody a povrchově aktivního činidla Lite-Con 200, vyrobeného společností Gemite Products lne., v poměru 40 : 1. Vlhká směs byla nalita do vyložené plastové nádoby. Druhý den byl vzorek rozřezán na dvě poloviny. Jedna polovina byla zahřána na dobu 150 minut v páře o teplotě 100’C. Pro zkoušky v tlaku pak byly nařezány kostky zhruba o velikosti 2,54 x 2,54 x 2,54 cm. Z každého vzorku (vytvrzeného teplem a vytvrzeného vzduchem) byly kostky vysušeny a ohřány na 200 °C.

Hustota za vlhka činila 0,65 g/cm³. Měrná hustota vzorků za sucha, vytvrzených při okolní teplotě, po uplynutí 7 dnů byla 0,636 a po 28 dnech 0,618 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku, vytvrzených při okolní teplotě, po uplynutí 7 dnů byla 1,18 a po 28 dnech 1,75 MPa.

Měrná hustota vzorků za sucha, vytvrzených při okolní teplotě, a poté zahřátých na 200 °C, po uplynutí 7 dnů byla 0,593 a po 28 dnech 0,581 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku,

-44vytvrzených při okolní teplotě, a poté zahřátých na 200 °C, po uplynutí 7 dnů byla 2,96 a po 28 dnech 1 64 MPa.

Měrná hustota vzorků za sucha, vytvrzených v páře při teplotě 100 °C, po uplynutí 7 dnů byla 0,602 a po 28 dnech 0,580 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku, vytvrzených v páře při teplotě 100 °C, po uplynutí 7 dnů byla 4,16 a po 28 dnech 4,00 MPa.

Měrná hustota vzorků za sucha, vytvrzených v páře při teplotě 100 °C, a poté zahřátých na 200 °C, po uplynutí 7 dnů byla 0,590 a po 28 dnech 0,573 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku, vytvrzených v páře při teplotě 100 'C, a poté zahřátých na 200 °C, po uplynutí 7 dnů byla 4,78 a po 28 dnech 6,06 MPa.

Přiklad 18 - Nízká hustota, předtvarovaná pěna, kompozit s cenosférami, tvrzení při okolní teplotě, tvrzení v páře, pevnost v tlaku, pevnost v tlaku při vysoké teplotě

54,6 g strusky, vyrobené společností Lafarge Corp., 1035,0 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 405,6 g cenosfér Fillite 300, vyrobených společností Trelleborg, 306,0 g zhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, a 43,2 g vlákna z wollastonitu nyad G, vyrobeného společností Nyco, bylo smícháno se 211,0 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, 7,0 g změkčovadla Adi-Con SP 500 (polykarboxylát vyrobený společností Gemite Products Inc.) a roztokem 89,6 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, v 180,2 g vody. Do směsi bylo přidáno 133,6 g předtvarované pěny, vytvořené kompresorem ze směsi vody a povrchově aktivního činidla Lite-Con 200, vyrobeného společností Gemite Products lne., v poměru 40 : 1. Vlhká směs byla nalita do vyložené plastové nádoby. Druhý den byl vzorek rozřezán na dvě poloviny. Jedna polovina byla zahřána na dobu 150 minut v páře o teplotě 100 “C. Pro zkoušky v tlaku pak byly nařezány kostky zhruba o velikosti 2,54 x 2,54 x 2,54 cm. Z každého vzorku, vytvrzeného teplem a vytvrzeného vzduchem, byly kostky vysušeny a ohřány na 200 “C.

-45Hustota za vlhka činila 0,70 g/cm³. Měrná hustota vzorků za sucha, vytvrzených při okolní teplotě, nn nniv^n+í 7 r^ni^oi kwl^ A 771 -I «Λ 70 A CO’T «/^«3 η,Λ —X —_______A._____ι.Λ _rw , w» wpu u pu au UIICLH UjUQ/ g/ VIII . riUIIICIHc) pcvuu^l VáUI KU V UdKU, vytvrzených při okolní teplotě, po uplynutí 7 dnů byla 2,17 a po 28 dnech 2,71 MPa.

Měrná hustota vzorků za sucha, vytvrzených při okolní teplotě, a poté zahřátých na 200 °C, po uplynutí 7 dnů byla 0,671 a po 28 dnech 0,677 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku, vytvrzených při okolní teplotě, a poté zahřátých na 200 °C, po uplynutí 7 dnů byla 2,66 a po 28 dnech 2,95 MPa.

Měrná hustota vzorků za sucha, vytvrzených v páře při teplotě 100 °C, po uplynutí 7 dnů byla 0,686 a po 28 dnech 0,663 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku, vytvrzených v páře při teplotě 100 °C, po uplynutí 7 dnů byla 5,50 a po 28 dnech 6,33 MPa.

Měrná hustota vzorků za sucha, vytvrzených v páře při teplotě 100 “C, a poté zahřátých na 200 °C, po uplynutí 7 dnů byla 0,655 a po 28 dnech 0,670 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku, vytvrzených v páře při teplotě 100 °C, a poté zahřátých na 200 °C, po uplynutí 7 dnů byla 4,24 a po 28 dnech 5,63 MPa.

Příklad 19 - Nízká hustota, kompozit s cenosférami, plynný systém, tvrzení při okolní teplotě, tvrzení v páře, pevnost v tlaku

76,0 g strusky, vyrobené společností Lafarge Corp., 28,40 g cenosfér Fillite 300, vyrobených společností Trelleborg, 21,0 g zhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, 8,0 g suchého křemičitanu sodného G, vyrobeného společností National Silicates, 1,25 g rychle reagujícího kysličníku hlinitého, vyrobeného společností Eckhart, 1,25 g pomalu reagujícího kysličníku hlinitého, vyrobeného společností Eckhart, a 1,0 g suchého změkčovadla Adi-Con SP 200 (sodná sůl kondenzátu melamin-formaldehydu, vyrobená společností Gemite Products tne.) bylo promícháno a vmícháno do roztoku 10,0 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 58,0 g vody. Vlhká směs byla umístěna do čtyřhranné

-46formy a víko bylo zajištěno pomocí svorek. Po ztuhnutí byl vzorek vyjmut z formy a rozřezán na druhá byla vytvrzena vzduchem.

Měrná hustota vzorků vytvrzených při okolní teplotě za sucha byla po uplynutí 7 dnů 0,261 a po 28 dnech 0,257 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku, vytvrzených při okolní teplotě, po uplynutí 7 dnů byla 0,86 a po 28 dnech 0,92 MPa. Měrná hustota vzorků vytvrzených v páře za sucha byla po uplynutí 7 dnů 0,212 a po 28 dnech 0,219 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku po tepelném vytvrzení byla po uplynutí 7 dnů 0,93 a po 28 dnech 0,97 MPa.

Příklad 20 - Nízká hustota, plynný systém, tvrzení při okolní teplotě, tvrzení v páře, pevnost v tlaku

183,6 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 9,0 g zhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, 30,60 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, a 3,0 g pomalu reagujícího kysličníku hlinitého, vyrobeného společností Eckhart, bylo smícháno s roztokem 13,0 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 24,0 g vody. Vlhká směs byla umístěna do čtyřhranné formy a víko bylo zajištěno pomocí svorek. Po ztuhnutí byl vzorek vyjmut z formy a rozřezán na dvě poloviny. Jedna polovina byla vytvrzena teplem po dobu 150 minut v páře o teplotě 100 °C, druhá byla vytvrzena vzduchem.

Měrná hustota vzorků vytvrzených při okolní teplotě za sucha byla po uplynutí 7 dnů 0,226 a po 28 dnech 0,231 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku, vytvrzených při okolní teplotě, po uplynutí 7 dnů byla 0,38 a po 28 dnech 0,39 MPa. Měrná hustota vzorků vytvrzených v páře za sucha byla po uplynutí 7 dnů 0,203 a po 28 dnech 0,207 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku po tepelném vytvrzení byla po uplynutí 7 dnů 0,41 a po 28 dnech 0,42 MPa.

-47Příklad 21 - Nízká hustota, kompozit s cenosférami, plynný systém, tvrzení při okolní teplotě, tvrzen· v pare, pevnost v tisku

11,4 g strusky, vyrobené společností Lafarge Corp., 4,2 g cenosfér Fillite 300, vyrobených společností Trelleborg, 165,2 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 11,2 g nezhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, 30,6 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, 0,7 g HDK-N20 (křemičité úlety od společnosti Wacker) a 3,0 g pomalu reagujícího kysličníku hlinitého, vyrobeného společností Eckhart, bylo smícháno s roztokem 10,0 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 23,2 g vody. Vlhká směs byla umístěna do čtyřhranné formy a víko bylo zajištěno pomocí svorek. Po ztuhnutí byl vzorek vyjmut z formy a rozřezán na dvě poloviny. Jedna polovina byla vytvrzena teplem po dobu 150 minut v páře o teplotě 100 °C, druhá byla vytvrzena vzduchem.

Měrná hustota vzorků vytvrzených při okolní teplotě za sucha byla po uplynutí 7 dnů 0,306 a po 28 dnech 0,302 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku, vytvrzených při okolní teplotě, po uplynutí 7 dnů byla 0,73 a po 28 dnech 0,72 MPa. Měrná hustota vzorků vytvrzených v páře za sucha byla po uplynutí 7 dnů 0,290 a po 28 dnech 0,297 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku po tepelném vytvrzení byla po uplynutí 7 dnů 0,74 a po 28 dnech 0,75 MPa.

Příklad 22 - Nízká hustota, plynný systém, tvrzení při okolní teplotě, tvrzení v páře, pevnost v tlaku

8,8 g kalcifikovaného křemičitanu hlinitého, vyrobeného společností Engelhard Corporation, 2,9 g suchého křemičitanu sodného G, vyrobeného společnosti National Silicates, 5,0 g hlinitanu sodného, vyrobeného společností Alphachem, 0,2 g HDK-N20 (křemičité úlety od společnosti Wacker) a 0,6 g pomalu reagujícího kysličníku hlinitého, vyrobeného společností Eckhart, bylo smícháno s roztokem 1,8 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 20,2 g vody. Vlhká směs byla umístěna do čtyřhranné formy a víko bylo zajištěno pomocí svorek. Po ztuhnutí byl vzorek vyjmut z formy a rozřezán na dvě poloviny. Jedna polovina

-48byla vytvrzena teplem po dobu 150 minut v páře o teplotě 100 °C, druhá byla vytvrzena vzduchem.

Měrná hustota vzorků vytvrzených při okolní teplotě za sucha byla po uplynutí 7 dnů 0,336 a po 28 dnech 0,332 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku, vytvrzených při okolní teplotě, po uplynutí 7 dnů byla 0,41 a po 28 dnech 0,44 MPa. Měrná hustota vzorků vytvrzených v páře za sucha byla po uplynutí 7 dnů 0,324 a po 28 dnech 0,329 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku po tepelném vytvrzení byla po uplynutí 7 dnů 0,52 a po 28 dnech 0,56 MPa.

Příklad 23 - Nízká hustota, předtvarovaná pěna, kompozit s cenosférami, tvrzení při okolní teplotě, tvrzení v páře, pevnost v tlaku

630,0 g strusky, vyrobené společností Lafarge Corp., 270,0 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 300,0 g cenosfér Fillite 300, vyrobených společností Trelleborg, 220,0 g zhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, 12,0 g suchého změkčovadla Adi-Con SP 200 (sodná sůl kondenzátu melamin-formaldehydu, vyrobená společností Gemite Products lne.), 56,0 g uhličitanu sodného, vyrobeného společností Alphachem, 0,5 g X uhlíkových vláken, vyrobených společností Zoltek, bylo smícháno s 250,0 g roztoku křemíčitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, a roztokem 80,0 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 223,6 g vody. Po smíchání bylo do směsi přidáno 122,0 g předtvarované pěny, vytvořené kompresorem ze směsi vody a povrchově aktivního činidla Lite-Con 200, vyrobeného společností Gemite Products lne., v poměru 40 : 1. Vlhká směs byla nalita do vyložené plastové nádoby. Po vytvrzení po dobu 24 hodin byl vzorek rozřezán na dvě poloviny. Jedna polovina byla vytvrzena v laboratorních podmínkách po dobu 7 a 28 dnů, druhá byla vytvrzena po dobu 150 minut v páře o teplotě 100 °C, a pak vytvrzena v laboratorních podmínkách po dobu 7 a 28 dnů.

Pro zkoušky v tlaku pak byly nařezány kostky zhruba o velikosti 2,54 x 2,54 x 2,54 cm. Měrná hustota vzorků za sucha, vytvrzených při okolní teplotě, po uplynutí 7 dnů byla 0,575 a po 28

-49dnech 0,5295 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku, vytvrzených při okolní teplotě, po r mlvnijtí 7 řinu hwH Π BC a nn Ίδ rlnark n 74 MD» +. ... j._______'.-L - **

-r τ -«t· * - jrm <_«j «. ivvi v, * -r ivn u. ι ι νιιιι^ι «ια LUI IM3L V4UI IKU vyiVI lyCIl pi I UKUHII teplotě byla po uplynutí 7 dnů 16,6 a po 28 dnech 6,98 liber/palec.

Měrná hustota vzorků za sucha, vytvrzených v páře při teplotě 100 °C, po uplynutí 7 dnů byla 0,576 a po 28 dnech 0,588 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku, vytvrzených v páře při teplotě 100 °C, po uplynutí 7 dnů byla 1,19 a po 28 dnech 2,39 MPa. Průměrná tuhost vzorků vytvrzených v páre při teplotě 100 °C, byla po uplynutí 7 dnů 39,36 a po 28 dnech 45,71 liber/paiec.

Příklad 24 - Nízká hustota, předtvarovaná pěna, kompozit s cenosférami, tvrzení při okolní teplotě, tvrzení v páře, pevnost v tlaku

630,0 g strusky, vyrobené společností Lafarge Corp., 270,0 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 300,0 g cenosfér Fillite 300, vyrobených společností Trelleborg, 220,0 g zhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, 12,0 g suchého změkčovadla Adi-Con SP 200 (sodná sůl kondenzátu melamin-formaldehydu, vyrobená společností Gemite Products lne.), 56,0 g uhličitanu sodného bylo smícháno s 250,0 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, a roztokem 80,0 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 223,6 g vody. Do směsi bylo přidáno 122,0 g předtvarované pěny, vytvořené kompresorem ze směsi vody a povrchově aktivního činidla Lite-Con 200, vyrobeného společností Gemite Products lne., v poměru 40:1. Vlhká směs byla nalita do vyložené plastové nádoby. Po vytvrzení po dobu 24 hodin byl vzorek rozřezán na dvě poloviny. Jedna polovina byla vytvrzena v laboratorních podmínkách po dobu 7 a 28 dnů, druhá byla vytvrzena po dobu 150 minut v páře o teplotě 100 °C, a pak vytvrzena v laboratorních podmínkách po dobu 7 a 28 dnů.

Pro zkoušky v tlaku pak byly nařezány kostky zhruba o velikosti 2,54 x 2,54 x 2,54 cm. Měrná hustota vzorků za sucha, vytvrzených při okolní teplotě, po uplynutí 7 dnů byla 0,540 a po 28

-50dnech 0,489 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku, vytvrzených při okolní teplotě, po uplynutí 7 hwl-i A QA -1 «λ ΊΟ A Π k R-Λ — *.. U i..°. . „ j.. y· . 1 1 * . i . v / umu uyiu uncial v,/1 ivitci. riuinciiid iuíiu^i vzuiku vytvrzenycri pri οκοιηι tepioie byla po uplynutí 7 dnů 11,14 a po 28 dnech 7,64 liber/palec.

Měrná hustota vzorků za sucha, vytvrzených v páře při teplotě 100 °C, po uplynutí 7 dnů byla 0,556 a po 28 dnech 0,569 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku, vytvrzených v páře při teplotě 100 “C, po uplynutí 7 dnů byla 0,91 a po 28 dnech 2,08 MPa. Průměrná tuhost vzorků vytvrzených v páře při teplotě 100 °C, byla po uplynutí 7 dnů 36,28 a po 28 dnech 42,93 liber/palec.

Příklad 25 - Střední hustota, pěnidlo, kompozit s cenosférami, tvrzení při okolní teplotě, pevnost v tlaku

1089,6 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 405,6 g cenosfér Fillite 300, vyrobených společností Trelleborg, 306,0 g zhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, a 43,2 g vlákna z wollastonitu nyad G, vyrobeného společností Nyco, bylo smícháno se 211,0 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, 7,0 g změkčovadla Adi-Con SP 500 (polykarboxylát vyrobený společností Gemite Products lne.), přídavkem 1,4 g pěnidla Lite-Con 300 (vyrobeného společností Gemite Products Inc.), a roztokem 89,6 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 199,0 g vody. Vlhká směs byla na jeden den nalita do vyložené plastové nádoby a zakryta polyetylénem, aby vytvrdla, a pak uložena za laboratorních podmínek.

Hustota za vlhka činila 1,39 g/ml. Průměrná měrná hustota za sucha po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 85 dnů byla 1,31 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku, vytvrzených při okolní teplotě, byla po 85 dnech 16,8 MPa.

-51Příklad 26 - Střední hustota, pěnidlo, kompozit s cenosférami, tvrzení při okolní teplotě, pevnost

1089,6 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 405,6 g cenosfér Fillite 300, vyrobených společností Trelleborg, 306,0 g zhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, a 43,2 g vlákna z wollastonitu nyad G, vyrobeného společností Nyco, bylo smícháno se 211,0 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, 7,0 g změkčovadla Adi-Con SP 500 (polykarboxylát vyrobený společností Gemite Products lne.), přídavkem 9,8 g pěnidla Lite-Con 300 (vyrobeného společností Gemite Products Inc.), a roztokem 89,6 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 199,0 g vody. Vlhká směs byla na jeden den nalita do vyložené plastové nádoby a zakryta polyetylénem, aby vytvrdla, a pak uložena za laboratorních podmínek.

Hustota za vlhka činila 1,22 g/ml. Měrná hustota za sucha po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 81 dnů byla 1,12 g/cm³. Průměrná pevnost vzorků v tlaku, vytvrzených při okolní teplotě, byla po 85 dnech 10,8 MPa.

Příklad 27 - Střední hustota, pěnidlo, kompozit s cenosférami, tvrzení při okolní teplotě, pevnost v tlaku

1089,6 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 405,6 g cenosfér Fillite 300, vyrobených společností Trelleborg, 306,0 g zhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, a 43,2 g vlákna z wollastonitu nyad G, vyrobeného společností Nyco, bylo smícháno se 211,0 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, 7,0 g změkčovadla Adi-Con SP 500 (polykarboxylát vyrobený společností Gemite Products lne.), přídavkem 14,0 g pěnidla Lite-Con 300 (vyrobeného společností Gemite Products Inc.), a roztokem 89,6 g hydroxidu draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 229,0 g vody. Vlhká směs byla na čtyři dny nalita do vyložené plastové nádoby a zakryta polyetylénem, aby vytvrdla, a pak uložena za laboratorních podmínek.

-52Hustota za vlhka činila 1,0 g/ml. Měrná hustota za sucha po vytvrzení pří okolní teplotě po i inlwm ití 4Q rlm°i Rwla Π Q1 >>+bl,., -3: — —/

T-x wp_U wjvj. 6/^vl * «winvina jjcviiupi V4ui r\u v ugnu, vyLViz.eiiyv.il μι i uitvilll teplotě, byla po 85 dnech 1,55 MPa.

Příklad 28

1449,0 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 4381,2 g jemného tříděného křemenného písku a 236,6 g nezhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, bylo promícháno a vmícháno do 67,2 g změkčovadla Adi-Con SP 500 (polykarboxylát vyrobený společností Gemite Products lne.), 294,8 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, 89,6 g hydroxidu draselného a 156,4 g vody. Druhý vzorek byl vyroben s přídavkem 14,49 g ošetřených křemičitých úletů (hydrofobní nanočástice vyrobené společností Cabot). Byly odlity dvě tenké desky o rozměrech 30,8 x 11,4 x 0,6 cm, které byly následně zakryty na 4 až 5 dnů polyetylénem. Po vyjmutí z formy byly desky vytvrzeny při okolní teplotě po dobu dalších 7 dnů.

Po vytvrzení byly ke každé desce epoxidovou pryskyřicí přilepeny čtyři 1,25 PVC trubky. Po uschnutí pryskyřice, po 2 až 3 dnech, byla do dvou trubek na každé desce nalita 18 % kyselina solná a do zbývajících dvou trubek 19,2 % kyselina sírová. Po 3 dnech byly trubky na jedné desce otevřeny a byla změřena penetrace. Trubky na druhé desce byly otevřeny po prvních známkách penetrace, popř. po 28 dnech, podle toho, k čemu došlo dříve.

Po 3 dnech kyselina solná zcela pronikla do hloubky 6 mm kontrolního vzorku. U vzorku s hydrofobními nanočásticemi dosáhla penetrace za stejné období 2,54 mm. K plné penetraci u vzorku s hydrofobními částicemi nedošlo ani po dalších 12 dnech, tj. celkem po 15 dnech. Po 3 dnech pronikla kyselina sírová do hloubky 4,06 mm kontrolního vzorku a 1,23 mm vzorku s hydrofobními nanočásticemi. Po 28 dnech činila penetrace kyselinou sírovou u kontrolního vzorku 5,6 mm a u vzorku s hydrofobními nanočásticemi 2,9 mm.

-53Příklad 29

-—to & -“ —'n »y>wuciic ^puickiiuou Ldidige v.uiμ., οοζ,η g popiiKu inay h, vyrooeneno společností Separation Tech, 2503,8 g tříděného jemného křemenného písku, 2,0 g HDK-N20 (křemičité úlety od společnosti Wacker), a 134,8 g nezhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, bylo promícháno a vmícháno do 7,6 g změkčovadla Adi-Con SP 500 (polykarboxylát vyrobený společností Gemite Products lne.), 168,4 g roztoku křemičitanu sodného N, vyrobeného společností National Silicates, a roztoku 70,0 g hydroxidu draselného ve 200,6 g vody. Druhý vzorek byl vyroben s přídavkem 8,28 g ošetřených křemičitých úletů (hydrofobní nanočástice vyrobené společností Cabot). Byly odlity dvě tenké desky o rozměrech 30,8 x 11,4 x 0,6 cm, které byly následně zakryty na 4 až 5 dnů polyetylénem. Po vyjmutí z formy byly desky vytvrzeny při okolní teplotě po dobu dalších 7 dnů.

Po vytvrzení byly ke každé desce epoxidovou pryskyřicí přilepeny dvě 1,25 PVC trubky. Po uschnutí pryskyřice, po 2 až 3 dnech, byla do každé trubky nalita 18 % kyselina solná. Po 3 dnech byly trubky na jedné desce otevřeny a byla změřena penetrace. Trubky na druhé desce byly otevřeny po prvních známkách penetrace, popř. po 28 dnech, podle toho, k čemu došlo dříve.

Po 3 dnech pronikla kyselina solná do hloubky 4,6 mm kontrolního vzorku a 2,6 mm vzorku s hydrofobními nanočásticemi. Kompletně kyselina solná penetrovala do hloubky 6 mm desek po 7 dnech u kontrolního vzorku a 13 dnech u vzorku s hydrofobními nanočásticemi.

Příklad 30 - Střední hustota, pěnidlo, kompozit s cenosférami, tvrzení při okolní teplotě, pevnost v tlaku, pevnost v tlaku při vysoké teplotě, chemická odolnost

660,9 g popílku třídy F, vyrobeného společností Separation Tech, 246,0 g cenosfér Fillite 300, vyrobených společností Trelleborg, 185,6 g zhuštěných křemičitých úletů, vyrobených společností Norchem, 26,2 g vlákna z wollastonitu nyad G, vyrobeného společností Nyco, 70,2 g skleněných mikrosfér o velikosti 2,0 mm, vyrobených společností Poraver, a 86,8 g skleněných mikrosfér o velikosti 1,0 mm, vyrobených společností Poraver, bylo smícháno se 128,0 g roztoku křemičitanu

-54sodného N, vyrobeného společností National Silicates,

4,2 g změkčovadla Adi-Con SP 500 draselného analytické kvality, vyrobeného společností Alphachem, ve 121,2 g vody. Byly odlity kostky o rozměrech 5x5x5 cm, které byly na dva dny naloženy do polyetylénu, aby se vytvrdily; pak byly skladovány za laboratorních podmínek. Další vzorky byly skladovány za okolních laboratorních podmínek a po 7 a 28 dnech zahřány po dobu 5 hodin na teplotu 200 °C.

Průměrná měrná hustota za sucha po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 7 dnů byla 1,12 a po 28 dnech 1,10 g/cm³. Průměrná pevnost po vytvrzení při okolní teplotě po uplynutí 7 dnů byla 8,08 a po 28 dnech 11,63 MPa. Po ohřátí vzorků na teplotu 200 °C po dobu 5 hodin byla průměrná měrná hustota za sucha po 7 dnech 0,98 a po 28 dnech 1,01 g/cm³. Po ohřevu vzorků na teplotu 200°C po dobu 5 hodin činila pevnost v tlaku po 7 dnech 11,15 a po 28 dnech 11,63 MPa.

Další vzorky byly vytvrzeny okolním vzduchem po dobu 7 dnů, rozřezány asi na rozměry 2,54 x 2,54 x 2,54 cm, a poté vloženy do 18 % kyseliny solné, 9,6 % kyseliny sírové a 10 % hydroxidu sodného. Vzorky se každý den vážily, aby se zjistila jejich chemická odolnost. Po 36 dnech byl průměrný nárůst hmotnosti u vzorků naložených v 18 % kyselině solné 0,7 %. Pokud jde o vzorek naložený v 9,6 % kyselině sírové, činil průměrný nárůst hmotnosti po 36 dnech 10,2 %.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení nalezne použitím především jako nátěry a malty odolné kyselinám, k použití při ochraně betonu před kyselinami. Doplněním kamenných kameniv do malty bude vyroben beton odolný kyselinám. Beton lze použít při budování podlah odolných kyselinám a při prefabrikaci odolných cihel. Důležitou vlastností tohoto materiálu je kombinace odolnosti vůči kyselinám i vysokým teplotám.

-55Nátěry a malty odolné vysokým teplotám. Ty lze používat pro vyvložkování konstrukcí W^tavpnúrh nůcnhaní inicnkii-h tnnlnt ' i_______ < । .

. ,_ια. (---,------ napi. v y viuímjvα111 ^UtlllllU U IlOVýCH SldVCD a rekonstrukcí. Materiály jsou mimořádně vhodné při vysokých teplotách v komínech a odplyňovacích pecích vystavených působení kyselých výparů ze spalování uhlí s vysokým obsahem síry, popř. z odplyňování síry z kovových rud před tavením.

Produkty se velmi dobře pojí s čistou ocelí. Díky pevného spoji a vysoké alkalinitě jsou tyto materiály velmi vhodné pro ochranu oceli proti korozi.

Malty s vysokým obsahem cenosfér a buněčné malty jsou velmi vhodné jako ochrana proti korozi pod izolací (GUI). To jsou případy, kdy se ocelové potrubí zahřívá na vysoké teploty a musí být chráněno před korozí, a současně je nutné chránit pracovníky před poraněním způsobeným náhodným dotykem povrchu tohoto potrubí. Na povrch těchto potrubí se obvykle nanášejí velmi drahé polymemí nátěry odolné vysokým teplotám izolace je zajištěna sklem nebo skelnou vatou. Hlavním problémem takového systému jsou velmi obtížné kontroly stavu ochrany proti korozi. Pojivo s vysokým obsahem cenosfér či jiný typ lehkého pojivá s kamenivem vytváří izolační vrstvu, a současně zajišťuje snadnou kontrolu ochrany proti korozi.

Kromě toho lze tyto materiály použít u prefabrikovaných produktů, například trubek, poklopů a dalších betonových prefabrikátů vystavených působení kyselého prostředí.

Lehké kompozity mohou být použity jako materiály odolné kyselinám a vysokým teplotám ve formě bloků a panelů pro ochranu a tepelnou izolaci odplyňovacího zařízení v uhelných elektrárnách, metalurgii, v komínech, zařízení pro chemický průmysl, izolaci horkých potrubí a dalších souvisejících oblastech.

Claims (15)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Cementové kompozity odolné kyselinám a vysokým teplotám, vyznačující se tím, že základní hmotu tvoří popílek třídy F o velikosti od 1 mikronu do 150 mikronů a/nebo rozmělněná struska obsahující asi 30 % hm. Oxidu vápenatého, alkalicky aktivovaného křemičitanem sodným a/nebo hydroxidem draselným v kombinaci s křemičitany alkalických kovů, u kterých se koncentrace hydroxidu draselného nebo sodného pohybuje mezi 3,0 a 15,0 % hmotn. z hmotnosti základní hmoty - pojivá, definované jako hmotnost samotného popílku třídy F nebo popílku třídy F dohromady s rozmělněnou struskou, koncentrace tekutého křemičitanu sodného nebo draselného se pohybuje mezi 3 až 30 % hmotn., přičemž tekutý křemičitan sodný nebo draselný obsahuje 8,9 % Na2O nebo K2O a 28,7 % S1O2, což vychází z hmotnosti základní hmoty, definované jako hmotnost samotného popílku třídy F nebo popílku třídy F dohromady s rozmělněnou struskou, a při použití pevného křemičitanu sodného nebo draselného se obsah pohybuje mezi 1 a 15 % hmotnosti základní hmoty, na základě hmotnosti základní hmoty, definované jako hmotnost samotného popílku třídy F nebo popílku třídy F dohromady s rozmělněnou struskou, přičemž pevný křemičitan sodný nebo draselný obsahuje 19 % Na₂O nebo K₂O a 61%SiO₂.

2. Cementové kompozity podle 1. nároku, vyznačující se tím, že obsahují zpomalovače, jako je kyselina citrónová, citronan sodný, kyselina vinná či vínan sodný a/nebo jiné organické kyselé sloučeniny mezi 0 a 2 % hmotnosti základní hmoty.

3. Cementové kompozity podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že obsahují nezhuštěné a/nebo zhuštěné křemičité úlety, amorfní oxid křemičitý získaný jako vedlejší produkt při výrobě ferosilicia, přičemž obsah zhuštěných křemičitých úletů se pohybuje mezi 0 až 30 % hmotnosti základní hmoty.

4. Cementové kompozity podle nároku 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že obsahují vysrážené

m chnmyii i

UICLU vytvořené při spalování chloridu křemičitého v proudu vodíku, přičemž množství křemíku z úletů se pohybuje mezi 0 a 5 % hmotnosti základní hmoty.

5. Cementové kompozity podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že další složkou kompozitu jsou plniva, přičemž křemenný písek pro malty a kamenná plniva dává kompozitu hustotu mezi 2,1 g/cm³ až asi 2,45 g/cm³.

6. Cementové kompozity podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že obsahují činidla na bázi polykarboxylátů.

7. Cementové kompozity podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že obsluhují hydrofobní částice, jako jsou sílaném ošetřené křemičité úlety a/nebo jiné hydrofobní částice, obvykle z oxidu křemičitého.

8. Cementové kompozity podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že mají pomocí matematického modelování minimalizován volný meziprostor mezi částicemi při různých rozloženích.

9. Cementové kompozity podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že cementové systémy jsou zahřívány na teploty až 80 až 100 °C vytvrzováním v páře.

10. Cementové kompozity podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že základní hmota je smíchána se cenosférami a/nebo lehkým kamenivem ze skupiny perlitu, expandované břidlice nebo jílu, přičemž cenosféry jsou duté keramické mikrosféry s hustotou mezi 0,3 až 0,8 g/cm³ a velikostí mezi 10 a 600 mikrony a obsahem 56 až 64 % SiCh a 28 až 35 % AI₂O₃.

11 roman+rtl/ů t/Amnrk-ri+u λλ/ΙΙλ LtA^Ák«L«l: — .-ί__1.Λ _______*..*_/__*Λ.. ν_ **. >xviii^WiH.y μ w νι ic mci ci lUIWII 4 PICULIIUUUI IIO1V^U_r VyZIIULUJiU Ať Um_f ZC základní hmota je smíchána s porézními skleněnými částicemi o různé velikosti, od 0,1 do 0,8 mm.

12. Způsob výroby cementového kompozitu podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se míchá základní hmota s předtvarovanou pěnou vyrobenou v pěnovém generátoru, přičemž hustota předtvarované pěny je 13 g/l a měrná hustota se pohybuje mezi 2,2 až 0,2 g/cm³.

13. Způsob výroby podle nároku 12, vyznačující se tím, že se vytváří struktura vzduchových buněk v základní hmotě při míchání, přičemž hustoty od 2,2 g/cm³ až 1 g/cm³ se dosahuje vytvořením struktury vzduchových buněk v kašovité hmotě při míchání, a to přidáním vhodných pěnidel, ze skupiny alfa-olefin, sulfonát sodný, alkylsíran, alkyléter síran, modifikované přírodní bílkoviny, syntetické bílkoviny.

14. Způsob výroby podle nároku 13, vyznačující se tím, že se během tuhnutí základní hmoty přivádí plyn.

15. Způsob výroby podle kteréhokoli z nároků 12 až 14, vyznačující se tím, že předtvarovaná pěna se vyrábí v pěnovém generátoru pomocí vody, stlačeného vzduchu a vhodného povrchově aktivního pěnidla, přičemž hustota předtvarované pěny je 13 g/l a množství předtvarované pěny se pohybuje mezi 0 a 20 % hmotnosti základní hmoty.