CZ2014431A3 - Způsob přípravy plynosilikátů bez použití autoklávu z energetických produktů - Google Patents
Způsob přípravy plynosilikátů bez použití autoklávu z energetických produktů Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2014431A3 CZ2014431A3 CZ2014-431A CZ2014431A CZ2014431A3 CZ 2014431 A3 CZ2014431 A3 CZ 2014431A3 CZ 2014431 A CZ2014431 A CZ 2014431A CZ 2014431 A3 CZ2014431 A3 CZ 2014431A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- weight
- fly ash
- mixture
- fluid
- ash
- Prior art date
Links
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 8
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 title 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims abstract description 44
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 28
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 14
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims abstract description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- -1 polyoxyethylene aminodiphosphonate Polymers 0.000 claims abstract description 5
- UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-M phosphonate Chemical compound [O-]P(=O)=O UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 3
- 239000002956 ash Substances 0.000 claims description 19
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 12
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 4
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims description 3
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 2
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 125000006353 oxyethylene group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 15
- 239000004571 lime Substances 0.000 abstract description 10
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical class O=C.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 24
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 9
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 9
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 9
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 7
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 7
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 7
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910001653 ettringite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 238000012552 review Methods 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 2
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical class OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- UGGQKDBXXFIWJD-UHFFFAOYSA-N calcium;dihydroxy(oxo)silane;hydrate Chemical compound O.[Ca].O[Si](O)=O UGGQKDBXXFIWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002790 naphthalenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Popisuje se způsob přípravy plynosilikátů, který využívá energetické produkty tvořené fluidním popílkem z procesu fluidního spalování uhlí s mletým vápencem, který obsahuje kromě hlinitokřemičité látky také nejméně 2 % hmotn. volného CaO a nejméně 2 % hmotn. CaSO.sub.4.n.. Fluidní popílek se smísí s vodou, obsahující plastifikátor pro zlepšení reologických vlastností v koncentraci 0,2 a 3 % hmotn., vztaženo na hmotnost fluidního popílku, a k této směsi se přidá 2 až 30 % hmotn. vápenného hydrátu nebo nehašeného vápna, a dále 0,1 až 5 % plynotvorné látky hliníku, vztaženo na hmotnost fluidního popílku, kde poměr voda/fluidní popílek je 0,5 až 1,5, připravená směs se vloží do formy a uloží se při teplotě 15 až 25 .degree.C a/nebo se směs propaří v horké vodní páře při atmosférickém tlaku v uzavřeném prostoru při teplotě 40 až 95 .degree.C po dobu 2 až 36 hodin. Lze též použít hmotnostní poměr fluidního a elektrárenského křemičitého popílku je 20:80 až 80:20. Plastifikátor je s výhodou vybrán ze skupiny tvořené sulfonovanými polymery melaminu s formaldehydem, polymery polykaraboxyletherů, nebo polymery fosfonátů, kde základní jednotka je například aminodifosfonát polyoxyethylenu.
Description
Způsob přípravy plynosilikátů bez použití autoklávu z energetických produktů
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu přípravy plynosilikátů bez použití autoklávu z energetických produktů, zejména elektrárenského fluidního popílku.
Dosavadní stav
Porézní materiály mají široké pole uplatnění např. jako membrány pro čištění, vysoce účinné adsorpční látky, katalyzátory až po stavební hmoty. Makroporézní materiály (podle klasifikace IUPAC s póry většími než 50 nm) - pěny jsou na bázi organických (polymerních látek), kovů nebo anorganických látek (sklo, keramika, vápenné hydratované látky). Organické pěny - především polymerní - se vytvářejí vakuovou expanzí nebo vytlačováním taveniny polymeru do vakuové komory, nebo i jednoduchým mícháním nebo tlakovým foukáním plynu do taveniny polymeru. Polymerní pěny jsou pro svou nízkou hmotnost a dobré tepelné a zvukové izolační vlastnosti vhodné pro výrobu obalových a stavebních izolačních prvků. Hlavní nevýhodou těchto pěn je jejich hořlavost, které omezuje maximální teploty použití do cca 50-Ú20 °C . Při teplotách 350^500 °C dochází k jejich vzplanutí. Z tohoto důvodu se používají více odolné anorganické makroporézní materiály, jako jsou pórobetony. Pórobetony jsou připravovány z vápenných nebo cementových kaší, do nichž se přidává plynotvorná přísada Al prášek, H2O2, CaC2, O2. Vývoj plynu vytváří makroporézní strukturu, která je zachována po zatvrdnutí. Další možností přípravy anorganických pěn je míšení popravené pěny s cementovou nebo vápennou kaší. Jako pěnotvorné látky je používána řada tenzidů. Nejvíce vyráběným makroporézním materiálem jsou autoklávované vápenosilikátové látky. Vyrábí se ze směsi obsahující křemenné/hlinité a vápenaté látky za přísady práškového Al. Za hydrotermálních podmínek (v autoklávu) vzniká pevná struktura krystalických vápenatých hydrosilikátů. Autoklávované vápenosilikátové výrobky mají výborné tepelně izolační a akustické vlastnosti a jsou široce používány ve stavebnictví. Pro přípravu vápenosilikátových výrobků se užívá řada látek, především z energetických výrob, jako je popílek. Pro použití popílků pro výrobu autoklávovaných hmot jsou stanoveny podmínky uvedené v normách: ČSN 72 2080 Fluidní popel a fluidní popílek pro stavební účely - Společná ustanovení, požadavky a metody zkoušení, ČSN 72 2071 Popílek pro stavební účely - Společná ustanovení, požadavky a metody zkoušení, ČSN 72 2072-5 Popílek pro stavební účely- Část 5: Popílek pro výrobu pórobetonu
Energetický produkt -elektrárenské popílky (ve smyslu ČSN EN 450, ČSN 72 2071... nazývané křemičitými popílky) vznikají při spalování uhlí v tepelných elektrárnách. Jsou to nespalitelné zbytky z uhlí a jejich chemické, mineralogické složení a morfologie je závislé na složení uhlí a podmínkách spalování. Chemické složení je různé a pohybuje se v poměrně širokém rozsahu (přepočtené na oxidy) S1O210 až 50%, AI2O3 19 až 30%, Fe2O3 5 až 16%, CaO 2 až 20%, MgO 0,3 až 3%, SO3 0,1 až 0,9%. Mohou obsahovat v závislosti na lokalitě uhlí i řadu dalších prvků. Popílky obsahují skelnou či silně slinutou fázi na bázi křemičitanů, která obsahuje řadu prvků, především Al, Ca, Mg, Fe a další. Dále pak obsahují krystalické minerály jako je mullit, křemen, hematit a řadu dalších v závislosti na složení uhlí a podmínkách spalování. Rovněž morfologie částic popílku je pestrá, nejčastěji se vyskytuje kulovitý tvar částic. Rozsáhlý přehled o dosavadním stavu využití křemičitých popílků byl uveřejněn v M. Ahmaruzzaman „A review on the utilization of flyash“, Progress in Energy and Combustion Science, díl 36, č. 3, červen 2010, str. 327-363.
Dalším energetickým produktem je fluidní popílek ze spalování uhlí s mletým vápencem (ve smyslu ČSN 72 2080.... fluidní popílek). Mleté uhlí (lignit) se spaluje s přídavkem vápence jako sorbentu při relativně nízké teplotě 800 až 850°C, která je optimální pro absorpci SO2 vznikajícím CaO. Fluidní popílky jsou charakteristické vyšším obsahem Ca na rozdíl od křemičitých popílků. Fluidní popílek obsahuje hlinitokřemičité fáze z nespalitelných částí uhlí, anhydrit CaSO4, křemen SiO2, hematit Fe2O3, magnetit Fe3O4, CaO, kalcit CaCO3. Může obsahovat 10 až 20% volného CaO, které má vzhledem k teplotě spalování charakter měkce páleného vápna.
> · * ., * > , . . ' ,, · · · • 3 J . « J. ·
.... . ·
Podobným energetickým produktem je ložový popel ze spalování uhlí s mletým vápencem, kdy se jedná o fluidní popílek s kusy slinutých agregátů.
Technologie výroby autoklávovaných vápenosilikátových hmot je široce používaná, přehled je uveden v článku N. Narayanan, K. Ramamurthy „ Structure and properties of aerated concrete: a review“ Cement and Concrete Composites Volume 22, Issue 5, October 2000, strana 321-329. Dále pak ve sborníku „Autoclaved aerated concrete: properties, testing and design“ RILEM recommended practice: RILEM Technical Committees 78-MCA and 51-ALC, S Aroni - 1993 - CRC Pressl Lie. Technologie výroby autoklávovaných vápenosilikátových hmot jsou známy v řadě variant, jak ukazují firemní materiály výrobců jako je Ytong, Hebei a další.
Je známo tepelné hydrotermální zpracování fluidního popílku při teplotách vyšších Λ λ než 100 °jC, optimálně při 175 až 230 iC v autoklávu z prací „Cementitious Materials Based on Fluidized Bed Coal Combustion“ autorů Havlica J., Odler I., Brandštetr J., Mikulíková R., Walther D. v Advances Cem. Res. 16 (2004), No. 2, s. 61-67 a „Durability of autoclaved aerated concrete produced from fluidized fly ash“ autorů Drábik M.,Balkovic S., Peteja M. v Cement-Wapno-Gips str.29-33, no.7, 2011.
Základní nevýhodou přípravy vápenosilikátových hmot je nutnost , použití
Λ hydrotermálního procesu v autoklávu při teplotách 170*195 °C po dobu 12*16 hodin. Při tomto postupu vznikají krystalické hydrosilikáty vápenaté např. xonotlit, hillebrandit a další.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody odstraňuje způsob přípravy plynosilikátů bez použití autoklávu, který podle vynálezu využívá energetické produkty tvořené fluidním popílkem z procesu fluidního spalování uhlí s mletým vápencem, který obsahuje kromě hlinitokřemičité látky také nejméně 2 % hmotn. volného CaO a nejméně 2% hmotn. CaSO4. Fluidní popílek se smísí s vodou, obsahující plastifikátor pro zlepšení reologických vlastností v koncentraci 0,2 až 3% hmotn., vztaženo na hmotnost / fluidního popílku, a k této směsi se přidá 2 až 30% hmotn. vápenného hydrátu nebo nehašeného vápna, a dále 0,1 až 5% plynotvorné látky, např. hliníku, vztaženo na hmotnost fluidního popílku, kde poměr voda/fluidní popílek je 0,5 až 1,5, připravená směs se vloží do formy a uloží se při teplotě 15 až 25 °C a/nebo se směs propaří v horké vodní páře při atmosférickém tlaku v uzavřeném prostoru pň teplotě 40 až 95 °C po dobu 2 až 36 hodin. Lze též použít hmotnostní poměr fluidního a elektrárenského křemičitého popílku je 20 : 80 až 80 : 20.
Plastifikátor je s výhodou vybrán ze skupiny tvořené sulfonovanými polymery melaminu s formaldehydem, jehož základní jednotka má vzorec I,
polymery polykarboxyléťerů, které obsahují základní jednotky, obecného vzorce II a III,
| R | |
| H — | ch2 — c --- |
| C- O | |
| < OM |
í R
I
OH -- O ---I
C - O
I o I (EO)a v Me J ] ; lil/
J kde M,=.kov, Me=,metylová skupina, EO= oxyetylenová skupina, R=meťýlová f skupina nebo H, například, polyehylen-glykol-monometylether, nebo polymery fosfonátů, kde základní jednotka je ρο.η2 •χ/
CH-2 ^CH2 xCH2 χΝ ,ΡΟ(ΗR XCH2 ^CHť h
například, aminodifosfonát polyoxyetylenu.
Při výzkumu makroporézních látek (plynosilikátů) na bázi energetických surovin byla zjištěna fakta:
1. Pro přípravu porézních plynosilikátů podle vynálezu není nutný hydrotermální proces v autoklávu. Je možné směs ponechat při okolní teplotě 15 až 25 °C , nebo ji propant v prostředí horké netlakové vodní páře při teplotách 40 až 95 °C.
2. Při smíšení směsi fluidního popílku (příp. s křemičitým popílkem), vápenného hydrátu a plynotvorné látky (práškový hliník) s vodou dochází po několika minutách k vývoji plynu (H2) a směs se samovolně ohřeje na teplotu 45 až 50 °C. Zdrojem exodermálního efektu je reakce Ca(OH)2 s AI, přeměna volného CaO z fluidního popílku na Ca(OH)2 a dále vytváření aluminátů různého složení.
3. Při přípravě směsí pro přípravu plynosilikátů je nutné použití plastifikátoru pro zlepšení reologických vlastností a snížení vodního součinitele. Jako vhodné jsou plastifikátory známé pro zlepšení zpracovatelnosti cementových betonových směsí, jako jsou: sulfonované polymery melaminu s formaldehydem, polymery polykarboxyléterů, nebo polymery fosfonátů, například, aminodifosfonát polyoxyetylenu.
Při hydrataci fluidního popílku dochází ke vzniku ettringitu CaRAI9(SO.),(OH)19.26H9O a sádrovce CaSO4.2H2O, kdy ettringit je nositelem pevností po zatvrdnutí. Nedochází prakticky ke vzniku C-S-H fáze, a dalších hydroaluminátů. Riskantnost použití samotného fluidního popílku jako pojivá je vtom, že při hydrataci fluidního popílku je dominantní hydratační reakce - vznik expanzního ettringitu.
Při postupu podle vynálezu ve směsi fluidního popílku sCa(OH)2, případně i s křemičitým popílkem a vody (za přítomnosti plastifikátoru), za přísady plynotvorné
• « '11 * a 3 * i i i · · a » · látky jako je hliník, dochází ke vzniku dalších hydrátů především C-S-H fáze a hydrátů aluminátů. C-S-H fáze se stává dominantním nositelem pevností, kdy ostatní hydratační produkty jsou rozptýleny ve hmotě C-S-H fáze. Při postupu podle vynálezu nedochází k destrukci expanzí v důsledku vzniku ettringitu jak ukazují obřady· Na obr. jsou detaily plynosilikátu připraveného podle vynálezu uložené nepřetržitě 1-lo 1,5 roku ve vodě.
Přehled obrázků
Obrjl znázorňuje výrazné oteplení směsi po smíchání všech složek podle příkladu 5.
Obr|2 znázorňuje výrazné oteplení směsi po smíchání všech složek podle příkladu 6.
V
Obr.j3 znázorňuje detail pěny po přípravě (rastrovací elektronový mikroskop).
Obr.jJ znázorňuje napěnění po 1 roce ve vodě, celkový vzhled (přímá fotografie).
I
Obr.|j znázorňuje napěnění po 1,5 roce ve vodě, řez tělesem (přímá fotografie).
V
Obr.^ znázorňuje detail pěny po 1,5 roce uložení ve vodě (rastrovací elektronový mikroskop).
Příklady provedení
Příklady
1. Z fluidního popílku ze spalování uhlí s mletým vápencem byly připraveny kaše s w=0,9, zpracovatelnost kaši byla posuzována podle vizuální stupnice (5 velmi tekuté až 0 - nezpracovatelné). Do záměsové vody bylo přidáno vždy 1 % hmotn. plastifikátoru na hmotnost popílku.
Použité plastifikátory
| Označení plastifikátoru | Typ plastifikátoru |
| A | Plastifikátor na bázi ligninsulfonanu |
| B | Plastifikátor na bázi sulfonovaného kondenzátu naftalenu s formaldehydem |
| C | Plastifikátor na bázi sulfonovaného kondenzátu melaminu s formaldehydem |
| D | ------------------------------------------------------------------------------------------------y)1 1111 .......... Plastifikátor na bázi polykarboxyleteru s nízkou molekulární hmotností postranních řetězců |
| E | Plastifikátor na bázi polykarboxyléféru a kyseliny metakrylové |
| F | Plastifikátor na bázi polykarboxylétferu ve směsi s derivátem polyfosfonátů |
| G | Plastifikátor na bázi polymerního polykarboxyléteru s vysokou molekulární hmotností postranních řetězců |
Plastifikátory A až D měly zpracovatelnost podle vizuální stupnice 1-3, plastifikátor E pak zpracovatelnost 3f4, plastifikátory F a G měly zpracovatelnost 5.
2. Z fluidního popílku ze spalování uhlí s mletým vápencem za přísady 15% hmotn. hydrátu vápenatého a 0,6% hmotn. práškového hliníku byla připravena kaše s poměrem voda/ pevná fáze 0,64. Do záměsové vody bylo přidáno 1,85% hmotn. (počítáno na hmotnost popílku + hydrátu vápenatého) plastifikátoru typu G podle příkladu 1. Směs po napěnění (změna objemu cca 80% obj.) byla uložena v prostředí s relativní vlhkostí 95% při teplotě 20 °C a pak v prostředí netlakové vodní páry při teplotě 55 °C po dobu 6 hodin. Připravená pěna byla uložena ve vodě při teplotě 20 až 22 °C . Po 3 měsících uložení měla pěna (tělesa 10x10x10 cm) pevnost v tlaku 1 MPa a po 1,5 roce nepřetržitého uložení ve vodě pevnost v tlaku 1,2 MPa.
3. Z fluidního popílku ze spalování uhlí s mletým vápencem za přísady 15% hmí) t%. hydrátu vápenatého a 0,6% práškového hliníku byla připravena kaše ' v s poměrem voda/ pevná fáze 0,64. Do záměsové vody bylo přidáno 1,85% Λ hmotn. (počítáno na hmotnost popílku + hydrátu vápenatého) plastifikátoru typu G podle příkladu 1. Směs po napěnění (změna objemu cca 80% obj.) byla uložena vprostřed! srelativní vlhkostí 95% pn teplotě 20 °C a pak v prostředí netlakové vodní páry při teplotě 80 °C po dobu 6 hodin. Připravená pěna tělesa 10x10x10 cm měla objemovou hmotnost 650 kg/m3.
. 8 . /:.:. . : ::-. . : ··;· 9 t '·· ·· ··· ·
4. Z fluidního popílku ze spalování uhlí s mletým vápencem a úletového křemičitého popílku za přísady 10% hmotn. hydrátu vápenatého a 0,3^ó hmotn. práškového hliníku byla připravena kaše s poměrem voda/ pevná fáze 0,41. Do záměsové vody bylo pňdáno 1,85Í% hmotn. (počítáno na hmotnost popílku + hydrátu vápenatého) plastifikátoru typu G podle příkladu 1. Po smíšení směsi došlo k napěnění ve formě 10x10x10 cm. Po odříznutí přesahu pěny byla tělesa o rozměru 10x10x10 cm umístěna ve vodě. Po 14 dnech uložení ve vodě měla tělesa pevnost v tlaku 0,8 MPa a po 1,5 roce nepřetržitého uložení ve vodě pevnost v tlaku 1,4 MPa. Pěna měla objemovou hmotnost 720 kg/m3.
5. Ložový popel z fluidního odsiřování byl semlet na měrný povrch 450 m2/kg. Ze semletého ložového popela za přísady 11% hmotn. práškového hliníku byla Λ připravena kaše s poměrem voda/ pevná fáze 0,4. Do záměsové vody bylo přidáno 1,5P/o hmotn. (počítáno na hmotnost popílku + hydrátu vápenatého) plastifikátoru typu F podle příkladu 1. Po napěnění během 5 až 10 minut byla pěna uložena na vzduchu v prostředí s relativní vlhkostí 45 až 50%. Pěna měla objemovou hmotnost 720 kg/m3. Po smíšení všech složek směsi došlo k výraznému vývoji tepla, kdy teplota směsi (pěny) byla několik hodin na úrovni přes 45 °C., viz obr. 1.
’j '''· —s '.J , f
6. Popílek z fluidního odsiřování byl smíšen s 7% nehašeného vápna a 1i%'-'’w/bi. n práškového hliníku. Ze směsi byla připravena kaše s poměrem voda/ pevná —z ' fáze 0,72. Do záměsové vody bylo přidáno 1,8% hmf (počítáno na hmotnost popílku + nehašeného vápna) plastifikátoru typu F podle příkladu 1. Po napěnění během 5+40 minut byla pěna uložena na vzduchu vprostřed!
s realtivní vlhkostí 45 až 50%. Pěna měla objemovou hmotnost 720 kg/m3. Po smíšení všech složek směsi došlo k výraznému vývoji tepla, kdy teplota směsi (pěny) byla na úrovni přes 45 až 50 °C., viz obr. 2
7( Pěna připravená podle příkladu 3 je zobrazena na obr. 3.
& Byla popravena napěněná směs podle příkladu 2 a 3. Tato pěna byla uložena na vzduchu a po 28 dnech byl změřen součinitel tepelné vodivosti λ [W/mK] ,
| Pěna podle příkladu 2 | Pěna podle příkladu 3 | |
| střední hodnota λ | 0,111 | 0,114 |
9< Byla připravena směs podle příkladu 3. Objemové změny pěny po 3 měsících uložení na vzduchu i ve vodě při teplotě 20 °C měly charakter smrštění, kdy hodnoty smrštění byly v rozmezí 0,1 až 0,5%.
Claims (3)
- Patentové nároky1. Způsob přípravy plynosilikátů bez použití autoklávu z energetických produktů^ vyznačující se tím, že se fluidní popílek z procesu fluidního spalování uhlí s mletým vápencem, který obsahuje kromě hlinitokřemičité látky také nejméně 2 % hmotn. volného CaO a nejméně 2% hmotn. CaSO4, smísí s vodou, obsahující plastifikátor pro zlepšení reologických vlastností v koncentraci 0,2 až 3% hmotn., vztaženo na hmotnost fluidního popílku, a ktéto směsi se přidá 2 až 30% hmotn. vápenného hydrátu nebo nehašeného vápna, a dále 0,1 až 5% plynotvorné látky hliníku, vztaženo na hmotnost fluidního popílku, kde poměr voda/fluidní popílek je 0,5 až 1,5, připravená směs se vloží do formy a uloží se při teplotě 15 až 25 °C a/nebo se směs propaří v horké vodní páře při atmosférickém tlaku v uzavřeném prostoru při teplotě 40 až 95 °C po dobu 2 až 36 hodin.
- 2. Způsob přípravy plynosilikátů podle nároku 1, vyznačující se tím, že směs dále obsahuje elektrárenský křemičitý popílek a hmotnostní poměr fluidního a křemičitého popílku je 20 : 80 až 80 : 20.
- 3. Způsob přípravy plynosilikátů podle nároku 1 až 2 / vyznačující se tím, že se použije plastifikátor vybraný ze skupiny tvořené sulfonovanými polymery melaminu s formaldehydem, jehož základní jednotka má vzorec I, polymery polykarboxyléterů, které obsahují základní jednotky, obecného vzorce II a III, • 11 “< V) Η kde M.= kov, Me=tmetylová skupina, E0= oxyetylenová skupina, R=metylová skupina nebo H, například, polyehylen-glykol-monometylether, nebo polymery fosfonátů, kde základní jednotka jenapříklad, aminodifosfonát polyoxyetylenu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-431A CZ305356B6 (cs) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | Způsob přípravy plynosilikátů bez použití autoklávu z energetických produktů |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-431A CZ305356B6 (cs) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | Způsob přípravy plynosilikátů bez použití autoklávu z energetických produktů |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2014431A3 true CZ2014431A3 (cs) | 2015-08-12 |
| CZ305356B6 CZ305356B6 (cs) | 2015-08-12 |
Family
ID=53838148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-431A CZ305356B6 (cs) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | Způsob přípravy plynosilikátů bez použití autoklávu z energetických produktů |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ305356B6 (cs) |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ282855B6 (cs) * | 1996-02-09 | 1997-11-12 | Lhoist S.R.O. | Způsob stabilizace teplárenského a elektrárenského popílku a strusky |
| CZ293739B6 (cs) * | 1998-03-02 | 2004-07-14 | Vúsh, A. S. | Výrobní směs pro výrobu malt a kompaktovaných stavebních hmot, produkt na bázi této směsi a způsob zpracování této směsi |
| CN103086698B (zh) * | 2003-10-03 | 2015-03-11 | 新南创新有限公司 | 由飞灰制造制品 |
| CZ20041198A3 (cs) * | 2004-12-09 | 2006-07-12 | Faltus@Milos | Zpusob výroby stavebních hmot a výrobku z popílkuzískaných spalováním tuhých fosilních paliv |
| CZ299539B6 (cs) * | 2005-04-06 | 2008-08-27 | Ústav struktury a mechaniky hornin AV CR, v.v.i. | Smes pojiva a plniva pro výrobu pevných, ve vode stálých a nehorlavých stavebních hmot a výrobku |
| CN101376580A (zh) * | 2008-09-24 | 2009-03-04 | 西南石油大学 | 一种粉煤灰低密度水泥浆的制备方法 |
| CZ2008662A3 (cs) * | 2008-10-23 | 2010-05-05 | Elmos Trading, Spol. S R.O. | Pojivo, zejména cement, a zpusob výroby pojiva |
| CN101643328A (zh) * | 2009-08-25 | 2010-02-10 | 南京信息工程大学 | 一种利用cfbc脱硫灰生产的粉煤灰硅酸盐水泥 |
| CZ22922U1 (cs) * | 2011-02-01 | 2011-11-14 | Vysoké ucení technické v Brne | Hydraulické pojivo na bázi fluidních popílků |
| CZ305487B6 (cs) * | 2013-02-28 | 2015-10-29 | Vysoká škola chemicko-technologická v Praze | Způsob zpracování energetických produktů |
-
2014
- 2014-06-24 CZ CZ2014-431A patent/CZ305356B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ305356B6 (cs) | 2015-08-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111556858B (zh) | 用于增强水泥质产品中的机械强度和co2存储的方法 | |
| Posi et al. | Properties of lightweight high calcium fly ash geopolymer concretes containing recycled packaging foam | |
| Aggelakopoulou et al. | Properties of lime–metakolin mortars for the restoration of historic masonries | |
| Sata et al. | Resistance of lignite bottom ash geopolymer mortar to sulfate and sulfuric acid attack | |
| ES2674242T3 (es) | Método de fabricación de paneles de pared de baja energía incorporada | |
| Baspinar et al. | Utilization potential of fly ash together with silica fume in autoclaved aerated concrete production | |
| Ferone et al. | Mechanical performances of weathered coal fly ash based geopolymer bricks | |
| Rashad et al. | An investigation on alkali-activated fly ash pastes modified with quartz powder subjected to elevated temperatures | |
| Lorca et al. | Microconcrete with partial replacement of Portland cement by fly ash and hydrated lime addition | |
| CN107848882A (zh) | 复合水泥基材料 | |
| Escalante-Garcia et al. | Calcium sulphate anhydrite based composite binders; effect of Portland cement and four pozzolans on the hydration and strength | |
| Hossain et al. | Development of sustainable calcium silicate board: Utilization of different solid wastes | |
| Yazıcı | Utilization of coal combustion byproducts in building blocks | |
| Buggakupta et al. | Early production of high strength and improved water resistance gypsum mortars from used plaster mould and cullet waste | |
| RU2358931C2 (ru) | Композиционный высокопрочный гипсовый материал и способ его получения | |
| Scheinherrová et al. | Thermal properties of high-performance concrete containing fine-ground ceramics as a partial cement replacement | |
| CZ2013155A3 (cs) | Způsob zpracování energetických produktů | |
| RU2305087C1 (ru) | Смесь для пенобетона | |
| CZ2015882A3 (cs) | Způsob přípravy bezslínkového hydraulického pojiva | |
| CZ2014431A3 (cs) | Způsob přípravy plynosilikátů bez použití autoklávu z energetických produktů | |
| El-Fadaly et al. | Eco-friendly cement from ceramic waste geopolymarization | |
| Potapova et al. | Properties of cement with addition of volcanic tuffs and zeolite | |
| Kumar et al. | Effect of polycarboxylate type of super plasticizer on the hydration properties of composite cements | |
| RU2371411C1 (ru) | Строительный раствор | |
| Vyšvařil et al. | Long-term mechanical properties of lime-pozzolan mortars: The role of amorphous Al2O3 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20210624 |