CZ22650U1 - Geopólyměrní kompozit - Google Patents
Geopólyměrní kompozit Download PDFInfo
- Publication number
- CZ22650U1 CZ22650U1 CZ201124007U CZ201124007U CZ22650U1 CZ 22650 U1 CZ22650 U1 CZ 22650U1 CZ 201124007 U CZ201124007 U CZ 201124007U CZ 201124007 U CZ201124007 U CZ 201124007U CZ 22650 U1 CZ22650 U1 CZ 22650U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- ash
- geopolymic
- composite
- matrix
- geopolymer
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 12
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 claims description 18
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 13
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims description 10
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 claims description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 31
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 7
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 4
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 2
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 description 2
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000021962 pH elevation Effects 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical class [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000001018 Hibiscus sabdariffa Nutrition 0.000 description 1
- 240000004658 Medicago sativa Species 0.000 description 1
- 235000017587 Medicago sativa ssp. sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000005291 Rumex acetosa Nutrition 0.000 description 1
- 240000007001 Rumex acetosella Species 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 159000000007 calcium salts Chemical group 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000037406 food intake Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001120 potassium sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 235000003513 sheep sorrel Nutrition 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010803 wood ash Substances 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
-
- 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
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
Geopolymerní kompozit
Oblast techniky
Technické řešení se týká geopolymemího kompozitu, a to pojivové geopolymerní hmoty s přídavkem popela ze spalování směsné dřevní štěpky, kůry nebo obilní slámy.
Dosavadní stav techniky
Bio-popely jako průmyslový odpad vznikající ze spalování směsné dřevní štěpky, kůry a obilní slámy nebo i vojtěšky, případně spalování rychle rostoucího druhu šťovíku, jsou dnes využívány jen minimálně a převážně tyto popely končí na skládkách, i když obsahují významné podíly vápenatých a draselných solí, které jsou odčerpávány z půdy. Návrat popela do půdy není dostateč10 ně řešen. Nebylo zjištěno, že by některé průmyslové podniky, zabývající se výrobou kompostů, byly sto zpracovávat popely z biomasy, a tak popely, jako nebezpečný odpad vzhledem k vysokému obsahu alkálií, končí na skládkách a provozovatelé kotelen platí značné částky za jejich likvidaci. Alkálie, tedy především draslík a vápník, jsou v popelech přítomné jako látky ve vodě rozpustné a tím vytvářejí ve výluhu vysoké pH, které dosahuje hodnot až 12,5 a tím jsou popely z biomasy zařazovány do skupiny nebezpečného odpadu.
Podstata technického řešeni
Cílem tohoto technického řešení je inhibice alkalického výluhu a využití popela jako plniva do geopolymemích kompozitů.
Předmětem technického řešení je geopolymerní kompozit, jehož pojivová geopolymerní hmota zahrnuje přídavek popela ze spalování směsné dřevní štěpky, kůry nebo obilní slámy. Podstata technického řešení spočívá v tom, že aktivní složkou geopolymerní matrice kompozitu, alkalizované sodným nebo draselným iontem, je látka, vybraná ze skupiny zahrnující úletový nebo roštový popel z obilní slámy s obsahem 12 až 45 % hmotn. K2O a 5 až 12 % hmotn. CaO, a/nebo popel ze směsné dřevní štěpky nebo kůry stromů s obsahem 2 až 25 % hmotn. KjO a 6 až 52 % hmotn. CaO, a to v množství až do 70 % hmotn. celkové hmotnosti směsi.
Přídavek popela z obilní slámy ke geopolymerní matrici může být s výhodou v oblasti 30 % hmotn. celkové hmotnosti směsi. Přídavek popela ze směsné dřevní Štěpky ke geopolymerní matrici je s výhodou v oblasti 55 až 66 % hmotn. celkové hmotnosti směsi.
Jedná se tedy o využití bio-popela jako aktivní, to je reagující složky geopolymerních kompozitů s využitím obsahu alkalických kovů resp. kovů alkalických zemin (K, Ca) a uzavřením doprovodných látek popelů do matrice geopolymeru. Obě tyto základní látky, a to ať již chlorid draselný nebo síran draselný se ukazují jako složka, která podobně jako forma rozpustné soli vápenaté napomáhá geopolymerní reakci tepelně upraveného jílu a při sníženém obsahu základních alkálií je snadno doplní. Popel je tedy částečně plnivem a Částečné vstupuje do polykondenzační reakce s tepelně upravenou jílovou složkou.
Výše uvedené obsahy alkálií se mohou částečně nebo zcela zapojit do tvorby geopolymerní matrice. Přídavek těchto bio-popelů výrazně zlepšuje mechanické vlastnosti geopolymemích kompozitů, především však pevnost v tlaku prostém. V závislosti na jemnosti (granulometrii) použitého popela s tím, že roštový popel je třeba zpravidla mlít, se mění mechanické vlastnosti tak, že čím jemnější podíl a homogennější směs, tím lepší jsou měřené výsledky mechanických vlastností.
-1CZ 22650 Ul
Příklady provedeni technického řešení
Roštový popel z dřevní Štěpky
| Frakce | Roštový popel (hmotn. %) |
| nad 1,6 mm | 54,82 |
| nad 0,8 mm | 15,69 |
| nad 0,5 mm | 9,79 |
| nad 0,315 mm | 5,89 |
| nad 0,25 mm | 1,49 |
| pod 0,25 mm | 9,79 |
| Σ ( hmotn. %) | 97,47 |
Úletový popel ze slámy
| Frakce | Úletový popel (hmotn. %) |
| nad 1,6 mm | 0,10 |
| nad 0,8 mm | 8,00 |
| nad 0,5 mm | 8,32 |
| nad 0,315 mm | 7,98 |
| nad 0,25 mm | 6,66 |
| pod 0,25 mm | 67,76 |
| Σ (hmotn. %) | 98,82 |
Úletový popel z dřevní štěpky
| Frakce | Úletový popel (hmotn. %) |
| nad 1,6 mm | 0,02 |
| nad 0,8 mm | 0,01 |
| nad 0,5 mm | 0,14 |
| nad 0,315 mm | 7,18 |
| nad 0,25 mm | 14,97 |
| pod 0,25 mm | 74,90 |
| Σ (hmotn. %) | 97,21 |
Z tabulek plyne jednoznačný rozdíl v granulometrii částic, se kterou je v souladu reaktivita popelů z biomasy.
Geopolymemí matrice může být připravena jak z aktivovaného čistého jílového materiálu (kaolinu), tak i z odpadových materiálů z výroby porcelánového zboží (tzv. kalolisované bílé vody, které zpravidla obsahují 48 až 52 hmotn. % kaolinu), případně je možné využít plaveného jílu z těžby sklářských písků, kdy obsah jílové, zde kaolinitické složky je cca 48 až 50 hmotn. %, případně je možné použití i další zdrojové jílové, resp. jílovcové materiály, které pro vysoký obsah železito-železnatých solí a hydroxidů nejsou akceptovatelné pro keramickou výrobu nebo jsou takové jíly znečištěny organickými látkami. Do geopolymemí matrice alkalizované buď sodným nebo draselným iontem se postupně vmíchává popel ze spalování biomasy, a to až do obsahu 70 hmotn. % celkové hmotnosti směsi.
-2CZ 22650 Ul
Příklady plnění geopolymemí matrice:
1) Popel ze slámy byl postupně přidáván ke geopolymemí matrici v rozsahu 25 až 65 hmotn. % celku s cílem zjistit optimální přídavek pro zlepšení mechanických vlastností. Bylo zjištěno, že obsah 30 hmotn. % bio-popela je nejvýhodnější a pevnost v tlaku takto vytvořeného kom5 požitu je 57 MPa. Se stoupajícím obsahem bio-popela pak pevnost v tlaku prostém klesá a při maximálním přídavku 65 hmotn. % dosahuje jen 11 MPa.
2) Popel ze směsné štěpky byl postupně přidáván ke geopolymemí matrici v hodnotách 58 až 66 hmotn. % a bylo dosaženo nejlepších výsledku takto: sodná alkalizace jílové složky při přídavku 58 hmotn. % bio-popela představuje pevnost 50 MPa v tlaku prostém, draselná alkalito zace při přídavku 55 hmotn. % popela dosahuje 61 MPa v tlaku prostém a byl zaznamenán výrazný nárůst tlaku za ohybu na hodnotu 4,5 MPa.
Claims (3)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Geopolymemí kompozit, jehož pojivová geopolymemí hmota zahrnuje přídavek popela ze spalování směsné dřevní štěpky, kůry nebo obilní slámy, vyznačující se tím, že ís aktivní složkou geopolymemí matrice kompozitu, alkalizované sodným nebo draselným iontem, je látka, vybraná ze skupiny zahrnující úletový nebo roštový popel z obilní slámy s obsahem 12 až 45 % hmotn. K2O a 5 až 12 % hmotn. CaO, a/nebo popel ze směsné dřevní štěpky nebo kůry stromů s obsahem
- 2 až 25 % hmotn. K2O a 6 až 52 % hmotn. CaO, a to v množství až do 70 % hmotn. celkové hmotnosti směsi.20 2. Geopolymemí kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že přídavek popela z obilní slámy ke geopolymemí matrici je v oblasti 30 % hmotn. celkové hmotnosti směsi.
- 3. Geopolymemí kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že přídavek popela ze směsné dřevní štěpky ke geopolymemí matrici je v oblasti 55 až 66 % hmotn. celkové hmotnosti směsi.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ201124007U CZ22650U1 (cs) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | Geopólyměrní kompozit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ201124007U CZ22650U1 (cs) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | Geopólyměrní kompozit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ22650U1 true CZ22650U1 (cs) | 2011-09-01 |
Family
ID=44561267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ201124007U CZ22650U1 (cs) | 2011-03-02 | 2011-03-02 | Geopólyměrní kompozit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ22650U1 (cs) |
-
2011
- 2011-03-02 CZ CZ201124007U patent/CZ22650U1/cs not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Izquierdo et al. | The role of open and closed curing conditions on the leaching properties of fly ash-slag-based geopolymers | |
| Pliaka et al. | Potential uses of phosphogypsum: A review | |
| Sooraj | Effect of palm oil fuel ash (POFA) on strength properties of concrete | |
| Bernal et al. | Management and valorisation of wastes through use in producing alkali‐activated cement materials | |
| Siddique | Utilization of wood ash in concrete manufacturing | |
| Murthi et al. | Effects of corn cob ash as mineral admixture on mechanical and durability properties of concrete–A review | |
| AR076594A1 (es) | Composiciones cementicias de baja densidad | |
| CN105948607A (zh) | 一种碳化植物纤维增强煤矸石砖及其生产方法 | |
| Al-Safy | Experimental investigation on properties of cement mortar incorporating eggshell powder | |
| EA200901312A1 (ru) | Перемешанный продукт | |
| Olubajo et al. | Potential of orange peel ash as a cement replacement material | |
| KR101436151B1 (ko) | 심층혼합공법용 고화 조성물 | |
| Mymrin et al. | Hazardous phosphor-gypsum chemical waste as a principal component in environmentally friendly construction materials | |
| Raju et al. | Eco-efficient biowaste and aqua waste as cementitious material in high performance concrete | |
| Lima et al. | Mechanical, microstructural and energetic evaluation of conventional and one-part alkali-activated mixtures with raw sugarcane bagasse ash | |
| KR20150141110A (ko) | 심층혼합공법용 고화 조성물의 제조방법 및 심층혼합공법용 고화 조성물 | |
| KR101306186B1 (ko) | 건설폐기물 순환골재를 이용한 비시멘트 친환경 신 건설자재인 지오폴리머 콘크리트의 제조방법 | |
| KR101147441B1 (ko) | 폐광미를 이용한 고강도 결합재 조성물 | |
| CZ22650U1 (cs) | Geopólyměrní kompozit | |
| Ndububa et al. | The potential use of fonio husk ash as a pozzolana in concrete | |
| Nontananandh et al. | Strength development of soft marine clay stabilized with cement and fly ash | |
| Luo et al. | Geopolymer materials treatment of calcium arsenate waste for arsenic immobilization | |
| KR101447267B1 (ko) | 심층혼합공법용 고화 조성물의 제조방법 및 심층혼합공법용 고화 조성물 | |
| Deepika et al. | Sustainable Utilization of Industrial Sludge in the Construction Industry | |
| Goel et al. | Paper mill sludge (PMS) and degraded municipal solid waste (DMSW) blended fired bricks–a review |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20110901 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20150226 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20180302 |