CZ26916U1 - Vysokopevnostní směs na bázi alkalicky aktivované vysokopecní strusky a metakaolinu - Google Patents
Vysokopevnostní směs na bázi alkalicky aktivované vysokopecní strusky a metakaolinu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ26916U1 CZ26916U1 CZ2014-29089U CZ201429089U CZ26916U1 CZ 26916 U1 CZ26916 U1 CZ 26916U1 CZ 201429089 U CZ201429089 U CZ 201429089U CZ 26916 U1 CZ26916 U1 CZ 26916U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- metakaolin
- blast furnace
- furnace slag
- alkali
- activated
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 20
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims description 19
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 18
- 239000003513 alkali Substances 0.000 title claims description 10
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 17
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 6
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims 1
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 2
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000011372 high-strength concrete Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material 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
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material 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
- 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)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Description
Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. č. 478/1992 Sb.
CZ 26916 Ul
Vysokopevnostní směs na bázi alkalicky aktivované vysokopecní strusky a metakaolinu
Oblast techniky
Technické řešení z oblasti stavebnictví se týká složení alkalicky aktivované hmoty na bázi alkalicky aktivované vysokopecní strusky a metakaolinu s vysokou pevností v tlaku.
Dosavadní stav techniky
V současné době existuje široké množství nej různějších vysokopevnostních druhů betonových receptur s rozdílnými konečnými vlastnostmi, nicméně jako vysokopevnostní jsou tradičně označovány betony, jejichž třída je vyšší než C50/60, tedy dosahují na krychlích pevností v tlaku vyšších, než 60 MPa. Použití zmíněných materiálů přináší zmenšení objemu konečných konstrukcí a použitých materiálů, zvýšení statického průřezu konstrukcí a zvýšení trvanlivosti.
Tradičním pojivém ve vysokopevnostních betonech je portlandský cement s velkým množstvím příměsí a přísad pro dosažení co nejlepších požadovaných vlastností. Tradičně je do receptur dodáván superplastifikátor pro snížení vodního součinitele, dále jsou dodávány velmi jemně mleté částice pro úpravu zrnitosti kompozitu, nejčastěji je to mikrosilika, jemně mletá vysokopecní struska, metakaolin. Jedná se vesměs o finančně nákladné suroviny, proto je snahou se jejich užití vyhnout, neboje alespoň co nejvíce omezit.
Oproti v současnosti používaným produktům, je směs podle řešení připravena pomocí alkalicky aktivovaných systémů, jichž se v současné praxi využívá zcela minimálně.
Vzhledem k narůstajícím cenám energií sílí požadavky na vývoj alternativních bezcementových pojiv. Požadavkem na stavby je udržitelné využívání přírodních zdrojů, čímž je kladen důraz na využití sekundárních surovin. Vysokopevnostní směs podle níže popsaného řešení těmto požadavkům plně vyhovuje.
Podstata technického řešení
Podstatou řešení je vysokopevnostní směs/hmota, v níž je jako matrice použit zcela jiný nosný prvek, a to alkalicky aktivovaný systém na bázi vysokopecní strusky a metakaolinu a jako plnivo je použit křemičitý písek.
Alkalicky aktivovaným systémem na bázi vysokopecní strusky a metakaolinu je myšlena směs vysokopecní granulované strusky, metakaolinu a upraveného vodního skla, které tak vytvářejí pojivovou složku. Metakaolinem je myšlen kalcinovaný jíl. V řešení bylo použito komerčně dostupné sodné vodní sklo, u něhož byly zjištěny tyto vlastnosti:
hustota = 1,342 g/cm3, molový silikátový modul = 3,115.
Termínem „upravené vodní sklo“ je míněno sklo, u kterého byl snížen silikátový modul z původní hodnoty 3,115 na hodnotu v rozmezí 1,7 až 2,5 pomocí 50% roztoku NaOH. Roztok hydroxidu sodného byl připraven z 500 g destilované vody, do které bylo přidáno 500 g hydroxidu sodného v pevném stavu. Hustota připraveného 50% roztoku NaOH činil 1,55 g/cm3.
Upravené vodní sklo bylo připraveno přidáním 10,6 ml 50% roztoku NaOH na 100 ml původního vodního skla. Takto upravené vodní sklo má molový silikátový modul pohybující se v rozmezí
1,7 až 2,5 (v závislosti na složení vodního skla) a hustotu 1,36 g/cm3.
U komerčně dostupných vodních skel se hustota roztoku běžně pohybuje v rozmezí 1,30 až
1,65 g/cm3. V rámci řešení je možno použít jakékoli dostupné vodní sklo, nej důležitějším aspektem pro alkalickou aktivaci vysokopecní strusky je však jeho silikátový modul (tj. molámí poměr SiO2 a Na2O).
Produkt vzniká smísením jednotlivých složek a dosahuje vysokých pevnostních parametrů.
-1CZ 26916 Ul
Konkrétněji směs obsahuje 16,5 až 25 % hmotn. vysokopecní granulované strusky, 1 až 6% hmotn. metakaolinu, 6,5 až 10 % hmotn. upraveného vodního skla, 1 až 4 % hmotn. vody a 61 až 75 % hmotn. křemičitého písku.
Směs může dále obsahovat běžná aditiva, jakými mohou být plastifikátory, urychlovače a zpomalovače tuhnutí a pojivá.
Výhodou technického řešení oproti v současnosti používaným produktům je možnost využití alternativního pojivového systému, tedy vysokopecní strusky, která je jinak odpadním materiálem. Odpadá tím nutnost těžby a energeticky náročného výpalu slínku pro přípravu hlavní pojivové složky, jako je tomu u hmot s portlandským cementem. Připravená směs/hmota dosahuje vysokých pevností.
Objasnění výkresu
Řešení je blíže ilustrováno s pomocí obrázku, na kterém je fotografický snímek připravené vysokopevnostní směsi.
Příklady uskutečnění technického řešení
Příklad 1
Na přípravu 100 kg vysokopevnostní směsi bylo smíseno 20,32 kg vysokopecní granulované strusky, 2,26 kg metakaolinu, 8,19 kg upraveného vodního skla (ze 7,11 kg vodního skla), 1,51 kg vody a 67,72 kg křemičitého písku.
Příklad 2
Na přípravu 100 kg vysokopevnostní směsi bylo smíseno 17,71 kg vysokopecní granulované strusky, 4,43 kg metakaolinu, 8,11 kg upraveného vodního skla (z 6,97 kg vodního skla), 3,43 kg vody a 66,40 kg křemičitého písku.
Příklad 3
Na přípravu 100 kg vysokopevnostní směsi bylo smíseno 19,0 kg vysokopecní granulované strusky, 3,35 kg metakaolinu, 8,11 kg upraveného vodního skla (ze 7,04 kg vodního skla), 2,48 kg vody a 67,06 kg křemičitého písku.
U vzorku připraveného podle příkladu 1 byly naměřeny následující vlastnosti:
| Zkoumaná vlastnost | Naměřená hodnota |
| Objemová hmotnost | 2 400 kg/m3 |
| Pevnost v tahu ohybem | 9,1 MPa |
| Pevnost v tlaku | 85,0 MPa |
Průmyslová využitelnost
Vysokopevnostní směs na bázi alkalicky aktivované strusky a metakaolinu podle technického řešení je vhodná pro použití při prefabrikované výrobě stavebních dílců a výrobků.
Claims (3)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Vysokopevnostní směs na bázi alkalicky aktivované vysokopecní strusky a metakaolinu, vyznačující se tím, že 100 kg směsi obsahuje 16,5 až 25 kg vysokopecní granulované-2CZ 26916 Ul strusky; 1 až 6 kg metakaolinu; 6,5 až 10 kg upraveného vodního skla o molovém silikátovém modulu 1,7 až 2,5; 1 až 4 kg vody; a 61 až 75 kg křemičitého písku.
- 2. Vysokopevnostní směs na bázi alkalicky aktivované vysokopecní strusky a metakaolinu podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje aditiva, jako jsou plastifikátory,5 urychlovače a zpomalovače tuhnutí a pojivá.
- 3. Vysokopevnostní směs na bázi alkalicky aktivované vysokopecní strusky a metakaolinu podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že 100 kg připravené směsi obsahuje 20,32 kg vysokopecní granulované strusky, 2,26 kg metakaolinu, 8,19 kg upraveného vodního skla, 1,51 kg vody a 67,72 kg křemičitého písku.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-29089U CZ26916U1 (cs) | 2014-01-15 | 2014-01-15 | Vysokopevnostní směs na bázi alkalicky aktivované vysokopecní strusky a metakaolinu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-29089U CZ26916U1 (cs) | 2014-01-15 | 2014-01-15 | Vysokopevnostní směs na bázi alkalicky aktivované vysokopecní strusky a metakaolinu |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ26916U1 true CZ26916U1 (cs) | 2014-05-12 |
Family
ID=50725568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-29089U CZ26916U1 (cs) | 2014-01-15 | 2014-01-15 | Vysokopevnostní směs na bázi alkalicky aktivované vysokopecní strusky a metakaolinu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ26916U1 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025120378A1 (en) * | 2024-08-04 | 2025-06-12 | Kamel Tousi Mehdi | The process of producing cement-free concrete by activating aluminosilicate materials to increase the compressive and thermal strength |
-
2014
- 2014-01-15 CZ CZ2014-29089U patent/CZ26916U1/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025120378A1 (en) * | 2024-08-04 | 2025-06-12 | Kamel Tousi Mehdi | The process of producing cement-free concrete by activating aluminosilicate materials to increase the compressive and thermal strength |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sezer | Compressive strength and sulfate resistance of limestone and/or silica fume mortars | |
| KR101705242B1 (ko) | 시공성을 향상시킨 초고성능 섬유보강 콘크리트의 제조방법 | |
| US20190177227A1 (en) | Casting method for making a lightweight concrete product | |
| CZ32574U1 (cs) | Betonová směs | |
| CN104045280A (zh) | 一种易于超高层泵送的c120超高强混凝土 | |
| KR19980065526A (ko) | 다기능성 고성능몰탈의 조성물 | |
| RU2381191C2 (ru) | Органо-минеральный модификатор гипсовых вяжущих, строительных растворов, бетонов и изделий на их основе | |
| CN108117340B (zh) | 一种陶粒高强板制品及其制备方法 | |
| JP6521608B2 (ja) | 高耐久性コンクリート | |
| KR100865848B1 (ko) | 입도 분급 미립자 시멘트를 이용하여 제조한 거푸집 조기탈형용 조강형 시멘트 및 그 제조방법 | |
| CZ25398U1 (cs) | Tepelně izolační alkalicky aktivovaná výplňová hmota na bázi sioporu | |
| Patel et al. | Effect on compressive and flexural strength of high-performance concrete incorporating alccofine and fly ash | |
| CZ26916U1 (cs) | Vysokopevnostní směs na bázi alkalicky aktivované vysokopecní strusky a metakaolinu | |
| KR101746518B1 (ko) | 개질 다수준 실리카퓸을 활용한 초속경 콘크리트 균열치유 보수재 | |
| KR20120119676A (ko) | 수축 저감 및 초조강형 시멘트 결합재 조성물 및 이를 이용한 프리캐스트 콘크리트 2차 제품의 제조방법 | |
| Bílek et al. | Hybrid alkali activated concretes-conception and development for practical application | |
| JP2016169132A (ja) | セメント系硬化体の製造方法 | |
| CZ26915U1 (cs) | Vysokopevnostní směs na bázi alkalicky aktivované vysokopecní strusky a odpadního korundu | |
| CZ26917U1 (cs) | Vysokopevnostní směs na bázi alkalicky aktivovaných technogenních pucolánů | |
| RU2631741C1 (ru) | Бетонная смесь | |
| JP6163317B2 (ja) | 高炉スラグ含有コンクリート | |
| US11873251B1 (en) | Concrete composition for use in construction and methods of applying the same | |
| KR20150044341A (ko) | 촉진 양생 콘크리트용 시멘트 조성물 | |
| JP5816731B2 (ja) | 高強度コンクリートの製造方法 | |
| JP6300734B2 (ja) | 高強度セメント混和材およびコンクリート製品の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20140512 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20180115 |