Patents
Search within
Search within the title, abstract, claims, or full patent document: You can restrict your search to a specific field using field names.
Use TI= to search in the title, AB= for the abstract, CL= for the claims, or TAC= for all three. For example, TI=(safety belt).
Search by Cooperative Patent Classifications (CPCs): These are commonly used to represent ideas in place of keywords, and can also be entered in a search term box. If you're searching forseat belts, you could also search for B60R22/00 to retrieve documents that mention safety belts or body harnesses. CPC=B60R22 will match documents with exactly this CPC, CPC=B60R22/low matches documents with this CPC or a child classification of this CPC.
Learn More
Title
Abstract
Claims
Full Document
Find patents
Keywords and boolean syntax (USPTO or EPO format): seat belt searches these two words, or their plurals and close synonyms. "seat belt" searches this exact phrase, in order. -seat -belt searches for documents not containing either word.
For searches using boolean logic, the default operator is AND with left associativity. Note: this means safety OR seat belt is searched as (safety OR seat) AND belt. Each word automatically includes plurals and close synonyms. Adjacent words that are implicitly ANDed together, such as (safety belt), are treated as a phrase when generating synonyms.
Learn More
Search by
Chemistry searches match terms (trade names, IUPAC names, etc. extracted from the entire document, and processed from .MOL files.)
Substructure (use SSS=) and similarity (use ~) searches are limited to one per search at the top-level AND condition. Exact searches can be used multiple times throughout the search query.
Searching by SMILES or InChi key requires no special syntax. To search by SMARTS, use SMARTS=.
To search for multiple molecules, select "Batch" in the "Type" menu. Enter multiple molecules separated by whitespace or by comma.
Learn More
Patent numbers
Search specific patents by importing a CSV or list of patent publication or application numbers.
Geopolymerní pojivo na bázi popílků
CZ292875B6
Czechia
- Other languages
English - Inventor
František Doc. Dr. Drsc. Škvára František Prof. Ing. Drsc. Kaštánek
Worldwide applications
Application CZ20021011A events
2002-03-20
2003-03-18
2003-03-18
2003-03-18
2003-12-17
2003-12-17
Description
translated from
Vynález se týká geopolymemího pojivá na bázi popílků, určeného pro výrobu kaší, malt a betonů či fixaci odpadů, obsahujícího až 94 % hmotn. elektrárenského popílku s měrným povrchem 150 až 600 m2/kg až 15 % hmotn. alkalického aktivátoru složeného ze směsi alkalického hydroxidu a alkalického křemičitanu, na příklad vodního skla, kdy tento aktivátor obsahuje 5 až 15 % hmotn. Me2O a má poměr SiO2/Me2O v rozmezí 0,6 až 1,5, kde Me je Na nebo K.
Dosavadní stav techniky
Latentní hydraulicky aktivní látky, jako je granulovaná vysokopecní struska, elektrárenský popílek, přírodní nebo umělé pucolány jsou součástí směsných portlandských cementů. Tyto látky se aktivně účastní procesu hydratace portlandského cementu, kdy aktivující látkou je především Ca(OH)2, jenž vzniká při hydrataci slínkových minerálů. Hydraulicky aktivní látky jsou však schopné i za nepřítomnosti Ca(OH)2 vytvářet hydráty, které poskytují hmoty s měřitelnými mechanickými vlastnostmi. Takovými aktivátory latentně hydraulických látek jsou některé alkalické sloučeniny, jako je např. Na2CO3, NaOH nebo Na2SiO3.
Základní údaje o těchto pojivech, „struskoalkalických cementech“, nacházíme v literatuře např. v knize V.D. Gluchovskij: „Soil Silicates“, Kijev 1959, dále v Proceedings 1. a 2. Intemational Conference „Alkaline Cements and Concretes“, Kijev 1994, 1999 a v řadě dalších. V těchto pracích jsou popsány směsi latentně hydraulických látek (zejména strusek a dalších), kde je užit alkalický aktivátor ve formě vodního skla, Na2CO3 a NaOH.
Ve spisu US 4 410 365 je popsáno pojivo na bázi mleté granulované vysokopecní strusky a alkalického aktivátoru, např. NaOH, Na2SO4.
Dále je popsáno alkalické pojivo s nízkým vodním součinitelem, vhodné pro přípravu kaší, malt i betonů. Pojivo se skládá nejméně z 50 % latentně hydraulické aktivní látky, jako je struska nebo technický či přírodní pucolán, a mající měmý povrch nejméně 400 m2/kg. Pojivo dále obsahuje 0,1 až 5 % plastifikátoru a 0,5 až 8 % NaOH nebo Na2CO3.
V US 5 076 851 je popsán směsný bezsádrovcový portlandský cement obsahující 60 až 96,7 % mletého slínku portlandského cementu s měrným povrchem 350 až 550 m2/kg a 3 až 40 % mleté latentně hydraulické látky, jako je vysokopecní granulovaná struska, popílek a další. Pojivo dále obsahuje 0,1 až 3 % plastifikátoru a 0,5 až 6 % Na2CO3, NaOH nebo NaHCO3.
V US 5 084 102 je popsán cement, který obsahuje 20. až 60% mleté vysokopecní strusky s měrným povrchem 500 až 650 m2/kg a 40 až 80 % elektrárenského popílku a dále 2 % mletého slínku portlandského cementu (vztaženo na směs strusky a popílku) a dále 2 až 12 % křemičitanu sodného s poměrem SiO2/Na2O je rovno 1 až 2.
V US 5 601 643 je popsán cement na bázi elektrárenského popílku. Toto pojivo vhodné pro přípravu kaší, malt i betonů se skládá z popílku a 2 až 20 % alkalického křemičitanu (počítáno jako Na2O) s poměrem SiO2/Na2O je rovno 0,2 až 0,75. Pojivo dosahuje vysokých pevností zejména po zpracování při teplotách 40 až 90 °C.
-1CZ 292875 B6
V US 5 482 549 je popsán cement sestávající se z mleté vysokopecní strusky s měrným povrchem 500 až 700 m7kg a mletého elektrárenského popílku s měrným povrchem 500 až 750 m2/kg v poměru 20:80 až 70:30 hmotn. dílů a dále obsahující nejméně 2 % mletého slínku portlandského cementu a 2 až 12 % křemičitanu sodného.
V DE 3 934 085 je popsáno pojivo pro imobilizaci odpadů těžkých kovů sestávající se z latentně hydraulických látek (strusky7, popílku a dalších) o velikosti částic menších než 100 pm, alkalického aktivátoru na bázi CaO, Ca(OH)2, MgO, Mg(OH)2, a CaSO3 nebo CaSO4.
ίο V EP 593130 je popsán proces imobilizace odpadů těžkých kovů za použití pojivá sestávajícího se z popílku, roztoku alkalického aktivátoru jehož pH je větší než 13, popřípadě obsahujícího strusku, křemičitý úlet či další pucolány.
V EP 927708 je popsáno hydraulické pojivo sestávající se z latentně hydraulické látky jako je 15 popílek, mletá struska, alkalického aktivátoru jako jsou hydroxidy kovů alkalických zemin, slínek portlandského nebo hlinitanového cementu a produkty odsiřování spalných plynů (CaSO3 nebo CaSO4).
Ve WO 00/00447 je popsáno hydraulické alumosilikátové pojivo, sestávající se z alumosilikátů 20 (vysokopecní struska, jíl, slin, popílek) s obsahem A12O3 více než 5 %, úlet z cementářské rotační pece, alkalický aktivátor ve formě alkalického hydroxidu a CaSO4. V pojivu je přítomno vždy více než 34 % strusky, více než 5 % popílku, 3 až 10 % alkalického aktivátoru a více než 5 % CaSO4.
V CZ 289 735 je popsáno alkalicky aktivované pojivo na bázi hydraulicky aktivních látek, určené pro výrobu kaší, malt a betonů tvrdnoucích při teplotách 15 až 95 °C, sestává z 35 až 93 % hmotn. elektrárenského popílku s měrným povrchem 100 až 600 m2/kg, 2 až 40 % hmotn. další latentně hydraulicky aktivní látky, 5 až 15 % hmotn. alkalického aktivátoru, jako je například směs sodného nebo draselného vodního skla a NaOH či KOH, vyjádřené jako % hmotn. Na2O, přičemž další hydraulicky aktivní látkou je mletá granulovaná vysokopecní struska s měrným povrchem 200 až 600 m2/kg, a/nebo mletý slínek portlandského cementu s měrným povrchem 200 až 600 m7kg, a/nebo přírodní a/nebo umělý pucolán a/nebo tepelně aktivovaný přírodní jíl, a v alkalickém aktivátoru je poměr SiO2/Na2O 0,4 až 1,0.
Při alkalické aktivaci popílků vznikají hmoty s pevnostmi přesahující pevnosti standardních portlandských cementů. Alkalická aktivace popílků ve vodném prostředí při pH> 12, při níž dochází k tvrdnutí materiálu, je odlišná od procesů hydratace anorganických pojiv, např. portlandského cementu. Alkalická aktivace popílků (s převahou obsahu SiO2) je proces, při kterém dochází k průniku atomů Al (a pravděpodobně i Ca, Mg) do původní křemičité mřížky popílku.
Vzniká 2D-3D anorganický hydratovaný polymer (geopolymer) obecného vzorce Mn[-(Si-O)zAl-0]n.wH20. Hydratační produkty alkalicky aktivovaných popílků mají amorfní charakter s minoritními krystalickými fázemi s převahou uspořádání Q4(2A1). Vlastnosti alkalicky aktivovaných popílků jsou závislé na způsobu přípravy, zejména na koncentraci alkalického aktivátoru a vlhkostních podmínkách. Optimální výsledky byly dosaženy při ohřevu na 60 až 90 °C 45 v otevřené atmosféře („suché podmínky“). Za přítomnosti vysokopecní strusky ve směsích alkalicky aktivovaných popílků dochází ke značnému zvýšení pevností (přes 150 MPa v tlaku) při optimálních „hydrotermálních“ podmínkách při teplotě 60 až 90 °C. Při těchto podmínkách vzniká vedle geopolymemí fáze i fáze C-S-H. Alkalicky aktivovaná pojivá dávají možnost využití odpadních anorganických materiálů. Materiály na bázi AA popílků lze charakterizovat 50 jako „chemically bonded ceramics“ či geopolymery nebo jako nízkoteplotní hydratovaná alumosilikátová skla.
Řada autorů (např. Davidovits J.: „Properties of geopolymer cements“ Proč. lst Intem. Conf. „Alkaline cements and concretes“, vol. 1., p. 131-150, VIPOL Stock Comp. Kiev 1994, Davido55 vits J.: „Geopolymers - inorganic polymeric new materials, J. Therm. Anal. 37, p. 1633-1656,
-2CZ 292875 B6
1991, Davidovits J.: „Chemistry of geopolymeric systems, terminology“, Proč. Geopolymer Inter. Conf. (1999), Van Jaarsveld J.G.S, Van Deventer J.S.J., Lorenzen L.: The potential use of geopolymeric materials to immobilise toxic materials“, Part I., Miner. Eng. 10, 659-669 (1997), Part II, 12, 75-91 (1999)) předpokládají, že nejdůležitějším faktorem při alkalické aktivaci latentně hydraulických látek je poměr Si/Al resp. koncentrace alkalií či poměr SiO2/Na2O.
Podstata vynálezu
Náš výzkum však ukázal, že kromě zmíněných faktorů hraje významnou roli i průnik atomů Ca vedle průniku atomů Al do mřížky SiO4 v popílku.
Geopolymemí pojivo na bázi popílků, určené pro výrobu kaší, malt a betonů či fixaci odpadů, obsahující až 94 % hmotn. elektrárenského popílku s měrným povrchem 150 až 600 m2/kg, až 15 % hmotn. alkalického aktivátoru složeného ze směsi alkalického hydroxidu a alkalického křemičitanu, například vodního skla, kdy tento aktivátor obsahuje 5 až 1 % hmotn. Me2O a má poměr SiO2/Me2O v rozmezí 0,6 až 1,5, kde Me je Na nebo K, podle vynálezu spočívá v tom, že obsahuje 1 až 15% vápenaté sloučeniny jako je CaCO3, CaMg(CO3)2, CaSO4, CaSO4.2 H2O, Ca(OH)2, mletý vápenec, mletý sádrovec, mletý dolomitický vápenec, odpadní sádrovec z chemických výrob, odpadní sádrovec z odsiřovacích procesů, cementový recyklát z betonů.
S výhodou vápenatá sloučenina má velikost částic 1 až 200 pm.
Je výhodné, když popílek obsahuje více než 3 % hmotn. CaO, s výhodou více než 8 % hmotn. CaO. Lze použít směsí nízkovápenatého popílku s obsahem CaO nižším než 3 % hmotn. a vysokovápenatého popílku s obsahem CaO více než 3 % hmotn. Při výrobě kaší, malt a betonů či fixaci odpadů se geopolymemí pojivo používá tak, že poměr záměsové vody ke směsi popílku a vápenaté sloučeniny je 0,25 až 0,4.
Při zpracování geopolymemího pojivá podle vynálezu do kaší, malt a betonů či fixaci odpadů je vhodným plnivem drcený vápenec nebo dolomitický vápenec ve frakcích od 0,1 do 32 mm.
Plnivem pro přípravu betonů s použitím geopolymemího pojivá podle vynálezu jsou s výhodou oxidy Fe, baryt nebo jiný materiál pro stínění radioaktivního záření a/nebo anorganické a organické materiály obsahující těžké kovy jako například Zn, Ba, Cd, Cu, Zr, Pb, Ni, U či látky z úpravy minerálů a těžební činnosti, loužence.
Při výrobě betonů či fixaci odpadů se vyrobená směs geopolymemího pojivá, záměsové vody a případně plniva umístí do forem a ponechá se vytvrdit při teplotách 20 až 95 °C.
Při vstupu atomů Al do mřížky SiO4 v popílku dochází ke vzniku záporného náboje na atomu O, který je kompenzován iontem Na+. Za přítomnosti látek obsahující Ca dochází k průniku i atomů Ca do SiO4 mřížky. V tomto případě je uvedený záporný náboj na atomech O kompenzován iontem Ca2+, avšak dochází k propojení iontovou vazbou ve struktuře. Tím dochází k vyšší propojenosti v -Si-O-Al-O-Si struktuře a tím ke vzniku materiálů s vyššími pevnostmi. Zvýšení pevností geopolymeru na bázi popílků je dosaženo přísadou na bázi vápenatých látek jako je CaCO3, CaMg(CO3)2, CaSO4, CaSO4.2 H2O, Ca(OH)2, sádrovec, dolomitický vápenec, odpadní sádrovec z chemických výrob, odpadní sádrovec z odsiřovacích procesů, cementový recyklát z betonů. Rovněž pozitivním způsobem se projevuje zvýšení obsahu CaO v popílku. Zvýšení pevností je možné při současném snížení celkového obsahu alkalií a při snížení obsahu NaOH
-3CZ 292875 B6 v alkalickém aktivátoru, než je tomu při známých způsobech přípravy těchto látek. Snížení obsahu alkálií a zejména snížení dodatečného přidávání NaOH pro úpravu Ms je významné z hlediska manipulace s tímto pojivém.
Pojivo sestávající se z popílku, alkalického aktivátoru (směsi alkalického hydroxidu a křemičitanu) a vápenaté látky tuhne při teplotách 20 až 95 °C, kdy optimální podmínky jsou při krátkodobém teplotním zpracování při teplotách 50 až 80 °C v otevřené atmosféře.
Uvedené pojivo je vhodné pro přípravu kaší, malt i betonů a pro fixaci anorganických a dalších to odpadů. Jako součást pojivá lze užít odpadní CaSO4 z chemických či odsiřovacích procesů a dále pak recyklovaný beton (jemné frakce po drcení použitých betonů).
Jako kamenivo lze použít pro tento typ pojivá běžné kamenivo pro výrobu malt a betonů, s výhodou drcený vápenec nebo dolomitický vápenec.
Geopolymemí pojivo je použitelné i k přípravě materiálů ke stínění radioaktivního zářeni, například k přípravě těžkých betonů nebo hmot obsahující v maximálním množství stínící látky jako jsou oxidy Fe, baryt a další.
Geopolymemí pojivo je možné použít pro fixaci anorganických i organických odpadů, odpadních látek obsahující těžké kovy jako např. Zn, Ba, Cd, Cu, Zr, Pb, Ni, U (látky z úpravy minerálů a těžební činnosti, loužence), případně pro fixaci radioaktivních odpadů.
Tyto látky jsou použitelné ve směsi s geopolymemím pojivém jako plnivo namísto klasického 25 kameniva pro přípravu malt a betonů.
Geopolymemí pojivo podle vynálezu představuje nový typ anorganického pojivá, které umožňuje zpracování anorganického odpadu - popílku - jako základní suroviny. Popílek je doposud využíván jako součást portlandských cementů či jako součást betonových směsí. Značná část odpad30 nich popílků je skladována či míšena s odpadním sádrovcem a deponována např. ve vytěžených prostorách. Míšení popílku s odpadním sádrovcem (např. z odsiřovacích procesů) je v principu nehospodámé, neboť odpadní sádrovec (z odsiřovacích procesů vápencovou metodou) obsahuje Ca pocházející z nevratné suroviny, kterou je vápenec. Skladování odpadních popílků představuje ekologický problém, neboť existuje potenciální možnost vyluhování těžkých kovů z odpad35 nich popílků. Skladování popílků jako odpadu je dále energeticky nehospodámé, neboť v popílku je „skrytá“ část tepelné energie vzniklé při spalování uhlí v elektrárnách.
Geopolymemí pojivo podle vynálezu představuje možnost využití směsi popílku a odpadního sádrovce na výrazně vyšší úrovni než deponování této směsi na skládkách.
Geopolymemí pojivo podle vynálezu nevyžaduje energeticky náročný proces výroby ve srovnání s ostatními anorganickými pojivý, zejména s portlandským cementem. Výroba portlandského cementu zahrnuje energeticky náročný proces přípravy surovin (těžba, drcení, mletí a směšování několika surovinových komponent) o následný výpal do teplot 1450 °C. Součástí výroby 45 cementu je dále energeticky náročné mletí slínku. Tyto energeticky a surovinově náročné procesy při výrobě geopolymemího pojivá podle vynálezu odpadají, neboť základní surovinu, odpadní elektrárenský popílek, není nutné v principu mlít či třídit, i když je to pro optimalizaci vlastností pojivá možné, a není nutný energeticky náročný tepelný proces, jako je výpal. Pro optimalizaci vlastností pojivá podle vynálezu postačí krátkodobý ohřev na teploty do 60 až 90 °C, či dokonce 50 v někteiých případech není tento ohřev nutný.
Geopolymemí pojivo podle vynálezu je novým typem anorganického pojivá, při jehož výrobě v principu nedochází k emisím CO2, neboť na rozdíl od výroby portlandského cementu či vápna není nutné pálení vápence (jako součásti surovinové směsi). Toto pojivo pak představuje pers
-4CZ 292875 B6 pektivu možnosti snížení emisí „skleníkových plynů“, jejichž hlavním producentem vedle hutního a elektrárenského průmyslu jsou právě cementárny a vápenky.
Dalším výrazným ekologickým aspektem geopolymemího pojivá podle vynálezu je možnost fixace odpadních látek a látek, které obsahují těžké kovy.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Pro přípravu kaší, malt a betonů z geopolymemího pojivá byl použit elektrárenský popílek o složení v hmotn. %:
| SiO2 | A12O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | K2O | Na2O | TiO> | P;O5 | Sp. látky |
| 53,79 | 32,97 | 5,51 | 1,84 | 0,92 | 0,46 | 1,76 | 0,37 | 2,1 | 0,15 | 0,74 |
Výraz „Sp. látky“ znamená spalitelné látky.
Alkalický aktivátor byl připraven z vodního skla o složení 25,98 % hmotn. SiO2, 15,4 % hmotn. Na2O a 58,5 % hmotn. H2O. Obsah Na2O, vztažený na hmotnost popílku resp. popílku + vápenaté látky, modul alkalického aktivátoru Ms = SiO2/Na2O byl upraven přidáním NaOH. Vodní součinitel směsi w = hmotnost H20/(hmotnost popílku + vápenatá látka) byl upraven přidáním příslušného množství vody do alkalického aktivátoru. Alkalický aktivátor rozpuštěný ve vodě byl smíšen s popílkem a s případným plnivem. Směs byla umístěna do forem a vystavena teplotním podmínkám v rozmezí 20 až 95 °C podle údajů uvedených v následujících tabulkách. Po 2 a 28 dnech od přípravy byla zkoušena pevnost těchto hmot.
Příklad 2
Z popílku podle příkladu 1 byla připravena kaše (bez přísady plniv) w = 0,26 s dobrou zpracovatelností. Alkalický aktivátor měl Ms = 0,8 a obsah Na2O byl 8 % hmotn..
K popílku bylo přidáno 4 % hmotn. mletého vápence. Kaše měla počátek tuhnutí po 2 hodinách.
Příklad 3
Z popílku podle příkladu 1 byly připraveny malty, kde jako plnivo byl použit písek frakce 0 až 2 mm. K popílku byla přidána vápenatá látka, kterou byl mletý vápenec s velikostí částic do 80 mm, mletý dolomitický vápenec s velikostí částic do 150 pm a odpadní sádrovec s velikostí částic do 30 pm. Vápenec obsahoval více než 95 % hmotn. CaCO3, dolomitický vápenec obsahoval více než 9% hmotn. CaCO3+MgCO3, sádrovec A obsahoval více než 9% hmotn. CaSO4.2 H2O, sádrovec B obsahoval více než 93 % hmotn. CaSO4.2 H2O. Směsi bez přísady vápenaté látky odpovídají známým postupům, např. podle US 5 601 643 a CZ 289 735.
-5CZ 292875 B6
| Na2O (%) | Ms | w | doba a teplota tepelného zpracování | popílek:písek | přísada k popílku | pevnost 2 dny (MPa) | pevnost 28 dní (MPa) |
| 7,75 | 1,06 | 0,32 | 12 h, 70 °C | 1:1,5 | 10% vápenec | 55,2 | 57,7 |
| 7,75 | 1,06 | 0,32 | 12 h, 70 °C | 1:1,5 | bez přísady | 32,0 | 43,9 |
| 7,19 | 1,43 | 0,32 | 12 h, 70 °C | 1:1,5 | 10% vápenec | 30,2 | 45,8 |
| 7,19 | 1,43 | 0,32 | 12 h, 70 °C | 1:1,5 | bez přísady | 26,2 | 30,1 |
| 8,31 | 0,74 | 0,32 | 12 h, 70 °C | 1:1,5 | bez přísady | 38 | 53,9 |
| 5,43 | 1 | 0,32 | 12 h, 70 °C | 1:2 | 10% vápenec | 22,5 | 28,5 |
| 5,43 | 1 | 0,32 | 12 h, 70 °C | 1:2 | bez přísady | 12,8 | 14,2 |
| 7 | 1 | 0,32 | 12 h, 70 °C | 1:1,5 | 10% vápenec | 15,5 | 19,6 |
| 13,5 | 0,7 | 0,32 | 12 h, 70 °C | 1:1,5 | bez přísady | 43,2 | 46,2 |
| 13 | 1 | 0,32 | 5 h, 90 °C | 1:1,5 | 10% vápenec | 38 | 40,2 |
| 10 | 1,06 | 0,32 | 12 h, 70 °C | 1:1,5 | 10% dolomitický vápenec | 42,9 | 48,9 |
| 10 | 1,1 | 0,35 | 12 h, 70 °C | 1:1,5 | 10% sádrovec A | 20,7 | 24,5 |
| 10 | 1,1 | 0,32 | 12 h, 70 °C | 1:1,5 | 5% sádrovec B | 37,8 | 42,3 |
| 10 | 1,1 | 0,32 | 12 h, 70 °C | 1:15 | 10% sádrovec B | 24,7 | 25,8 |
Příklad 4
Z popílku podle příkladu 1 byla připravena malta, kde jako plnivo byl použit písek frakce 0 až 2 mm. K popílku byl přidán cementový recyklát, kterým byla frakce 0 až 0,5 mm z drceného cementového betonu resp. z drceného pórobetonu.
| Na2O (%) | Ms | w | doba a teplota tepelného zpracování | popílek:písek | přísada k popílku | pevnost 2 dny (MPa) | pevnost 28 dní (MPa) |
| 10 | 0,95 | 0,32 | 12 h, 70 °C | 1:1,5 | 10% cementový recyklát z drceného betonu | 47,0 | 56,9 |
| 10 | 0,95 | 0,32 | 12 h, 70 °C | 1:1,5 | 10 % recyklát z drceného betonu | 34 | 46,1 |
Příklad 5
Malta s 10 % hmotn. sádrovce B podle příkladu 4 měla počátek tuhnutí po 1,5 h při 20 °C.
Příklad 6
Z popílku podle příkladu 1 byl připraven beton, kde jako kamenivo byla použita vápencová drť 20 0 až 4 mm. Počátek tuhnutí tohoto betonu při 20 °C byl více než 24 hodin. Pro srovnání byl připraven beton ze standardního kameniva frakce 0 až 4 mm. Poměr popílku ku plnivu byl 1:1,5.
| Na2O (%) | Ms | w | doba a teplota tepelného zpracování | plnivo | pevnost 2 dny (MPa) |
| 10 | 0,8 | 0,32 | 12 h, 70 °C | vápencová drť | 45,1 |
| 10 | 0,8 | 0,32 | 12 h, 70 °C | standardní kamenivo pro výrobu betonu | 30,0 |
-6CZ 292875 B6
Příklad 7
Pro přípravu kaše w = 0,30 byl popílek o složení:
| SiO2 | A12O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | K2O | Na2O | TiO2 | p2o5 | Sp. látky |
| 48,8 | 25,3 | 14,5 | 4,2 | 1,58 | 1,64 | 0,76 | 0,96 | 1,15 | 0,23 | 0,60 |
Vlastnosti geopolymeru jsou uvedeny v tabulce:
| Na2O (%) | Ms | w | doba a teplota tepelného zpracování | pevnost 2 dny (MPa) | pevnost 28 dní (MPa) |
| 12 | 0,8 | 0,25 | 24 h, 60 °C | 50,2 | 58,7 |
Příklad 8
Pro přípravu malty byla použita směs popílku podle příkladu 1 a popílku A, jehož složení je uvedeno v tabulce:
| SiO2 | A12O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | K2O | Na2O | TiO2 | p2o5 | Sp. látky |
| 51,82 | 28,3 | 4,1 | 8,2 | 2,0 | 0,46 | 1,76 | 0,37 | 2,1 | 0,15 | 0,74 |
Vlastnosti malt jsou uvedeny v tabulce:
| Na2O (%) | Ms | w | doba a teplota tepelného zpracování | popílek:písek | typ popílku | pevnost 2 dny (MPa) | pevnost 28 dní (MPa) |
| 10 | 0,8 | 0,32 | 12 h, 70 °C | 1:1,5 | Popílek dle příkladu 1 | 55,2 | 57,7 |
| 10 | 0,8 | 0,32 | 12 h, 70 °C | 1:1,5 | Popílek dle příkladu 1 + popílek A v poměru 1:1 | 60,1 | 63,5 |
Příklad 9
Pro přípravu směsi byl použit popílek o složení:
| SiO2 | A12O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | K2O | Na2O | TiO2 | p2o5 | Sp. látky |
| 48,8 | 25,3 | 14,5 | 4,2 | 1,58 | 1,64 | 0,76 | 0,96 | 1,15 | 0,23 | 0,60 |
a prachové odpady.
Složení prachového odpadu A:
| SiO2 | A12O3 Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | K2O | Na2O | TiO2 | P2O5 | Cr2O3 |
| 15,11 | 3,18 55,07 | 11,80 | 9,86 | 1,14 | 0,12 | 0,22 | 0,09 | 0,19 | 0,25 |
Složení prachového odpadu B:
| SiO2 | A12O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | ZnO | PbO | Na2O | TiO2 | p2o5 | Cr2O3 |
| 6,23 | 1,25 | 34,11 | 4,2 | 6,10 | 35,2 | 8,90 | 0,22 | 0,09 | 0,19 | 3,51 |
-7CZ 292875 B6
Vlastnosti směsí jsou uvedeny v tabulce:
| Na2O (%) | Ms | w | doba a teplota tepelného zpracování | plnivo | obsah prachového odpadu | pevnost 2 dny (MPa) | pevnost 28 dní (MPa) |
| 10 | 0,8 | 0,30 | 8 h, 60 °C | 5% vápencová drť | 20% odpad A | 12,6 | 21,9 |
| 10 | 0,8 | 0,30 | 24 h, 80 °C | 5% vápencová drť | 30% odpad A | 30,8 | 33,2 |
| 10 | 0,8 | 0,30 | 24 h, 80 °C | 5% vápencová drť | 30% odpad B | 15,2 | 28,1 |
Příklad 10
Z popílku podle příkladu 1 byly připraveny směsi pro stínění radioaktivního záření.
| Na2O (%) | Ms | w | doba a teplota tepelného zpracování | plnivo | obsah stínící složky | pevnost 2 dny (MPa) | pevnost 28 dní (MPa) |
| 10 | 0,9 | 0,32 | 12 h, 70 °C | 5% vápencová drť | 35 % Fe2O3 | 18,6 | 25,8 |
| 10 | 0,9 | 0,32 | 12 h, 70 °C | 5% vápencová drť | 20 %baiyt | 12,8 | 18,5 |
Průmyslová využitelnost
Vynález je využitelný ve stavebnictví
Claims (10)
Hide Dependent
translated from
Claims (10)
Hide Dependent
translated from
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Geopolymemí pojivo na bázi popílků určené pro výrobu kaší, malt a betonů či fixaci odpadů obsahující70 až 94 % hmotn. elektrárenského popílku s měrným povrchem 150 až 600 m2/kg,5 až 15 % hmotn. alkalického aktivátoru složeného ze směsi alkalického hydroxidu a alkalického křemičitanu, na příklad vodního skla, kdy tento aktivátor obsahuje 5 až 15 % hmotn. Me2O a má poměr SiO2/Me2O v rozmezí 0,6 až 1,5, kde Me je Na nebo K, vyznačené tím, že obsahuje 1 až 15% hmotn. vápenaté sloučeniny jako je CaCO3, CaMg(CO3)2, CaSO4, CaSO4.2H2O, Ca(OH)2, mletý vápenec, mletý sádrovec, mletý dolomitický vápenec, odpadní sádrovec z chemický výrob, odpadní sádrovec z odsiřovacích procesů, cementový recyklát z betonů.
- 2. Geopolymemí pojivo podle nároku 1, vyznačené tím, že vápenatá sloučenina má velikost částic 1 až 200 pm.
- 3. Geopolymemí pojivo podle nároku 1, vyznačené tím, že popílek obsahuje více než 3 % hmotn. CaO, s výhodou více než 8 % hmotn. CaO.
- 4. Geopolymemí pojivo podle nároku 1, vyznačené tím, že popílek je tvořen směsí nízkovápenatého popílku s obsahem CaO nižším než 3 % hmotn. a vysokovápenatého popílku s obsahem CaO více než 3 % hmotn.
- 5. Způsob použití geopolymemího pojivá podle nároku 1,vyznačený tím, že při výrobě kaší, malt a betonů či fixaci odpadů je poměr záměsové vody s pojivém 0,25 až 0,4.
- 6. Způsob použití podle nároku 5, vyznačený tím, že při výrobě kaší, malt a betonů či fixaci odpadů se jako plnivo použije drcený vápenec nebo dolomitický vápenec ve frakcích od 0,1 do 32 mm.
- 7. Způsob použití podle nároku 5,vyznačený tím, že plnivem pro přípravu betonů jsou oxidy Fe, baryt nebo jiný materiál pro stínění radioaktivního záření.
- 8. Způsob použití podle nároku 5, vyznačený tím, že plnivem pro přípravu betonů jsou anorganické a organické materiály obsahující těžké kovy vybrané ze skupiny tvořené Zn, Ba, Cd, Cu, Zr, Pb, Ni, U či látky z úpravy minerálů a těžební činnosti, loužence.
- 9. Způsob použití geopolymemího pojivá podle nároku 1, vyznačený tím, že se smísí záměsová voda s pojivém v poměru 0,25 až 0,4, směs se umístí do forem a ponechá se vytvrdit při teplotách 20 až 95 °C.
- 10. Způsob použití geopolymemího pojivá podle nároku 9, vyznačený tím, že se směs záměsové vody s pojivém před umístěním do forem zhomogenizuje s plnivem.