CZ300134B6 - Dvousložkové geopolymerní pojivo a zpusob jeho výroby - Google Patents
Dvousložkové geopolymerní pojivo a zpusob jeho výroby Download PDFInfo
- Publication number
- CZ300134B6 CZ300134B6 CZ20070115A CZ2007115A CZ300134B6 CZ 300134 B6 CZ300134 B6 CZ 300134B6 CZ 20070115 A CZ20070115 A CZ 20070115A CZ 2007115 A CZ2007115 A CZ 2007115A CZ 300134 B6 CZ300134 B6 CZ 300134B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- component
- weight
- liquid
- binder
- metakaolinite
- Prior art date
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 29
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 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 abstract description 19
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims abstract description 18
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 18
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 claims description 69
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 19
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 11
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000010410 dusting Methods 0.000 claims description 3
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 6
- 239000004927 clay Substances 0.000 abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 25
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Inorganic materials [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 9
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 9
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 9
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 8
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- -1 metakaolin Chemical class 0.000 description 6
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 5
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 5
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920003041 geopolymer cement Polymers 0.000 description 4
- 239000011413 geopolymer cement Substances 0.000 description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 3
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 3
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 2
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 2
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- PMYUVOOOQDGQNW-UHFFFAOYSA-N hexasodium;trioxido(trioxidosilyloxy)silane Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])([O-])O[Si]([O-])([O-])[O-] PMYUVOOOQDGQNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- RLQWHDODQVOVKU-UHFFFAOYSA-N tetrapotassium;silicate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[K+].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] RLQWHDODQVOVKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- 206010022998 Irritability Diseases 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 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
- 239000002969 artificial stone Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000000887 hydrating effect Effects 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002085 irritant Substances 0.000 description 1
- 231100000021 irritant Toxicity 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B12/00—Cements not provided for in groups C04B7/00 - C04B11/00
- C04B12/005—Geopolymer cements, e.g. reaction products of aluminosilicates with alkali metal hydroxides or silicates
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Dvousložkové geopolymerní pojivo, sestávající z pevné složky a kapalné složky. Pevnou složku tvorí suroviny obsahující metakaolinit, tedy kalcinovanéodprašky lupku nebo kaolinu, a mletá vysokopecní granulovaná struska. Kapalnou složkou je tekuté sodné vodní sklo jako aktivátor. Sušina dvousložkového geopolymerního pojiva obsahuje 43 až 60 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit, 11 až 37 % hmotn. mleté vysokopecní granulované strusky a 11 až 32 % hmotn. aktivátoru. Suroviny obsahující metakaolinit obsahují více než 35 % hmotn. Al.sub.2.n.O.sub.3.n. a aktivátor má silikátový modul SiO.sub.2.n. : Na.sub.2.n.O roven 1,6 až 2,1 : 1. Zpusob výroby dvousložkového geopolymerního pojiva spocívá v tom, že se pri výrobe dvousložkového geopolymerního pojiva, které sestává z pevné složky a kapalnésložky, vyrobí zvlášt pevná složka a zvlášt kapalná složka. Pri výrobe pevné složky se smíchá surovina obsahující metakaolinit a mletá vysokopecní granulovaná struska v hmotnostním pomeru 54 až 83 : 17 až 46. Kapalná složka se vyrobí primícháním vody do sodného alkalického aktivátoru o obsahu 40 až50 % hmotn. sušiny, vyjádrené jako suma koncentrací Na.sub.2.n.O + SiO.sub.2.n., v hmotnostním pomeru 0 až 0,9 : 1.
Description
Oblast techniky
Vynález se tyká dvousložkového geopolymerního pojivá určeného pro stavebnictví a způsobu jeho výroby.
io Dosavadní stav techniky
Geopolymery neboli anorganické polymere' a pojivá znich vyráběná jsou alkalicky aktivované hlinitokřemičitany. Na rozdíl od poj i v na bázi portlandského cementu, u kterých tvrdnutí probíhá hydratací slínkových minerálů, vytvrzovaní geopolymerního pojivá probíhá polymeraei. Ta zahr15 nuje částečné rozpouštění hlinitokřemičitanú, transport a orientaci rozpouštěných částic a jejich následnou póly kondenzaci. Všechny tyto kroky probíhají ve vysoce alkalickém prostředí, které je podmínkou pro rozpouštění hl initokřemičitanú. Alkalické hydroxidy a soli také kata lyžuj í uvedené polykondenzační reakce.
?o Rozpustnost lilinitokřemiěitanů je tedy důležitým faktorem určujícím celý proces polymerace. Lze ji zvýšit zahřátím hlínitokřemiěitanů (např. kaolinu) při teplotě 600 až 900 °C. Uvedená tepelná úprava způsobuje amortizaci původní krystalické struktury (např. kaolinitu) a tím zvýšení reaktivity hl initokřemičitanú. Následná polymerace vede ke vzniku úplně nové amorfní nebo semi-krystalieké fáze.
Způsob přípravy geopolymerů aktivací hlín itokřemiěitanů, např. metakaolinu, sodným nebo draselným vodním sklem s různým silikátovým modulem je již znám. Tento proces však probíhá dostatečnou rychlostí pouze za teplot vyšších než laboratorní. Při laboratorní teplotě (cca 20 yC) je tuhnutí podstatně pomalejší, jelikož reaktivita hlinitokřemiěitanu je nízká a pevnost vznikajícího ho geopolvmeru roste tak pomalu, že je měřitelná teprve po 7 až 14 dnech.
Přídavek suroviny obsahující vápník (hydroxid vápenatý, uhličitan vápenatý a především reaktivní křemičitan vápenatý, obsažený např. ve vysokopecní granulované strusce) podstatně urychluje proces tuhnutí a přispívá k dosažení vysokých pevností již během prvních dnů zrání. Vliv vápníku a křem ičilanů vápenatých na vznik nové fáze není zcela objasněn. Složení nové struktury je závislé na silikátovém modulu použitého alkalického aktivátoru, typu vápenaté sloučeniny a poměru hlinitokřemiěitan/vápenatá sloučenina. Vedle čistě geopolymerní fáze může vznikat amorfní C-S-H gel. Rovněž vápník nebo hořčík, obsažený např. ve strusce, může pronikat do geopolymerní struktury' a nahrazovat tak kationty alkalických kovů. V geopolymerním pojivu
4o pravděpodobně dochází k souběhu obou těchto procesů. V obou případech se tuhnutí geopolymerního pojivá značně urychluje, jelikož vznik C-S-ll gelu nebo geopolymerní fáze, obsahující dvoj mocné kationty alkalických zemin, je podstatně rychlejší než vznik geopolymerní fáze, obsahující pouze kationty alkalických kovů. Počáteční pevnosti takovéto matrice jsou vysoké,
V patentovém spisu US 4 509 985 je popsáno pojivo na bázi směsi metakaolinu a alkalického aktivátoru na bázi křemiěitanu draselného a/nebo sodného a hydroxidu draselného a/nebo sodného za přídavku 16 až 26 % hmotn. vysokopecní granulované strusky. Nevýhodou tohoto pojíva je použití hydroxidu draselného a/nebo sodného pro přípravu alkalického aktivátoru a jeho množství, což vede k delší době tuhnutí směsi při laboratorní teplotě a pomalejšímu růstu pevnosti,
V patentovém spisu US 4 642 137 je popsáno pojivo obsahující 100 hmotu, dílů metakaolinu, 20 až 70 hmotn. dílů mleté vysokopecní granulované strusky; 85 až 130 hmotn. dílů popílku nebo kalcinovaného lupku. 70 až 215 hmotn. dílů amorfní siliky a 55 až 145 hmotn. dílů alkalického křemiěitanu, obsahujícího 0 až 90 hmotn. dílů hydroxidu sodného a/nebo draselného.
Q7. 300134 B6
V patentovém spisu WO 9204298 je popsáno jednosložkové geopolymerní pojivo obsahující alkalický aktivátor v pevné formě, používané především pro solidifikaei kapalných odpadů. Pojivo obsahuje 100 hmotn. dílů metakaolínu. 20 až 120 hmotn. dílů mleté vysokopecní granulované strusky a 46 až 64 hmotn. dílů suchého disilikátu draselného a/nebo sodného. Pojivo je nevýhod5 né kvůli vysoké dráždivostí suchého disilikátu draselného a/nebo sodného. Další nevýhodou je navlhání tohoto pojivá, což vede kjeho nekontrolovatelnému zatuhnutí.
V patentovém spisu WO 9204299 je popsán geopolymerní cement obsahující 40 až 140 hmotn. dílů metakaolínu, 20 až 70 hmotn. dílů mleté vysokopecní granulované strusky, 85 až. 130 hmotn.
to dílů popílku nebo kaícinovaného lupku. 40 až 500 hmotn. dílů speciálního typu amorfní siliky a 5 až 60 hmotn. dílů alkalického křemičitanů. obsahujícího I až 50 hmotn. dílů hydroxidu sodného a/nebo draselného. Nevýhodou tohoto postupu je použití hydroxidu draselného a/nebo sodného pro přípravu alkalického aktivátoru.
V patentovém spisu WO 9513995 je popsán geopolymerní cement obsahující dvě reaktivní složky, z nichž jedna odpovídá svým složením metakaolínu a druhá hydratovanému alkalickému křemičitanů, vzniklého „in-situ alkalickou aktivací zeskelnatěného alkalického skla.
V patentovém spisu WO 9831644 jc popsán geopolymerní cement obsahujícího čtyři hlavní složky; 100 hmotn, dílů metakaolínu, 80 až 110 hmotn. dílů mleté vysokopecní granulované strusky. 150 až 250 hmotn. dílů bazického aluniinosilikátu a 55 až 145 hmotn. dílů alkalického křemičitanů draselného a/nebo sodného se silikátovým modulem SiO2;M2O - 1,6 až 2,0; 1.
V patentové přihlášce EP 1507749 je popsán geopolymerní cement vhodný pro stavebnictví obsahující kromě metakaolínu mletou vysokopecní granulovanou strusku o průměrné velikostí částic 15 až 25 μηι a alkalicky aktivovanou kalcinovanou zvětralou žulu, která částečně nebo úplně nahrazuje metakaolin. Složení alkalického aktivátoru v patentových nárocích není specifikováno, avšak v příkladech je uvedeno použití draselného alkalického aktivátoru se silikátovým modulem SiO2:K2O - 1,27: l, jehož lze dosáhnout jen použitím hydroxidu draselného.
.51»
V patentovém spisu US 6 869 473 jc popsán cement obsahující strusku z výroby nerezavějící oceli a geopolymer obsahující hlinitokřemičitan a křemičitan hořečnatý.
V patentovém spisu US 5 084 102 je popsán cement, který obsahuje 20 až 60 % mleté vysoko55 pecní granulované strusky s měrným povrchem 500 až. 650 m7kg a 40 až 80 % elektrárenského popílku a dále 2 % mletého slínku portlandského cementu (vztaženo na smčs strusky a popílku) a dále 2 až 12% pevného hydralovaného křemičitanů sodného se silikátovým modulem SiO2:Na2O - 0,8 až 1,2:1.
V patentovém spisu US 5 482 549 je popsán cement, obsahující 20 až 80 % mleté vysokopecní granulované strusky s měrným povrchem 500 až 700 nr/kg a 30 až 70 % mletého elektrárenského popílku směrným povrchem 500 až 700 m/kg, 2 až 15% mletého slínku portlandského cementu (vztaženo na směs strusky a popílku) a 2 až 12 % pevného hydralovaného křemičitanů sodného se silikátovým modulem SiOyNajO = 0,8 až 1,2:1.
V patentu 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. To sestává ze 35 až 93 % hmotn. elektrárenského popílku s měrným povrchem 100 až 600 nr/g, 2 až 40 % hmotn. další latentnč hydraulicky aktivní látky, 5 až 15% hmotn. alkalického aktivátoru, např. směs sodného nebo draselného vodního skla a NaOH či KOH. vyjádřené jako % hmotn. NaO, Další hydraulicky aktivní látkou jc mletá granulovaná struska směrným povrchem 200 až 600 nr/g aůiebo mletý slínek portlandského cementu s měrným povrchem 200 až 600 nr/g a/nebo přírodní a/nebo umělý pucolán a/nebo tepelně aktivovaný přírodní jíl. Silikátový modul alkalického aktivátoru SiOyNaO - 0,4 až 1:1.
V posledních třech uvedených patentových spisech se jako hlinitokřemičitá surovina používá elektrárenský popílek a silikátový modul alkalického aktivátoru SiO2:Na2O < 1,2:1.
Podstata vynálezu
Dvousložkové geopolyměrní pojivo, sestávající zpěvné složky a kapalné složky, přičemž pevná složka je tvořena surovinou obsahující metakaolinit a mletou vysokopeení granulovanou slruskoLi, a kapalná složka obsahuje sodný alkalický aktivátor, přičemž sušina dvousložkového geoio polymerního pojivá obsahuje 43 až 60 % hmotn. suroviny obsahující metakaolinit, 11 až 37 % hmotn. mleté vysokopeení granulované strusky o střední velikosti částic D5() < 15 pm. a 11 až % hmotn. sodného alkalického aktivátoru, charakterizované tím. že surovina obsahující metakaolinit o střední velikosti ěástic D=(l < ΙΟμηι, výhodně DM) < 5 μηι, obsahuje více než 35% hmotn. AI2O.?, výhodně více než 41 % hmotn. AKO,. a sodný alkalický aktivátor má silikátový i? modul SiOyNaO roven 1,6 až 2,1:1.
Výhodné dvousložkové geopolymerní pojivo je charakterizované tím, že surovinou obsahující metakaolinit jsou kalcinované od prasky lupku.
Výhodné dvousložkové geopolymerní pojivo je charakterizované tím, že surovinou obsahující metakaolinit jsou kalcinované od prasky kaolinu.
Výhodné dvousložkové geopolymerní pojivo je charakterizované tím, že surovinou obsahující metakaolinit je směs kalcinovanýeh odpráskli lupku a kalcinovaných odprašků kaolinu.
Výhodné dvousložkové geopolymerní pojivo je charakterizované tím. že sodným alkalickým aktivátorem je tekuté sodné vodní sklo.
Způsob výroby dvousložkového geopolymemího pojívaje charakterizovaný tím, že se při výrobě 3o dvousložkového geopolymemího pojivá, sestávajícího zpěvné složky a kapalné složky, vyrobí zvlášť pevná složka a zvlášť kapalná složka tak. že se při výrobě pevné složky smíchá surovina obsahující metakaolinit a mletá vysokopeení granulovaná struska v hmotnostním poměru 54 až
83:17 až 46 a kapalná složka se vyrobí přimícháním vody do sodného alkalického aktivátoru o obsahu 40 až 50 % hmotn. sušiny , vyjádřené jako suma koncentrací Na2O + SiO2. v hmotnostním poměru až 0.9:1.
Prokázalo se, že výhodnou pevnou složkou dvousložkového geopolymemího pojivá jsou kalcinované od prasky lupku a/nebo kaolinu z kale inačn í rotační pece ve směsi s mletou granulovanou vysokopeení struskou. Výhodnou kapalnou složkou geopolymemího pojívaje komerčně vyrábělo nc tekuté sodné vodní sklo se silikátovým modulem SiO2:Na2O je rovno 1.6 až 2,1:1 bez hydroxidu sodného jako alkalického aktivátoru.
Výhoda kalcinovaných odprašků lupku a/nebo kaolinu spočívá ve vhodné velikosti částic těchto surovin (D4o< ΙΟμηι), které nevyžadují další mletí. Obvyklá velikost částic odprašků lupku a/nebo kaolinu D5<) je 2,5 až 5 μηι a IV je 8 až 12 μηι. Obvyklá velikost částic mleté struskv Ds() je 10 až 15 μπι a IV,: je 25 až 35 μηι.
Výhodné jsou kalcinované odprašky lupku a/nebo kaolinu s obsahem nad 41 % hmotn. AKO?.
Kalcinované odprašky šlakovým obsahem AKO.·? vykazují větší rozpustnost hliníku a křemíku
5d v alkalickém prostředí, jsou tedy reaktivnější a mají větší schopnost vytvářet pevnou matrici.
Obsah AKO? v odprašeíeh lupku, nejvhodnějších pro dvousložkové geopolymerní pojivo, je 42,0 až 43.9 % hmotn. a v odprašeíeh kaolinu 41,0 až 43,0 % hmotn. Pro dvousložkové geopolvmerního pojívaje možné použít i odprašky s obsahem 35 až 41 % hmotn. AKCK.
Výhoda kalcinovaných od prášků lupku dále spočívá v tom, že dvousložkové geopoly měrní pojivo pří stejném složení jako pojivo s použitím kalcinovaných odprašku kaolinu je lépe zpracovatelné a schopné pojmout větší množství plniva, Iakto připravené geopolymerní kompozity vykazují větší pevnosti a lepší odolnost k působení vysokých teplot.
Kalcinovanc odprašky lupku a/nebo kaolinu a mletá vysokopecní granulovaná struska mohou být s výhodou smíchány v poměrech 54 až 83:17 až 46 % hmotn. a tvořit tak pevnou složku dvousložkového geopolymerního pojivá.
Použití komerčně vyráběného sodného vodního skla se silikátovým modulem SiOyNaO je rovno 1.6 až 2,1:1 bez přidaní hydroxidu sodného jako alkalického aktivátoru pro výrobu kapalné složky dvousložkového geopolymerního pojivá je výhodné zejména z následujících důvodů:
- na rozdíl od geopolymerního pojivá složeného ze směsi popílku a strusky (viz CZ 289 735) vede použití alkalického aktivátoru se silikátovým modulem SiOyNa+O je rovno 1.6 až 2.1:1 vc směsi kalcinovaných odprašků lupku a/nebo kaolinu a mleté vysokopecní granulované strusky ke vzniku geopolymerii s vysokými krátkodobými pevnostmi (pevnost v tlaku nejméně 40 MPa po 24 hodinách zrání při teplotě 20 °C);
- při stejném obsahu alkálií vykazují geopoly mery připravené s použitím alkalického aktivátoru se silikátovým modulem SiO2;Na2O > 1.6:1 větší odolnost ke kyselinám;
- tento aktivátor je stalý velmi dlouho, na rozdíl od aktivátorů se silikátovým modulem SiO2:Na2O < 1,6:1, který se připravuje přidáním NaOH k vodnímu sklu, a může být připravován ii výrobce a nikoliv až těsně před přípravou geopolymerního pojivá;
- tekuté vodní sklo se silikátovým modulem SiO2:Na2O je rovno 1.6 až 2.1:1 patří do kategorie dráždi vých látek, na rozdíl od alkalických aktivátorů se silikátovým modulem SiO2:Na2O < 1,6:1, které patří do kategorie žíravých látek.
Tekuté sodné vodní sklo naředěnc vodou v hmotnostním poměru I až 12:1 na hodnotu vodního součinitele vhodnou pro přípravu geopolymerního pojivá představuje kapalnou složku dvousložkového geopolymerního pojivá. Celkový vodní součinitel je počítán jako poměr celkové vody obsažené v kapalné složce - alkalickém aktivátoru - k celkovému obsahu pevných složek, tedy kalcinovaných odprašků. strusky a pevného podílu v kapalné složce (obvykle suma Na2O a SiO2).
Pevná a kapalná složka dvousložkového geopolymerního pojivá obvykle se smísí v poměru 1:0,5 až 1,2.
Tuhnutí dvousložkového geopolymerního pojivá dle vynálezu probíhá při teplotách 0 až 60 °C, s výhodou při teplotách 15 až 25 °C. a nevyžaduje dodatečné sušení nebo aplikaci hydrotcrmálních podmínek.
Příklady pro v edení vynálezu
Příklad I - Dvousložkové geopolymerní pojivo:
a) Pevná složka dvousložkového geopolymerního pojivá
Tabulka 1 - Složení a vlastnosti pevných složek dvousložkového geopolymcrního pojivá
| vzorek | AI2O3 | SiO2 | CaO | MgO | K2O | Fe2O3 | TiO2 | ztráta žíháním. | velikost částic, pm | |
| % hmotn. | 1^50 | D90 | ||||||||
| Al | 28,61 | 46,24 | 17,88 | .3,94 | 0,63 | 0,74 | 0,23 | 1,73 | 3,70 | 15,19 |
| A2 | 28,74 | 46,22 | 17,50 | 4,05 | 0,51 | 0,75 | 0,92 | 1,31 | 3,38 | 17,25 |
| A3 | 33,78 | 49,31 | 11,50 | 2,60 | 0.59 | 1,03 | 1,17 | 1,47 | 5,58 | 17,96 |
| A4 | 26.63 | 47,85 | 18,45 | 4,40 | 0,59 | 0,80 | 0,22 | 1,06 | - | - |
| A 5 | 36,07 | 51,81 | 6,99 | 1,76 | 0,74 | 0,98 | 0,22 | 1,43 | - | - |
| A6 | 25,53 | 46,95 | 18,10 | 4,30 | 0,97 | 2,20 | 0,88 | 1,06 | - | - |
b) Kapalná složka dvou složkového geopolymcrního pojivá
Tabulka 2 - Složení a vlastnosti kapalných složek dvousložkového gcopolymemího pojivá
| vzorek | Na2O | SiO2 | Ms | hustota |
| % hmotn. | mol/mol | g/cm3 | ||
| Bl | 12,05 | 23,44 | 2,01 | 1,406 |
| B2 | 13,00 | 20,33 | 1,61 | 1,393 |
| B3 | 12,68 | 19,83 | 1,61 | - |
| B4 | 11,00 | 17,20 | 1,61 | - |
| B5 | 9,22 | 14,42 | 1,61 | - |
| B6 | 12,24 | 24,42 | 2,06 | - |
| B7 | 11,33 | 19,67 | 1,79 | - |
| B8 | 13,89 | 27,70 | 2,06 | - |
| B9 | 15,57 | 25,22 | 1,67 | - |
---c) Dvousložkové geopolymerní pojivo
Dvousložková geopolymerní pojívá zpěvných složek a kapalných složek v různých poměrech a 15 jejich složení jsou uvedeny v tabulce 3.
- s CZ 300134 Bó
Tabulka 3 - Složení dvousložkových geopolymemích pojiv
| vzorek | pevná složka | kapalná složka | vodní součinitel | hmotnostní poměr ! pevná ! složka: kapalná složka | hmotnostní podíl v sušině, % | ||
| surovina obsahující metakaolinit | mletá vysokopeční granulovaná struska | sodný alkalický aktivátor | |||||
| Cl | Al | Bt | 0.40 | 1 : 0,8 | 43,2 | 34,7 | 22,1 |
| C2 | Al | B2 | 0,42 | 1 :0,8 | 43,8 | 35,1 | 21,1 |
| C'3 | A2 | BI | 0,40 | 1 :0,8 | 43,2 | 34,7 | 22.1 |
| C4 | : A2 | B2 | 0,42 | 1 : 0,8 | 43,8 | ~35,1 .......’ | 21,1 |
| C5 | ; Λ1+Α2 1 | B1+B2 | 0,41 | 1 :0,8 | 43.5 | 34.9 | 21,6 |
| Có | Λ2 | B2 ; | 0,38 i | 1 : 0,7 | 44.6 | 36.5 | 19,2 |
| C7 | A2 | B3 | 0,35 | 1 :0,62 | 45.8 | 37,5 | 16,7 |
| C8 | A2 | B4 | 0,36 | 1 : 0,59 | 47,1 | 38,6 | 14,3 |
| C9 | A2 | B5 | 0,38 | 1 : 0,56 | 49,0 | 39,3 | 11,7 |
| CIO | A3 | Bó | 0,46 | 1 : 1 | 52,3 | 21,0 | 26,7 |
| Cil | A4 | B7 | 0,45 | 1 :0,79 | 43,9 | 36,9 | 19.2 |
| 02 | Λ5 | B8 | 0,45 | 0,88 : 1 | 59,2 | 11,8 | 29,0 |
| C13 | A5 | B9 | 0,42 | 0,91 : 1 | 56,8 | 11,4 | 31.8 |
| 04 | Aó | Bl | 0,40 | 1 :0,8 | 43,8 | 35,1 | 21.1 |
| 05 | Aó | B2 | 0,42 | 1 :0,8 | 43,2 | 34,7 | 22,1 |
Počátky a konce doby tuhnutí vybraných dvousložkových geopolymemích pojiv jsou uvedeny v tabulce 4.
-6CZ 300134 Bó
Tabulka 4 - Počátek a konec doby tuhnutí dvousložkových geopolymerních poj i v
| vzorek | počátek tuhnutí | konec tuhnutí |
| Cl | 1 h 20 min | 2 h 15 min |
| C2 | 1 h 50 min | 2 h 22 min |
| C3 | 2 h 05 min | 3 h 10 min |
| C4 | 2 h 40 min | 4 h 00 min |
| C9 | 0 h 50 min | 1 h 35 min |
| CIO | 4h 00 min | 5 h 20 min |
| C14 | 2 h 40 min | 3h 25 min |
| Cl 5 | 3h 05 min | 4h 10 min |
Příklad 2 - Způsob výroby dvousložkového geopolymerního pojivá a) Suroviny pro pevné složky dvousložkového geopolymerního pojivá labulka 5 - Složení a vlastnosti surovin pro výrobu pevné složky dvousložkového geopolymerního pojivá
| komponent | vzorek | ALO.i | SiO> | CaO | MgO | K2O | Fe2O.i | TiO? | ztráta žíháním | J velikost částie. μπι | |
| I© | L><)0 | ||||||||||
| Odprašky kaolinu | KI | 41,57 | 54,11 | 0.32 | 0,23 | 0,82 | 1,08 | 0,22 | 1,65 | 3.37 | |- 9,38 |
| Odprašky lupku | LI | 43,85 | 51,15 | 0,60 1 | 0,23 | 0,60 | 1,05 | 1.67 | 0,85 | 2,85 | 10.17 |
| Odprašky lupku | L2 | 39,00 | 1 52,24 | 0,41 | 0.22 | 1,50 | 3,60 | 1,40 | 1,63 | 5,00 | 10,69 |
| Struska-1 | Sl | 8,68 1 | 39,76 | 39,45 | 9,22 | 0,31 | 0,46 | 0,22 | 0,35 | 10,40 | 28,86 |
| Struska-2 | S2 | 6,50 | 38,20 | 40,80 | 11,10 | 0,63 | 0,49 | 0,46 | - | 12.49 | 27,17 |
b) Suroviny pro kapalné složky dvousložkového geopolymerního pojivá
Tabulka 6- Složení a vlastnosti surovin pro výrobu kapalné složky dvou složkového geopolymerního pojivá
| tekuté sodné vodní sklo | Na20 ί | SiO2 | Λί, | hustota | viskozita |
| vzorek | % hmotn. | mol/mol | 20 °C g/cm3 | 20 °C MPa.s | |
| VSI | 15,65 | 30,45 | 2,01 | - | - |
| VS2 | 17,36 | 27,14 | 1,61 | - | - |
| VS3 | 15,02 | 29,96 | 2,06 | 1,552 | 660,5 |
| VS4 | 18,19 | 31,61 | 1,79 | 1,645 | 5574 |
| VS5 | 17,06 f | 27,64 | 1,67 | 1,572 | - |
s
c) Způsob výroby dvou složkového geopolymerního pojivá z pevné a kapalné složky
Způsob výroby dvousložkového geopolymerního pojivá spočívá v přípravě pevné složky dvousložkového geopolymerního pojivá a kapalné složky dvousložkového geopolymerního pojivá, io Pevná složka dvousložkového geopolymerního pojivá se připraví tak, že se smíchá surovina obsahující metakaolinit a mletá granulovaná vysokopecní struska v hmotnostních poměrech uvedených v tabulce 7. Obě části pevné složky dvousložkového geopolymerního pojivá se míchají v mísiči na suché směsi po dobu 10 minut. Příprava kapalné složky dvousložkového geopolymerního pojivá se provádí tak, žc se smíchá tekuté sodné vodní sklo a voda v hmotnostních is poměrech uvedených v tabulce 7. Kapalná část dvousložkového geopolymerního pojivá se smíchá v nádobě odolné vůči působení alkálií s použitím shora umístěného míchadla. Doba míchaní pro dosažení dokonalého promísení vodního skla s vodou jc minimálně 5 minut.
Dvousložkové geopolyměrní pojivo se připravuje přidáním kapalné složky k pevné složce dvou2(i složkového geopolymerního pojívá v poměrech uvedených v tabulce 7. Smíchání pevné složky a kapalné složky dvousložkového geopolymerního pojivá se provádí těsně před použitím dvousložkového geopolymerního pojivá v míchačce vybavené planetárním mechanizmem míchání po dobu cca 10 minut.
CZ 300134 Bó
Tabulka 7 - Způsob výroby dvousložkového geopolymerního pojivá
| vzorek | pevná složka | kapalná složka | pevná složka a kapalná složka hmotnostní poměr pevná složka : kapalná složka | |||
| surovina obsahující metakaolinit | mletá vysokopecní granulovaná struska | hmotnostní poměr metakaolinito vá surovina : struska | tekuté sodné vodní sklo | 1 hmotnostní i poměr voda: tekuté vodní sklo sodné | ||
| Cl | Kl | Sl | 55 :45 | VSI | 0,30 : 1 | 1 : 0,8 |
| C2 | Kl | Sl | 55 :45 | VS2 | 0,34 : 1 | 1 : 0,8 |
| C3 | Ll | Sl | 55 : 45 | VSI | 0,30 : 1 | 1 : 0.8 |
| C4 | Ll | Sl | 55 :45 | VS2 | 0,34 : 1 | 1 : 0,8 |
| C6 | Ll | Si | 55 :45 | VS2 | 0,34 : 1 | 1 :0.7 |
| C7 | Ll | Sl | 55 :45 | VS2 | 0,37 : 1 | 1 : 0,62 |
| C8 | Ll | Sl | 55 : 45 | VS2 | 0,58 : 1 | 1 : 0.59 |
| C9 | Ll | Sl | 55 ; 45 | VS2 | 0,88 : 1 | 1 : 0,56 |
| CIO | Ll | Sl | 71 : 29 | VS3 | 0,23 : 1 | 1 : 1 |
| Cil | Kl | S2 | 54:46 | VS4 | 0,67 : 1 | 1 : 0,79 |
| 02 | Kl | Sl | 83 : 17 | VS3 | 0,09 : 1 | 1 : 1,13 |
| 03 | Kl | Sl | 83 : 17 | VS5 | 0,10: 1 | 1 : 1,1 |
| 04 | L2 | Sl | 55 : 45 | VSI | 0,30 : 1 | 1 : 0,8 |
| C15 | L2 | Sl | 55 :45 | VS2 | 0,34 : 1 | 1 : 0,8 |
Příklad 3 - Použití dvou složkového geopolymerního pojivá
Způsob použití dvousložkového geopolymerního pojivá spočívá v lom, že se do něj přidá plnivo, o např. písek, šamot, kamenivo nebo vláknitá výztuž, např. skelné vlákno a/nebo rohože, čímž vniká geopolyměrní kompozit, např. geopolyměrní malta, geopolyměrní beton nebo geopolvměrní vyztužený kompozit. V tabulce 8 je uvedeno složení geopolymerních kompozitu, v nichž je plnivem šamotové a kaolinové kamenivo, písek a agregáty.
Tabulka 8 - Složení a podmínky zrání kompozitů z dvousložkového geopolymerního pojivá
| kompozit | pojivo | plnivo | zrnitost plniva | plnivo : pojivo | teplota |
| vzorek | vzorek | mm | hmotnostní poměr | °C | |
| KI | Cl | šamot | 0 až 1 | 1,25 : 1 | 20 ±2 |
| K2 | ; C2 | šamot | 0 až 1 | 1,25 : 1 | 20 ±2 |
| K3 | C3 | šamot | Oaž 1 | 1,40: 1 | 20 + 2 |
| K4 | C4 | šamot | 0 až 1 | 1.40: 1 | 20 ±2 |
| K5 | C5 | šamot | 0 až 1 | 1,33 : 1 | 20 ±2 |
| K6 | C6 | šamot | 0 až 1 | 1,20: 1 | 20 ±2 |
| K7 | C6 | šamot | 0 až 1 | 1,20: 1 | 60 ± 2. 20 h |
| K8 | C7 | šamot | Oaž 1 | 1.00: 1 | 20 ±2 |
| K9 | C8 | šamot | 0 až 1 | 1,00: 1 | 20 + 2 |
| K10 | C9 | šamot | 0 až 1 | 1,00: 1 | 20 ±2 |
| Kil | CIO | šamot | 0 až 0,5 | 1,38: 1 | 20 ±2 |
| K12 | CIO | Šamot | 0,5 až 1 | 1,66:1 1 | 20 ±2 1 |
| K13 | CIO | šamot | 1 až 2 | 1,84: 1 | 20 ±2 |
| K14 | Cil | šamot | 0 až 0,5 | 1,26:1 | 20 ±2 |
| K15 | Cil | písek | 0 až 0,5 | 1,26 : 1 | 20 ±2 |
| K16 | Cil | šamot | 0 až 1 | 1,26: 1 | 20 ±2 |
| K17 | Cil | písek | Oaž 0,5 | 1,26: 1 | 0±5 |
| K18 | cn | šamot | 0 až 1 | 1,02 : 1 | 20 ±2 |
| K19 | 03 | šamot | 0 až 1 | 1,25: 1 | 20 + 2 |
| K20 | 04 | šamot | 0 až 1 | 1,40: 1 | 20 ±2 |
| K21 | C15 | šamot | 0 až 1 | 1,40: 1 | 20 ±2 |
| K22 | CIO | kaolin | 0 až 2 | 1,25 : 1 | 20 + 2 |
| K23 | C3 | písek + agregáty | 0 až 8 | 3 : 1 | 20 + 2 |
| K24 | C4 | písek + agregáty | Oaž 8 | 3:1 | 20 + 2 |
| K25 | C4 | mikrosilika skelné rohože | 0 až 10 pm | 0,14 : 1 5 vrstev | 80 °C, 3 h 1 MPa |
- in Vzorek C4 dvousložkového geopolymerního pojivá byl smíchán s mikrosilikou pro zlepšení jeho reologických vlastností. Poté bylo takto upravené pojivo použito pro impregnaci skelné rohože o rozměrech 20x100x1 mm. Impregnované skelné rohože byly umístěný na sebe a uloženy ve vakuovém lisu po dobu 1 hodiny při laboratorní teplotě a poté po dobu 3 hodin při teplotě 80 °C.
Výsledný vyztužený geopolymerní kompozit K25 měl rozměry 25x120x3 mm.
V tabulce 9 jsou uvedeny pevnosti v tahu ohybem a v tlaku vybrané geopolymerní kompozity.
Tabulka 9 - Pevnost v tahu ohybem a pevnost v tlaku geopoly memích kompozitu
| pevnost v tahu ohybem, MPa | pevnost v tlaku, MPa | |||||||||
| vzorek | 1 den | 7 dní | 28 dní | 90 dní | 180 dní | 1 den | 7 dní | 28 dní | 90 dní | 180 dní |
| K1 | 6,4 | 9,9 | 11,7 | 10,9 | 13,0 | 47 | 78 | 89 | 95 | 91 |
| K4 | 6,8 | 12,6 | 12,4 | 13,2 | 12,9 | 56 | 84 | 91 | 96 | 110 |
| K5 | 6.7 | 10,2 | 9,5 | 10,8 | - | 49 | 73 | 96 | 93 | - |
| K7 | 10,5 | - | i | - | - | 79 | - | - | - | - |
| K10 | - | 4.0 | 4,9 | 7.4 | - | - | 31 | 45 | 46 | - |
| K13 | - | - | 5,8 | - | - | - | [ 77 | - | - | |
| K14 | - | 8,4 | 8,5 | - | - | - | 52 | 63 | - | - |
| K15 | - | 8,3 | 8.5 | 9.8 | - | - | 46 | 58 | 69 | - |
| K17 | - | - | - | 7,9 | - | - | - | - | 54 | - |
| K18 | - | - | : 13,4 i 1 | - | - | - | - | 106 | - | - |
| K21 | i i | 11,1 i | 11,2 | 11.8 | - | - | 81 | 88 | 102 | - |
| K22 | - | - | 9,0 | - | - | - | - | 85 | - | - |
| K24 | - | - | - | - | - | - | - | 60 | - | - |
| K25 | 56,8 | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
Geopolymerní kompozity se šamotovým plnivem vykazují po kalcinace při teplotách 600 až 1200 °C smršťovaní v rozmezí 0,01 až 2,5 % a zbytkové pevností v rozmezí 40 až 280 %.
o Geopolymerní kompozity vykazují vysoký součinitel mrazu vzdoru ostí, který po 50 až 100 zm razo vacích cyklech neklesá pod hodnotu 75 %.
Geopolymerní kompozity vykazují vysokou odolnost vůči působení kyseliny chlorovodíkové. Úbytek hmotnosti geopolymcrního kompozitu za 1 den uložení v 5% HCI nepřesahuje 0,7 % ? hmotn. Úbytek hmotnosti geopolymcrního kompozitu za 1 den uložení v 1% HCI nepřesahuje 0.3 % hmotn.
Zbytkové pevnosti v tlaku neklesly pod 30 % při umístění v 5% HCI a pod 90 % při umístění v 1 % HCI po dobu 14 dní.
Průmyslová využité In o st
Dvousložkové geopolymerní pojivo je průmyslově využitelné ve stavebnictví a pro aplikace při > teplotách až do 1200 °C.
Dvousložkové geopolymerní pojivo lze s použitím různých druhy plniv. např. písek, štěrk, čedič, drcená žida. drcený mramor, drcený vápenec, mastek, slída, opuka, keramzit a stavení suť, průmyslově využít pro přípravu geopolymerních kom požit ů (umělého kamene, malty, betonu, apod.)
CT. 300134 B6 pro výrobu ozdobných předmětů, architektonických prvků, obkladových panelů a dalších stavebních výrobků. Lze je též využít pro oprav} historických budova památek.
Dvousložkové geopoly měrní pojivo lze s použitím šamotu a kalci no váného kaolinu obvykle o 5 velikosti částic OJ až 32 mm jako plniva průmyslově využít pro výrobu ohnivzdorných geopolymerních kompozitu vhodných pro výrobu kamen a krbů.
Dvousložkové geopolymemí pojivo lze průmyslově využít pro zhotovení podlah odolných vůči působení kyselin a dalších chemikálií, např. v chemickém průmyslu.
!C)
Dvousložkové geopolymemí pojivo lze průmyslově vy užít rovněž jako matrice pro sklovláknité kompozity.
Claims (6)
- PATENTOVÉ NÁROKY20 1. Dvousložkové geopolymemí pojivo, sestávající zpěvné složky a kapalné složky, přičemž pevná složka jc tvořena surovinou obsahující metakaolinit a mletou vysokopecní granulovanou struskou. a kapalná složka obsahuje sodný alkalický aktivátor, přičemž sušina dvousložkového geopolymerního pojivá obsahuje 43 až 60% hmotn. suroviny obsahující mctakaolinít, 11 až 37 % hmotn. mleté vysokopecní granulované strusky o střední velikosti částic D50 < 15 μηι, a 1125 až 32 % hmotn. sodného alkalického aktivátoru, vyznačující se t í ni, že surovina obsahující mctakaolinít o střední velikosti částic D50 < 10 Bm, výhodně D5(i < 5 μηι, obsahuje více než 35 % hmotn. A12()i, výhodně více než 41 % hmotn. ATO-u a sodný alkalický aktivátor má silikátový modul SiO2:Na2O = 1.6 až
- 2,1 J .tu 2. Dvousložkové geopolymemí pojivo podle nároku 1. v v z n a č u j í c í se t í m , že surovinou obsahující mctakaolinít jsou kalcinované odprašky lupku.
- 3. Dvousložkové geopolymemí pojivo podle nároku 1,vyznačující se t í m . že surovinou obsahující metakaolinit jsou kalcinované odprašky kaolinu.
- 4. Dvousložkové geopolymemí pojivo podle nároku 1,vyznačující sc t í m , že surovinou obsahující metakaolinit je směs kalcinovaných odprašků lupku a kalcinovaných odprašků kaolinu.40
- 5. Dvousložkové geopolymemí pojivo podle nároku 1 nebo 2 nebo 3 nebo 4, vyznačující se t í m , že sodným alkalickým aktivátorem je tekuté sodné vodní sklo.
- 6. Způsob výroby dvousložkového geopolymerního pojivá podle nároku 1 nebo 2 nebo 3 nebo 4 nebo 5. v y z n a č 11 j í c í se t í in . že se při výrobě dvousložkového geopolymerního pojivá,45 sestávajícího z pevné složky a kapalné složky, vyrobí zvlášť pevná složka a zvlášť kapalná složka tak. že se při výrobě pevné složky smíchá surovina obsahující metakaolinit a mletá vysokopecní granulovaná struska v hmotnostním poměru 54 až 83 J 7 až 46, a kapalná složka se vyrobí přimícháním vody do sodného alkalického aktivátoru o obsahu 40 až 50 % hmotn. sušiny, vyjádřené jako suma koncentrací Na?O 1 SiO2, v hmotnostním poměru až 0,9J.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20070115A CZ2007115A3 (cs) | 2007-02-14 | 2007-02-14 | Dvousložkové geopolymerní pojivo a zpusob jeho výroby |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20070115A CZ2007115A3 (cs) | 2007-02-14 | 2007-02-14 | Dvousložkové geopolymerní pojivo a zpusob jeho výroby |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ300134B6 true CZ300134B6 (cs) | 2009-02-18 |
| CZ2007115A3 CZ2007115A3 (cs) | 2009-02-18 |
Family
ID=40351513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20070115A CZ2007115A3 (cs) | 2007-02-14 | 2007-02-14 | Dvousložkové geopolymerní pojivo a zpusob jeho výroby |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2007115A3 (cs) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ305657B6 (cs) * | 2009-11-05 | 2016-01-27 | Unipetrol Výzkumně Vzdělávací Centrum, A. S. | Tekutá geopolymerní pryskyřice pro výrobu objemově stálých vyztužených kompozitů a způsob její výroby |
| CN109160774A (zh) * | 2018-09-12 | 2019-01-08 | 杭州固益强新材料科技有限公司 | 一种喷射地质聚合物 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ305741B6 (cs) * | 2015-01-22 | 2016-02-24 | Technická univerzita v Liberci | Žáruvzdorný geopolymerní kompozit s nízkou měrnou hmotností pro konstrukční prvky protipožárních zábran |
| CZ307154B6 (cs) * | 2016-12-07 | 2018-02-07 | Unipetrol výzkumně vzdělávací centrum, a.s. | Dvousložkové geopolymemí pojivo pro výrobu plastických geopolymerů |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4509985A (en) * | 1984-02-22 | 1985-04-09 | Pyrament Inc. | Early high-strength mineral polymer |
| US4642137A (en) * | 1985-03-06 | 1987-02-10 | Lone Star Industries, Inc. | Mineral binder and compositions employing the same |
| US5084102A (en) * | 1988-12-23 | 1992-01-28 | Eerste Nederlandse Cement Industrie (Enci) N. V. | Cement, method of preparing such cement and method of making products using such cement |
| WO1992004298A1 (fr) * | 1990-09-04 | 1992-03-19 | Joseph Davidovits | Procede d'obtention d'un liant geopolymerique permettant la stabilisation, la solidification et la consolidation de dechets ou de materiaux toxiques |
| WO1992004299A1 (de) * | 1990-09-03 | 1992-03-19 | Holderbank Financiere Glarus Ag | Tectoalumosilicat-zement sowie verfahren zur herstellung desselben |
| US5482549A (en) * | 1993-04-05 | 1996-01-09 | Enci Nederland B.V. | Cement, method of preparing such cement and method of making products using such cement |
| CZ283298B6 (cs) * | 1995-06-29 | 1998-02-18 | Vysoká Škola Chemicko-Technologická | Pojivo na bázi semletého slínku portlandského cementu |
| WO1998031644A1 (fr) * | 1997-01-15 | 1998-07-23 | Cordi-Geopolymere S.A. | Methodes de fabrication de ciments geopolymeriques et ciments obtenus par ces methodes |
| CZ289735B6 (cs) * | 1998-11-26 | 2002-03-13 | Čvut V Praze, Kloknerův Ústav | Alkalicky aktivované pojivo na bázi latentně hydraulicky aktivních látek |
| CZ291443B6 (cs) * | 2000-10-12 | 2003-03-12 | Vysoká Škola Chemicko-Technologická | Pojivová geopolymerní směs |
| WO2003099738A1 (fr) * | 2002-05-27 | 2003-12-04 | Cordi-Geopolymere Sa | Ciment geopolymerique a base de poly(sialate-disiloxo) et procede d'obtention |
| CZ292875B6 (cs) * | 2002-03-20 | 2003-12-17 | Vysoká škola chemicko-technologická v Praze | Geopolymerní pojivo na bázi popílků |
| CZ2004536A3 (cs) * | 2004-04-26 | 2006-02-15 | Svoboda@Pavel | Popílkový beton a zpusob jeho prípravy geopolymerní reakcí aktivovaného úletového popílku a jeho pouzití |
-
2007
- 2007-02-14 CZ CZ20070115A patent/CZ2007115A3/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4509985A (en) * | 1984-02-22 | 1985-04-09 | Pyrament Inc. | Early high-strength mineral polymer |
| US4642137A (en) * | 1985-03-06 | 1987-02-10 | Lone Star Industries, Inc. | Mineral binder and compositions employing the same |
| US5084102A (en) * | 1988-12-23 | 1992-01-28 | Eerste Nederlandse Cement Industrie (Enci) N. V. | Cement, method of preparing such cement and method of making products using such cement |
| WO1992004299A1 (de) * | 1990-09-03 | 1992-03-19 | Holderbank Financiere Glarus Ag | Tectoalumosilicat-zement sowie verfahren zur herstellung desselben |
| WO1992004298A1 (fr) * | 1990-09-04 | 1992-03-19 | Joseph Davidovits | Procede d'obtention d'un liant geopolymerique permettant la stabilisation, la solidification et la consolidation de dechets ou de materiaux toxiques |
| US5482549A (en) * | 1993-04-05 | 1996-01-09 | Enci Nederland B.V. | Cement, method of preparing such cement and method of making products using such cement |
| CZ283298B6 (cs) * | 1995-06-29 | 1998-02-18 | Vysoká Škola Chemicko-Technologická | Pojivo na bázi semletého slínku portlandského cementu |
| WO1998031644A1 (fr) * | 1997-01-15 | 1998-07-23 | Cordi-Geopolymere S.A. | Methodes de fabrication de ciments geopolymeriques et ciments obtenus par ces methodes |
| CZ289735B6 (cs) * | 1998-11-26 | 2002-03-13 | Čvut V Praze, Kloknerův Ústav | Alkalicky aktivované pojivo na bázi latentně hydraulicky aktivních látek |
| CZ291443B6 (cs) * | 2000-10-12 | 2003-03-12 | Vysoká Škola Chemicko-Technologická | Pojivová geopolymerní směs |
| CZ292875B6 (cs) * | 2002-03-20 | 2003-12-17 | Vysoká škola chemicko-technologická v Praze | Geopolymerní pojivo na bázi popílků |
| WO2003099738A1 (fr) * | 2002-05-27 | 2003-12-04 | Cordi-Geopolymere Sa | Ciment geopolymerique a base de poly(sialate-disiloxo) et procede d'obtention |
| CZ2004536A3 (cs) * | 2004-04-26 | 2006-02-15 | Svoboda@Pavel | Popílkový beton a zpusob jeho prípravy geopolymerní reakcí aktivovaného úletového popílku a jeho pouzití |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ305657B6 (cs) * | 2009-11-05 | 2016-01-27 | Unipetrol Výzkumně Vzdělávací Centrum, A. S. | Tekutá geopolymerní pryskyřice pro výrobu objemově stálých vyztužených kompozitů a způsob její výroby |
| CN109160774A (zh) * | 2018-09-12 | 2019-01-08 | 杭州固益强新材料科技有限公司 | 一种喷射地质聚合物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2007115A3 (cs) | 2009-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yazdi et al. | Correlation of microstructural and mechanical properties of geopolymers produced from fly ash and slag at room temperature | |
| Uysal et al. | Investigation of using waste marble powder, brick powder, ceramic powder, glass powder, and rice husk ash as eco-friendly aggregate in sustainable red mud-metakaolin based geopolymer composites | |
| US10494301B2 (en) | Lightweight concrete composition containing perlite and resin beads | |
| Siddique et al. | Influence of metakaolin on the properties of mortar and concrete: A review | |
| Karrech et al. | Sustainable geopolymer using lithium concentrate residues | |
| AU2010284901B2 (en) | Geopolymer cement and use thereof | |
| AU2021269387B2 (en) | Metal oxide cement | |
| KR100741637B1 (ko) | 시멘트를 사용하지 않은 환경친화형 블록 | |
| Liew et al. | Investigating the possibility of utilization of kaolin and the potential of metakaolin to produce green cement for construction purposes–A review | |
| WO2015076675A1 (en) | Geopolymer materials comprising alkaline activator and an additive selected from sugar and/or organic acids | |
| CN102272067A (zh) | 用于绝热和热反射产品的水硬水泥集料的制备 | |
| Allali et al. | The influence of calcium content on the mixture of sodium silicate with different additives: Na2CO3, NaOH and AlO (OH) | |
| CZ300134B6 (cs) | Dvousložkové geopolymerní pojivo a zpusob jeho výroby | |
| PL226104B1 (pl) | Tworzywo geopolimerowe oraz sposob wytwarzania tworzywa geopolimerowego | |
| US10273187B2 (en) | Metal oxide activated cement | |
| US20220267212A1 (en) | Inorganic polymers and use thereof in composite materials | |
| Aygörmez et al. | Compressive and flexural strength behaviors of metakaolin based geopolymer mortars manufactured by different procedures | |
| US10752548B2 (en) | Metal oxide activated cement | |
| Molinari et al. | Zeolites and modified clays in environmentally sustainable building materials | |
| CZ23171U1 (cs) | Vysokopevnostní geopolymemí kompozit | |
| OA20574A (en) | Inorganic polymers and use thereof in composite materials. | |
| WO2024089406A1 (en) | Alkali-activated material | |
| CZ23172U1 (cs) | Vysokopevnostní geopolymerní kompozit | |
| CZ23178U1 (cs) | Sloučenina obecného vzorce I vykazuje farmakologickou účinnost a v souladu s touto skutečností se přidává do farmaceutických prostředků a používá se při léčbě pacientů trpících určitými zdravotními poruchami. Konkrétněji je tato sloučenina inhibitorem aktivity faktoru Xa. Tento vynález se zaměřuje na sloučeninu obecného vzorce I, prostředky obsahující sloučeninu obecného vzorce I a jejich použití určené pro pacienta trpícího fyziologickými stavy nebo vystaveného fyziologickým stavům, které lze zlepšit podáním inhibitoru aktivity faktoru Xa. | |
| CZ23179U1 (cs) | Vysokopevnostní geopolymerní kompozit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20140214 |