CZ307674B6 - Elektroodporové vytvrzování anorganických materiálů - Google Patents
Elektroodporové vytvrzování anorganických materiálů Download PDFInfo
- Publication number
- CZ307674B6 CZ307674B6 CZ2012-628A CZ2012628A CZ307674B6 CZ 307674 B6 CZ307674 B6 CZ 307674B6 CZ 2012628 A CZ2012628 A CZ 2012628A CZ 307674 B6 CZ307674 B6 CZ 307674B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- mold
- inorganic materials
- transformer
- curing
- plate electrodes
- Prior art date
Links
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 6
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 2
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005004 MAS NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)
Abstract
Elektroodporové vytvrzování anorganických materiálů se provádí tak, že elektricky vodivá vsázka, nebo elektricky nevodivá vsázka anorganického materiálu, opatřené ochrannou fólií, jsou vloženy do formy s deskovými elektrodami (3), umístěnými paralelně na podstavě (1) formy, a zavibrovány na vibračním stole. Elektricky nevodivá vsázka je navíc ponořena do elektricky vodivé kapaliny. Deskové elektrody (3) jsou připojeny do elektrického obvodu sestávajícího ze sériového zapojení transformátoru (6) a sériového odporu (7). Deskové elektrody (3) jsou navzájem nevodivě spojeny boky (2) formy.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká elektroodporového vytvrzování anorganických materiálů, zvláště geopolymemích hmot pro použití ve stavebním průmyslu.
Dosavadní stav techniky
Počátky řešení problematiky alkalicky aktivovaných pucolánových cementů sahají až do první poloviny čtyřicátých let minulého století. Výzkum těchto materiálů byl zaměřen zejména na využití metalurgické strusky a směřoval k vývoji maltovin pro stavební průmysl. Problematika alkalicky aktivovaných anorganických pojiv je koncem osmdesátých let minulého století podrobena intenzivní vědecko-výzkumné činnosti a dochází tak ke zvýšení zájmu o toto téma. Nové experimentální techniky a metody charakterizace přinášejí hodnotné informace o možnostech přípravy těchto materiálů a o konečných vlastnostech výsledných produktů. Využitím vhodných vstupních surovin, jako jsou jílové horniny, minerály, dochází k rozšíření vlastností, konečného produktu. Pro odolnost proti žáru a anorganická pojivá se dostávají do nové sféry zájmu.
Celá řada autorů publikuje vědecké práce, články a patenty zabývající se metodikou přípravy, vlivem vstupních surovin na vlastnosti pojivá, podmínkami přípravy (vliv teploty, tlaku, vlhkosti) apod. Pro popis a charakterizaci těchto procesů jsou obvykle používány moderní analytické nástroje, jako jsou RTG, XRF, IČ, MAS-NMR pro chemické a fázové složení vstupních surovin nebo finálních pojiv. Kinetika procesu tvrzení je obvykle studována pomocí IC (in šitu), případně pomocí diferenční skenovací kalorimetrie (DSC).
Mechanismus tvorby aluminosilikátových pojiv je identifikován a popsán řadou strukturních modelů. Výsledky experimentální činnosti a studia procesu geopolymerizace na bázi metakaolinu byly publikovány v uplynulých dvaceti letech v řadě vědeckých prací, včetně tvorby strukturních modelů.
Proces gelace (gepolymerace) lze obecně vysvětlit v několika fázích:
- v důsledku působení alkalického prostředí dochází ve struktuře metakaolinu k uvolnění části křemičitanů a hlinitanů do roztoku. Hlinitany v 5- a 6-vazné koordinaci přecházejí do 4vazné koordinace v důsledku rozpouštěcího procesu. Existuje předpoklad, že dochází k rychlejšímu uvolňování molekul hliníku. Tento závěr lze vysvětlit vyšším strukturním napětím u hlinitanových vrstev ve srovnání s vrstvami křemičitanů.
- k tvorbě hlinitokřemičitých oligomerů dochází v důsledku interakce mezi rozpouštěnými částmi křemičitanů a hlinitanů a již rozpuštěnými křemičitany v aktivačním roztoku.
- proces rozpouštění vstupních surovin pokračuje do okamžiku, kdy koncentrace rozpuštěných hlinitanů je dostatečně vysoká k celkové destabilizaci křemičitého roztoku.
- precipitace molekulárních částí do podoby počátečního gelu. Proces lze řídit množstvím a distribucí nukleačních míst, to je přítomností přídavných částic o definovaném měrném povrchu (agregáty, oxidy).
- pokračuje proces částečného rozpouštění a postupné gelace systému do stavu kompletního obklopení povrchu částic. Proces rozpouštění je zpomalen.
- tvorba geopolymemího gelu pokračuje do stavu solidifíkace reaktivní směsi. Rychlost procesu výrazně ovlivňuje reaktivita směsi a teplota.
Proces sodifikace hlinitokřemičitého gelu výrazným způsobem ovlivňují podmínky zrání, to je tlak, vlhkost a především teplota prostředí. Davidovits ve svých pracích využívá způsobu zrání geopolymemích past v různých intervalech časů a teplot od 25 do 120 °C. Zvýšená teplota
- 1 CZ 307674 B6 výrazným způsobem akceleruje proces zrání geopolymemích past a v krátkém časovém intervalu tak materiál dosahuje užitných mechanických charakteristik.
Tento vývoj je možné přičíst postupnému vlivu zvýšené teploty na prohřev geopolymemí pasty a možné krystalizaci zeolytických struktur.
Na základě výše uvedených skutečností je možné konstatovat, že až doposud výsledky praxe u popisovaných experimentů přinášejí nejednoznačné výsledky, související s teplotním profilem vzorků, respektive s příliš vysokým teplotním gradientem v tělese.
Podstata vynálezu
Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje elektroodporové vytvrzování anorganických materiálů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že elektricky vodivá vsázka anorganického materiálu, opatřená ochrannou fólií, se vloží do formy s deskovými elektrodami, zavibruje se na vibračním stole a následně se forma připojí do elektrického obvodu sestávajícího ze sériového zapojení transformátoru a sériového odporu.
Elektricky nevodivá vsázka anorganických materiálů, opatřená ochrannou fólií, se vloží do formy s deskovými elektrodami, zavibruje se na vibračním stole, následně se forma ponoří do elektricky vodivé kapaliny a připojí se do elektrického obvodu sestávajícího ze sériového zapojení transformátoru a sériového odporu.
Podstata zařízení na elektroodporové vytvrzování anorganických materiálů spočívá v tom, že sestává z podstavy formy, na níž jsou paralelně umístěny deskové elektrody, navzájem nevodivě spojené pomocí boků. Svorka připojení B1 formy jedné deskové elektrody je připojena na svorku připojení B2 obvodu, umístěnou na prvém vývodu sekundárního vinutí transformátoru. Svorka připojení Al formy na opačné straně druhé deskové elektrody je připojena na svorku připojení A2 obvodu, připojenou přes sériový odpor na druhý vývod sekundárního vinutí transformátoru.
Výhodou elektroodporového vytvrzování anorganických materiálů podle vynálezu je jednoduchost samotného zařízení na vytvrzování, možnost snadné manipulace s jednotlivými díly a relativně nízké pořizovací náklady. Další výhodou je zrychlení procesu vytvrzení hlinitokřemičitých hmot s ohledem na aplikaci vhodnějšího teplotního profilu geopolymemích desek během procesu zrání.
Objasnění výkresů
Vynález bude blíže osvětlen pomocí dvou výkresů, kde na obrázku č. 1 je v axonometrickém pohledu znázorněn funkční vzorek formy na elektroodporové vytvrzování anorganických materiálů. Na obrázku č. 2 je potom schematicky znázorněn elektrický obvod, ke kterému je forma připojena.
Příklady uskutečnění vynálezu
Praktický příklad elektroodporového vytvrzování anorganických materiálů podle vynálezu je patrný z přiložených obrázků.
Na obr. 1 je naznačen funkční vzorek formy na elektroodporové vytvrzování anorganických materiálů. Na podstavu 1 formy jsou paralelně umístěny deskové elektrody 3, které jsou navzájem nevodivě spojeny boky 2 formy. Každá z deskových elektrod 3 má na opačných
-2CZ 307674 B6 kratších stranách svorky připojení k elektrickému obvodu. Na jedné deskové elektrodě 3 je svorka 5 připojení B1 formy a na druhé deskové elektrodě 3 je svorka 4 připojení Al formy.
Na obr. 2 je potom znázorněn elektrický obvod, ke kterému je forma připojena. Elektrický obvod je tvořen sériovým zapojením transformátoru 6 a sériového odporu 7. Sériový odpor 7 je připojen na jeden konec sekundárního vinutí transformátoru 6, jehož druhý konec je opatřený svorkou 9 připojení B2 obvodu. Druhá strana sériového odporu 7 je opatřena svorkou 8 připojení A2 obvodu.
Deskové elektrody jsou měděné a jsou svislé, deskové. Byl využit poznatek z praxe elektrického tavení skla. Je známo, že kovové elektrody mají malý stykový odpor, protože sklovina smáčí kov. Lze tedy použít měrné povrchové proudové zatížení až 3 A/cm2. Druhým důležitým poznatkem bylo, že nejmenší teplotní rozdíly v příčném řezu bazénu sklářské pece jsou za použití svislých deskových elektrod napájených jednorázovým nebo třífázovým proudem. Tomu odpovídá i rovnoměrné množství vybavované energie napříč tavícím bazénem.
Proto byl také volen elektrický obvod o napětí 220 V. K minimalizaci polarizace elektrod je použita síťová frekvence 50 Hz.
Jako vytvrzovaný vzorek bylo použito hlinitokřemičité hmoty. PET fólie bylo použito proto, aby bylo zabráněno intenzivnímu odpařování vody.
Při provádění procesu vytvrzování byla pomocí bezdotykového infračerveného teploměru snímána teplota, a to v levém horním rohu, ve středu a v pravém dolním rohu vytvrzované desky. Naměřené hodnoty společně s technickými parametry zařízení umožnily najít nejvhodnější průběh vytvrzování.
U použitého geopolymemího materiálu dochází na rozdíl od skloviny k nárůstu vodivosti vlivem zvýšené teploty, ale rovněž se projevuje úbytek nosičů proudu spotřebovaných při geopolymeraci. Křivka závislosti proudu i výkonu na čase vykazuje ploché maximum a pozvolný pokles. Křivka teploty na čase je ovlivněna topným výkonem, reakčním teplem a teplotní vodivostí hmoty.
Průmyslová využitelnost
Elektroodporové vytvrzování anorganických materiálů podle vynálezu lze s úspěchem využít při vytvrzování hlinitokřemičitých hmot, což je finální krok při syntéze těchto materiálů, a to v provozní nebo poloprovozní výrobě jako konečný krok vytvrzení geopolymemích hmot.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (2)
1. Elektroodporové vytvrzování anorganických materiálů, vyznačující se tím, že elektricky vodivá vsázka anorganického materiálu, opatřená ochrannou fólií, se vloží do formy s deskovými elektrodami (3), zavibruje se na vibračním stole a následně se forma připojí do elektrického obvodu sestávajícího ze sériového zapojení transformátoru (6) a sériového odporu (7).
2. Elektroodporové vytvrzování anorganických materiálů, vyznačující se tím, že elektricky nevodivá vsázka anorganického materiálu, opatřená ochrannou fólií, se vloží do formy s deskovými elektrodami (3), zavibruje se na vibračním stole, následně se forma ponoří do elektricky vodivé kapaliny a připojí se do elektrického obvodu sestávajícího ze sériového zapojení transformátoru (6) a sériového odporu (7).
-3CZ 307674 B6
3. Zařízení pro provádění odporového vytvrzování anorganických materiálů podle nároku 1 nebo
2, vyznačující se tím, že sestává z podstavy (1) formy, na níž jsou paralelně umístěny deskové elektrody (3), navzájem nevodivě spojené boky (2) formy, přičemž svorka (5) připojení B1 formy jedné deskové elektrody (3) je připojena na svorku (9) připojení B2 obvodu, umístěné na první 5 vývod sekundárního vinutí transformátoru (6) a svorka (4) připojení AI formy na opačné straně druhé deskové elektrody (3) je připojena na svorku (8) připojení A2 obvodu, připojenou přes sériový odpor (7) na druhý vývod sekundárního vinutí transformátoru (6).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2012-628A CZ307674B6 (cs) | 2012-09-12 | 2012-09-12 | Elektroodporové vytvrzování anorganických materiálů |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2012-628A CZ307674B6 (cs) | 2012-09-12 | 2012-09-12 | Elektroodporové vytvrzování anorganických materiálů |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2012628A3 CZ2012628A3 (cs) | 2014-03-19 |
| CZ307674B6 true CZ307674B6 (cs) | 2019-02-13 |
Family
ID=50278917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2012-628A CZ307674B6 (cs) | 2012-09-12 | 2012-09-12 | Elektroodporové vytvrzování anorganických materiálů |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ307674B6 (cs) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1164153A (en) * | 1966-08-18 | 1969-09-17 | Ford Motor Co | Coating Process |
| GB1344997A (en) * | 1969-12-03 | 1974-01-23 | Kansai Paint Co Ltd | Method for curing an electro phoretic coating film |
| GB1394555A (en) * | 1972-05-15 | 1975-05-21 | Shinto Paint Co Ltd | Coating chromium-plated surface with resin by electrodeposition |
-
2012
- 2012-09-12 CZ CZ2012-628A patent/CZ307674B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1164153A (en) * | 1966-08-18 | 1969-09-17 | Ford Motor Co | Coating Process |
| GB1344997A (en) * | 1969-12-03 | 1974-01-23 | Kansai Paint Co Ltd | Method for curing an electro phoretic coating film |
| GB1394555A (en) * | 1972-05-15 | 1975-05-21 | Shinto Paint Co Ltd | Coating chromium-plated surface with resin by electrodeposition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2012628A3 (cs) | 2014-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mo et al. | Effect of curing temperature on geopolymerization of metakaolin-based geopolymers | |
| Somaratna et al. | Response of alkali activated fly ash mortars to microwave curing | |
| CN107052493B (zh) | 一种多场辅助的钎焊装置及钎焊方法 | |
| CN102121075B (zh) | 高能超声与脉冲电场下合成颗粒增强铝基复合材料的方法 | |
| Ranjbar et al. | Influence of preheating of fly ash precursors to produce geopolymers | |
| CN107052494B (zh) | 一种基于多场耦合下提高材料润湿性的装置及方法 | |
| Shi et al. | Effect of microwave curing on metakaolin-quartz-based geopolymer bricks | |
| CN105503160B (zh) | 一种新能源汽车四元系95氧化铝瓷片及其加工方法 | |
| Luo et al. | Comparison the properties of carbon fiber-based Portland cement and alkali-activated fly ash/slag conductive cementitious composites | |
| Al Bakri Abdullah et al. | Effect of microwave curing to the compressive strength of fly ash based geopolymer mortar | |
| CZ307674B6 (cs) | Elektroodporové vytvrzování anorganických materiálů | |
| CZ24816U1 (cs) | Zařízení pro elektroodporové vytvrzování anorganických materiálů | |
| CN110981302B (zh) | 一种微波辅助粉煤灰基地聚物固化铅碱渣的方法 | |
| Hariharan et al. | Preparation and characterization of ceramic products using sugarcane bagasse ash waste | |
| CN109231228B (zh) | 一种基于弱水化金云母插层的高膨胀率膨胀蛭石及其制备方法 | |
| CN110204233A (zh) | 一种聚苯乙烯改性粉煤灰的制备方法及保温隔热材料 | |
| WO2016030904A1 (en) | A process for geopolymer concrete making with curing at ambient temperature and without using sodium hydroxide | |
| CN106904997A (zh) | 电场活化水泥基装置及方法 | |
| CN102115305A (zh) | 多晶硅铸锭用石英坩埚的制造方法 | |
| CN112110695A (zh) | 一种混凝土制品及其养护方法 | |
| CN103232718A (zh) | 微硅粉/sbs复合改性沥青及其制备方法 | |
| CN202495481U (zh) | 压电极化装置 | |
| Jabbar et al. | Mechanical and electrothermal properties of lightweight graphite/geopolymer composites | |
| CN2775845Y (zh) | 对压电陶瓷进行高温极化的装置 | |
| CN206814644U (zh) | 用于电场活化水泥基材料的装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20190912 |