CZ309421B6 - Antivibrační geopolymerní kompozit pro speciální aplikace - Google Patents
Antivibrační geopolymerní kompozit pro speciální aplikace Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309421B6 CZ309421B6 CZ2022-71A CZ202271A CZ309421B6 CZ 309421 B6 CZ309421 B6 CZ 309421B6 CZ 202271 A CZ202271 A CZ 202271A CZ 309421 B6 CZ309421 B6 CZ 309421B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- geopolymer
- weight
- amount
- cement used
- vibration
- Prior art date
Links
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 title claims abstract description 61
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 46
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000011413 geopolymer cement Substances 0.000 claims abstract description 42
- 229920003041 geopolymer cement Polymers 0.000 claims abstract description 42
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 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 7
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 6
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 3
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 18
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 9
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 58
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 11
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 7
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L sodium disulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])(=O)=O HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 235000010262 sodium metabisulphite Nutrition 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M sodium bisulfate Chemical compound [Na+].OS([O-])(=O)=O WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000342 sodium bisulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- LDTLADDKFLAYJA-UHFFFAOYSA-L sodium metabisulphite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)OS([O-])=O LDTLADDKFLAYJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 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
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/022—Carbon
-
- 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
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/044—Polysilicates, e.g. geopolymers
-
- 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
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/06—Quartz; Sand
-
- 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
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
- C04B18/08—Flue dust, i.e. fly ash
-
- 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
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
- C04B18/141—Slags
-
- 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
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
- C04B18/20—Waste materials; Refuse organic from macromolecular compounds
- C04B18/22—Rubber, e.g. ground waste tires
-
- 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
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
- C04B28/141—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements containing dihydrated gypsum before the final hardening step, e.g. forming a dihydrated gypsum product followed by a de- and rehydration step
-
- 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
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
- C04B28/26—Silicates of the alkali metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Antivibrační geopolymerní kompozit obsahuje cement složený z hlinitokřemičitého pojiva na bázi metakaolinu a/nebo mleté vysokopecní granulované strusky a/nebo odletového popílku ve zvoleném jednotkovém množství s dalšími příměsemi, kterými jsou alkalický aktivátor tvořený vodným roztokem křemičitanu sodného nebo draselného v množství tvořícím 65 až 112 % hmotnosti použitého geopolymerního cementu a gumová drť s velikostí částic v rozsahu 0,1 až 8,0 mm v množství tvořícím 5 až 200 % hmotnosti použitého geopolymerního cementu. Geopolymerní kompozit může obsahovat, a to buď jednotlivé nebo ve vzájemné kombinaci, dále uvedené příměsi: křemičitý písek v množství 0,1 až 200 % hmotnosti použitého geopolymerního cementu; rozemletý šamot v množství 0,1 až 200 % hmotnosti použitého geopolymerního cementu; mikrosiliku v množství 0,1 až 15 % hmotnosti použitého geopolymerního cementu; uhlíková mikrovlákna v množství 0,1 až 5 % hmotnosti použitého geopolymerního cementu; disiřititan sodný v množství 0,1 až 10 % hmotnosti použitého geopolymerního cementu; vysokoviskózní hydroxyethyl celulózy v práškové formě v množství 0,1 až 3 % hmotnosti použitého geopolymerního cementu; a sádru v práškové formě v množství 0,1 až 5 % hmotnosti použitého geopolymerního cementu.
Description
Antivibrační geopolymerní kompozit pro speciální aplikace
Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká vyztuženého kompozitního materiálu na bázi geopolymeru upraveného pro speciální aplikace při využití dalších příměsí, které mu zajišťují antivibrační vlastnosti a dále zlepšují jeho mechanické vlastnosti. Vyztužený geopolymerní kompozit je určen k využití v aplikacích, kde jsou vyžadovány tlumicí a antivibrační vlastnosti.
Podstata vynálezu
Předmětem vynálezu je geopolymerní kompozitní materiál se specifickým složením a určenými rozsahy příměsí, které takto připravenému geopolymemímu kompozitu poskytují vyšší elasticitu a lepší akustické vlastnosti, díky čemuž je materiál vhodný pro aplikace, při kterých jsou tyto vlastnosti vhodné, například jako silniční podklad či zvuková izolace. Hlavní složkou kompozitu je gumová drť, kterou lze získávat z nově vyrobené gumy, ale také recyklací gumového odpadu, především pneumatik, což představuje způsob, jak tento odpad, který vzniká ve velkém množství, dále využít.
Antivibrační geopolymerní kompozit je vytvořen na bázi geopolymemího cementu, složeného z hlinitokřemičitého pojivá na bázi metakaolinu a/nebo mleté vysokopecní granulované strusky a/nebo odletového popílku ve zvoleném jednotkovém množství s dalšími příměsemi kterými jsou alkalický aktivátor tvořený vodným roztokem křemičitanu sodného nebo draselného v množství tvořícím 65 až 112 % hmotnosti použitého geropolymemího cementu a gumová drť s velikostí částic v rozsahu 0,1 až 8,0 mm v množství tvořícím 5 až 200 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu. Toto je základní složení antivibračního geopolymemího kompozitu, který může obsahovat další příměsi, které vylepšují užitné vlastnosti a rozšiřují také aplikační možnosti vytvořené směsi.
Příměsí k základnímu složení kompozitu je křemičitý písek v množství 0,1 až 200 % hmotnosti použitého množství geopolymemího cementu, použitý křemičitý písek je o jemnosti 0,1 až 0,63 mm.
Namísto křemičitého písku nebo společně s křemičitým pískem může antivibrační geopolymerní kompozit obsahovat příměs šamotu o velikosti částic v rozmezí 0,1 až 0,5 mm nebo příměs jemně namletého šamotu o velikosti částic 0,05 až 0,1 mm, a to v množství 0,1 až 200 % hmotnosti použitého množství geopolymemího cementu.
Antivibrační geopolymerní směs v základním složení nebo jako další příměs obsahuje mikrosiliku o jemnosti 0,1 až 0,3 pm tvořenou nanočásticemi oxidu křemičitého, a to v množství 0,1 až 15 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
Antivibrační geopolymerní kompozit obsahuje zároveň či v základním složení příměs uhlíkových mikrovláken o průměru 6 ±1 pm a průměrnou délkou vláken 6 mm v množství 0,1 až 5 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
Antivibrační geopolymerní kompozit v základu či zároveň s ostatními složkami obsahuje příměs disiřičitanu sodného v práškové formě v množství 0,1 až 10 % hmotnosti použitého množství geopolymemího cementu.
Antivibrační geopolymerní kompozit v základu nebo zároveň s ostatními příměsemi obsahuje příměs vysokoviskózní hydroxyethylcelulózy v práškové formě v množství 0,1 až 3 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
-1 CZ 309421 B6
Antivibrační geopolymemí kompozit v základu nebo zároveň s ostatními složkami obsahuje příměs sádry v práškové formě v množství 0,1 až 5 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu. Obvykle v antivibračním geopolymemím kompozitu představuje aktivátor 90 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
Shora uvedené směsi je možno v závislosti na jejich využití vyztužit jednou nebo více zpevňovacími sítěmi, zejména z uhlíkových vláken, která v zásaditém prostředí geopolymemí směsi nedegradují. Síť z uhlíkových vláken je vložena do tloušťky vrstvy geopolymeru. Použita je síť s velikostí ok od 10 x 10 mm až do 50 x 50 mm a o měrné hmotnosti 130 až 500 g/m2.
Gumová drť zlepšuje akustické vlastnosti geopolymeru, umožňuje mu lépe tlumit hluk, činí jej elastičtějším a zajišťuje antivibrační vlastnosti, což umožňuje využití takto připraveného kompozitu například jako podkladu pod silnici. Uhlíková vlákna zlepšují mechanické vlastnosti výsledného geopolymemího kompozitu, disiřičitan sodný slouží jako emulgátor tekuté směsi a sádra zajišťuje rychlejší schnutí a lepší adhezi k povrchům, především těm vertikálním, nicméně příliš vysoký obsah sádry (přes 5 %) by vedl k popraskání geopolymeru při schnutí. Disiřičitan sodný funguje jako emulgátor a urychluje geopolymerizaci. Celulóza brání praskání a zvyšuje elasticitu směsi, což zlepšuje možnost nanášení na různé povrchy. Písek, šamot a silikatéž zlepšují mechanické vlastnosti geopolymemího kompozitu, přičemž písek a šamot zároveň slouží jako plnivo.
Příklady uskutečnění vynálezu
Následující příklady provedení vynálezu slouží k jeho objasnění, aniž by jimi byl vynález, jakkoliv omezen.
Při přípravě jednotlivých směsí ajejich vzorků byla též využita síť z uhlíkových vláken s velikostmi ok 10 x 10 mm až 15 x 15 mm (příčně/podélně). Všechny zkušební směsi byly připraveny stejným postupem. Nejprve bylo odměřeno množství geopolymemího cementu, který byl smíchán s aktivátorem a tato směs byla důkladně promíchána, minimálně po dobu několika minut. Následně byly postupně přidány jednotlivé přísady, buď jednotlivě nebo směs přísad. Vytvořená kompozitní směs byla dále promíchána a následně nanesena na zkušební plochu a ponechána k vytvrzení při pokojové teplotě, nejméně po dobu jednoho dne. Pokud byla součástí kompozitního vzorku i výztužná uhlíková síť, byla položena na povrch naneseného kompozitu spolu s následnou další vrstvou geopolymemí směsi. Do tloušťky vrstvy geopolymem může být vloženo i více výztužných uhlíkových sítí.
Příklad 1
Specifikem této geopolymemí směsi je vysoký obsah gumové drti a absence dalších uváděných přísad. Geopolymemí směs obsahovala kromě základních přísad pouze jemnou gumovou drť o velikosti částic od 0,1 do 2,0 mm v množství 100 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu, tvořeného hlinitokřemičitým pojivém na bázi metakaolinu. Užité množství alkalického aktivátoru představovalo 90 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu. Geopolymer vykazuje relativně jemnou strukturu, což umožňuje využití této směsi například pro tlumení hluku. Vlastnosti směsi mohou být ještě zlepšeny dodatečnou přísadou, resp. dodatečnými přísadami uváděnými a vyjmenovanými výše. Bez dalších přísad jsou mechanické vlastnosti směsi horší, na rozdíl od dalších uvedených příkladných směsí.
Příklad 2
Další geopolymemí směs obsahovala kromě základních přísad hrubou gumovou drť o velikosti částic v rozmezí od 2 do 6 mm v množství 100 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu
-2 CZ 309421 B6 a také křemičitý písek o velikosti částic od 0,1 do 0,63 mm v množství 100 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu, tvořeného hlinitokřemičitým pojivém na bázi metakaolinu a mleté vysokopecní granulované strusky. Užité množství alkalického aktivátoru představovalo 90 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu. Takto připravenou geopolymemí směs je možné využít jako maltu či pro tlumení hluku, ale bez dodatečných přísad může praskat či schnout pomaleji. Použití písku jakožto výplně snižuje cenu směsi.
Příklad 3
Geopolymemí směs obsahovala kromě základních přísad gumovou drť s velikostí částic od 0,1 do 4 mm v množství 100 % hmotnosti použitého množství geopolymemího cementu, hmbě mletý šamot o velikosti částic v rozmezí od 0,1 do 0,5 mm v množství 70 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu a také jemné mletý šamot o velikosti částic do 0,1 mm v množství 80 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu, tvořeného hlinitokřemičitým pojivém na bázi metakaolinu a mleté vysokopecní granulované strusky. Užité množství alkalického aktivátoru představovalo 90 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu. Užití kompozitu je obdobné jako v příkladu 2, záleží na použitém poměrném množství obou šamotů.
Příklad 4
Kompozitní směs obsahovala kromě základních přísad gumovou drť o velikosti částic v rozmezí od 0,5 do 4,0 mm v množství 100 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu a příměs mikrosiliky o jemnosti 0,1 až 0,3 pm v množství tvořícím 10 % hmotnosti geopolymemího cementu. Použité množství alkalického aktivátoru představovalo 90 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
Podobně jako předchozí kompozitní směs je i tuto směs možné používat například jako omítku s jemným vzhledem, použitá silika navíc geopolymemí směs zpevňuje a zvyšuje její trvanlivost i chemickou odolnost.
Příklad 5
Další vytvořená směs obsahovala kromě základních přísad gumovou drť o velikosti částic v rozmezí od 0,5 do 5,0 mm v množství 100 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu a příměs uhlíkových mikrovláken o průměru 6 ± 1 pm o délce vláken 6 mm v množství 5 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu. Alkalický aktivátor představoval 90 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
Uhlíková vlákna výrazně zlepšují mechanické vlastnosti geopolymeru, především pevnost v tahu za ohybu, která není u samotného geopolymeru příliš dobrá. V kombinaci s gumovou drtí je možné tuto směs využívat jako stavební materiál. Uhlíková vlákna bývají obvykle využívána v kombinaci se silikou.
Příklad 6
Další kompozitní směs obsahovala jemnou gumovou drť o velikosti částic v rozmezí od 0,1 do 4,0 mm a příměs disiřičitanu sodného v práškové formě. Gumová drť představovala 100 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu, disiřičitan sodný 10 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu a alkalický aktivátor 90 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu. Geopolymemí kompozit obsahoval také geopolymemí cement o zvoleném hmotnostním množství, k jehož zvolené hmotnosti se udává užité množství disiřitanu sodného a gumové drti. Disiřičitan sodný slouží jako emulgátor tekuté směsi, vhodný je především pro použití při větším množství dalších přísad v geopolymemím kompozitu.
-3 CZ 309421 B6
Příklad 7
Další vhodná geopolymemí směs obsahuje hrubou gumovou drť o velikosti částic v rozmezí 4 až 5 8 mm a příměs vysokoviskózní hydroxyethylcelulózy v práškové formě v množství 3 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu. Hmbě namleté gumové drtě je v kompozitu obsaženo 100 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu a alkalického aktivátoru je použito 90 % hmotnosti geopolymemího cementu. Základ geopolymeru tvoří geopolymemí cement složený z hlinitokřemičitého pojivá na bázi metakaolinu a elektrárenský odletový popílek. Užitá celulóza to brání praskání geopolymeru a také zvyšuje elasticitu směsi. Takto připravená směs je vhodná pro přípravu hrubých bezvadných vrstev geopolymeru či geopolymeru v kombinaci s dalšími přísadami.
Příklad 8
Tento další příklad ukázkové směsi kompozitu obsahuje jemně namletou gumovou drť o velikosti částic v rozsahu 0,1 až 4 mm a sádru v práškové formě. 80 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu tvoří jemně mletá gumová drť, 4 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu tvoří prášková sádra a 90 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu tvoří alkalický aktivátor.
Sádra urychluje schnutí geopolymemího cementu a zajišťuje lepší adhezi k pracovnímu povrchu, což činí geopolymemí kompozity s obsahem sádry vhodné pro využití při aplikacích na vertikální povrchy. Příkladem užití jsou omítky, avšak příliš vysoký obsah sádry vede k popraskání geopolymeru při obsahu sádry přes 5 %.
Příklad 9
Tento příklad dokládá užití uhlíkové sítě, která je vložena buď do geopolymemí formy nebo do tloušťky vrstvy geopolymeru, resp. na povrch, na který je kompozitní směs nanášena. Kompozitní 30 směs obsahuje geopolymemí cement, 90 % z hmotnosti použitého geopolymemího cementu alkalického aktivátoru a 100 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu gumové drtě. Užita je síť z uhlíkových vláken s velikostí ok 30 x 30 mm o měrné hmotnosti 250 g/m2. Uhlíkové sítě obecně zlepšují mechanické vlastnosti geopolymeru, především pevnost v tahu. Jsou vhodné prakticky obecně pro geopolymer jakéhokoliv složení.
Příklad 10
Specifikem této geopolymemí směsi je přídavek křemičitého písku ke gumové drti. Základ směsi tvoří geopolymemí cement a 90 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu tvoří sodný nebo 40 draselný aktivátor. Gumové drti o jemnosti 1 až 4 mm je použito 100 % hmotnosti geopolymemího cementu, křemičitého písku rovněž 100 % hmotnosti použitého množství geopolymemího cementu, křemičitý písek vykazuje zrnitost od 0,1 do 0,63 mm.
Další přísady směsi tvoří mikrosilika o jemností 0,1 až 0,3 pm v množství 10 % hmotnosti 45 použitého množství geopolymemího cementu, uhlíková mikrovlákna o průměru 6 ±1 pm s průměrnou délkou vláken 6 mm v množství 1 % hmotnosti geopolymemího cementu, dále disiřičitan sodný v práškové formě v množství 5 % hmotnosti geopolymemího cementu, vysokoviskózní hydroxyethylcelulózy v práškové formě v množství 1 % hmotnosti geopolymemího cementu a nakonec sádra v práškové formě v množství 4 % hmotnosti použitého 50 geopolymemího cementu.
Takto připravená geopolymemí směs je také vhodná například jako malta či pro tlumení hluku, tentokrát se zlepšenými vlastnostmi, například menším rizikem popraskání. Hodí se tedy například pro využití, kde je nutná trvanlivost, například pro protihlukové zábrany.
-4 CZ 309421 B6
Příklad 11
Specifikem této geopolymemí směsi je rovněž obsah jemně nadrcené gumové drti o velikosti částic 1 až 4 mm, konkrétně 100 % hmotnosti oproti hmotnostnímu obsahu geopolymemího cementu. Geopolymemí cement a alkalický aktivátor v množství 90 % hmotnosti z použitého množství geopolymemího cementu tvoří základní přísady kompozitu. Směs měla následující složení. Jemně namletý šamot o velikosti částic v rozsahu 0,05 až 0,1 mm v množství 100 % hmotnosti použitého množství geopolymemího cementu, mikrosiliku o jemnosti 0,1 až 0,3 pm v množství 10 % hmotnosti použitého množství geopolymemího cementu, uhlíková mikrovlákna o průměru 6 ±1 pm s průměrnou délkou vláken 6 mm v množství 1 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu, disiřičitan sodný v práškové formě v množství 5 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu, vysokoviskózní hydroxyethylcelulózu v práškové formě v množství 1 % hmotnosti použitého cementu a sádm v práškové formě v množství 4 % hmotnosti použitého množství geopolymemího cementu. Specifikem této směsi je použiti jemné namletého šamotu namísto křemičitého písku.
Takto připravená geopolymemí směs je také vhodná například jako malta a materiál pro opravu prasklin ve stěnách či jako omítka. Využití dodatečných přísad dále zlepšuje mechanické vlastnosti, urychluje schnutí a omezuje praskání geopolymem.
Příklad 12
Tato kompozitní směs je shodná se směsí podle příkladu 10, jejím specifikem je využití sítě z uhlíkových vláken, zapracované do tloušťky vrstvy geopolymem. Použitá síť vykazovala oka 20 x 20 mm, měrná hmotnost sítě 300 g/m2. Do celkové tloušťky vrstvy může být zapracováno více uhlíkových sítí.
Specifikem této geopolymemí směsi je přídavek křemičitého písku ke gumové drti. Základ směsi tvoří geopolymemí cement a 90 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu tvoří sodný nebo draselný aktivátor. Gumové drti o jemnosti 1 až 4 mm je použito 100 % hmotnosti geopolymemího cementu, křemičitého písku rovněž 100 % hmotnosti použitého množství geopolymemího cementu, křemičitý písek vykazuje zrnitost od 0,1 do 0,63 mm. Další přísady směsi tvoří mikrosilika o jemnosti 0,1 až 0,3 pm v množství 10 % hmotnosti použitého množství geopolymemího cementu, uhlíková mikrovlákna o průměru 6 ±1 pm s průměrnou délkou vláken 6 mm v množství 1 % hmotnosti geopolymemího cementu, dále disiřičitan sodný v práškové formě v množství 5 % hmotnosti geopolymemího cementu, vysokoviskózní hydroxyethylcelulózy v práškové formě v množství 1 % hmotnosti geopolymemího cementu a nakonec sádra v práškové formě v množství 4 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
Takto připravená geopolymemí směs je také vhodná například jako malta či pro tlumení hluku, tentokrát se zlepšenými vlastnostmi, například menším rizikem popraskání. Hodí se tedy například pro využití, kde je nutná trvanlivost, například pro protihlukové zábrany.
Průmyslová využitelnost
V příkladech uváděné konstrukce geopolymemích směsí vykazují zlepšenou schopnost izolace zvuku oproti samotnému geopolymem, což umožňuje jejich využití například jako materiálů pro výrobu protihlukových zábran nebo podklad pro silnice, kde se využijí antivibrační vlastnosti. Kromě toho je lze použít například jako maltu či omítku.
Claims (9)
1. Antivibrační geopolymerní kompozit vytvořený na bázi geopolymemího cementu, vyznačující se tím, že je obsahuje geopolymerní cement složený z hlinitokřemičitého pojivá na bázi metakaolinu a/nebo mleté vysokopecní granulované stmsky a/nebo odletového popílku ve zvoleném jednotkovém množství s dalšími příměsemi kterými jsou alkalický aktivátor tvořený vodným roztokem křemičitanu sodného nebo draselného v množství tvořícím 65 až 112% hmotnosti použitého geropolymemího cementu a gumová drť s velikostí částic v rozsahu 0,1 až 8,0 mm v množství tvořícím 5 až 200 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
2. Antivibrační geopolymerní kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje příměs křemičitého písku o jemnosti 0,1 až 0,63 mm v množství 0,1 až 200 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
3. Antivibrační geopolymerní kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje příměs šamotu o velikosti částic v rozmezí 0,1 až 0,5 mm nebo příměs šamotu o velikosti částic v rozmezí 0,05 až 0,1 mm v množství 0,1 až 200 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
4. Antivibrační geopolymerní kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje příměs mikrosiliky o jemnosti 0,1 až 0,3 pm v množství 0,1 až 15 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
5. Antivibrační geopolymerní kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje příměs uhlíkových mikrovláken o průměru 6 ± 1 pm a průměrnou délkou vláken 6 mm v množství 0,1 až 5 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
6. Antivibrační geopolymerní kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje příměs disiřičitanu sodného v práškové formě v množství 0,1 až 10 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
7. Antivibrační geopolymerní kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje příměs vysokoviskózní hydroxyethylcelulózy v práškové formě v množství 0,1 až 3 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
8. Antivibrační geopolymerní kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje příměs sádry v práškové formě v množství 0,1 až 5 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
9. Antivibrační geopolymerní kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že do tloušťky vrstvy geopolymeru je vložena alespoň jedna síť z uhlíkových vláken s velikostí ok od 10 x 10 mm až do 50 x 50 mm o měrné hmotnosti 130 až 500 g/m2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-71A CZ309421B6 (cs) | 2022-02-15 | 2022-02-15 | Antivibrační geopolymerní kompozit pro speciální aplikace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-71A CZ309421B6 (cs) | 2022-02-15 | 2022-02-15 | Antivibrační geopolymerní kompozit pro speciální aplikace |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ202271A3 CZ202271A3 (cs) | 2022-12-21 |
| CZ309421B6 true CZ309421B6 (cs) | 2022-12-21 |
Family
ID=84488956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2022-71A CZ309421B6 (cs) | 2022-02-15 | 2022-02-15 | Antivibrační geopolymerní kompozit pro speciální aplikace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ309421B6 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116496034A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-07-28 | 中国建筑第六工程局有限公司 | 一种再生地聚物混凝土及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ20021011A3 (cs) * | 2002-03-20 | 2003-12-17 | Vysoká škola chemicko-technologická v Praze | Geopolymerní pojivo na bázi popílků |
| CN101857387A (zh) * | 2010-04-28 | 2010-10-13 | 同济大学 | 脱硫石膏—高钙粉煤灰地聚合物胶凝材料及其制备方法 |
| CZ201537A3 (cs) * | 2015-01-22 | 2016-02-24 | Technická univerzita v Liberci | Žáruvzdorný geopolymerní kompozit s nízkou měrnou hmotností pro konstrukční prvky protipožárních zábran |
| GB2589908A (en) * | 2019-12-12 | 2021-06-16 | Una Developments Ltd | Geopolymer composition, a method for preparing the same and its uses |
-
2022
- 2022-02-15 CZ CZ2022-71A patent/CZ309421B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ20021011A3 (cs) * | 2002-03-20 | 2003-12-17 | Vysoká škola chemicko-technologická v Praze | Geopolymerní pojivo na bázi popílků |
| CN101857387A (zh) * | 2010-04-28 | 2010-10-13 | 同济大学 | 脱硫石膏—高钙粉煤灰地聚合物胶凝材料及其制备方法 |
| CZ201537A3 (cs) * | 2015-01-22 | 2016-02-24 | Technická univerzita v Liberci | Žáruvzdorný geopolymerní kompozit s nízkou měrnou hmotností pro konstrukční prvky protipožárních zábran |
| GB2589908A (en) * | 2019-12-12 | 2021-06-16 | Una Developments Ltd | Geopolymer composition, a method for preparing the same and its uses |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116496034A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-07-28 | 中国建筑第六工程局有限公司 | 一种再生地聚物混凝土及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ202271A3 (cs) | 2022-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2721049C1 (ru) | Холодный бетон | |
| Nath et al. | Geopolymer concrete for ambient curing condition | |
| Letelier et al. | Mechanical properties of concretes with recycled aggregates and waste brick powder as cement replacement | |
| Wazien et al. | Strength and density of geopolymer mortar cured at ambient temperature for use as repair material | |
| JP2020512268A (ja) | コンクリート、このコンクリートの調製用乾燥混合物、及びこのコンクリートの調製方法 | |
| Murthi et al. | Evaluation of material performance of coir fibre reinforced quaternary blended concrete | |
| Kretova et al. | Gypsumcementpozzolana composites with application volcanic ash | |
| CZ309421B6 (cs) | Antivibrační geopolymerní kompozit pro speciální aplikace | |
| Benmerioul et al. | Valorization of the Crushed Dune Sand in the Formulation of Self-compacting-concrete | |
| Djamila et al. | Combined effect of mineral admixture and curing temperature on mechanical behavior and porosity of SCC | |
| Al Qadi et al. | Effect of polypropylene fibres on fresh and hardened properties of self-compacting concrete at elevated temperatures | |
| Akinwande et al. | Development of insulating masonry bricks from wood fiber and varying milled glass proportion | |
| CZ307741B6 (cs) | Způsob pro přípravu betonu s využitím recyklátu z inertního stavebně demoličního odpadu | |
| Mohan et al. | Use of clay Tile Chips as Coarse Aggregate in concrete | |
| Sivakumar et al. | High performance fibre reinforced alkali activated slag concrete | |
| CN112113813B (zh) | 一种类石灰岩相似材料及其制备方法和应用 | |
| Pradeep et al. | Effect of pre-soaked light expanded clay aggregate on strength, durability and flexural behaviour of high-performance concrete | |
| CZ36243U1 (cs) | Antivibrační geopolymerní kompozit pro speciální aplikace | |
| Rao et al. | Residual compressive strength of fly ash based glass fiber reinforced high performance concrete subjected to acid attack | |
| Yahiaoui et al. | Mechanical performance and durability of date palm fibers repair mortar | |
| Al-Zboon et al. | Utilization of volcanic tuffs as construction materials | |
| Premkumar et al. | Durability Performance of Fly Ash and Steatite Powder Based Geopolymer Concrete | |
| Helal et al. | Performance of eco-friendly ECC made of pre-treated crumb rubber and waste quarry dust | |
| CZ20223A3 (cs) | Geopolymerní kompozit pro speciální aplikace | |
| KR20100046939A (ko) | 무기질 시멘트계 경량 판넬의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20240215 |