CZ34614U1 - Anorganické geopolymerní pojivo pro doplňování kamenného podkladu - Google Patents
Anorganické geopolymerní pojivo pro doplňování kamenného podkladu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ34614U1 CZ34614U1 CZ2020-37991U CZ202037991U CZ34614U1 CZ 34614 U1 CZ34614 U1 CZ 34614U1 CZ 202037991 U CZ202037991 U CZ 202037991U CZ 34614 U1 CZ34614 U1 CZ 34614U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- mixture
- binder
- inorganic
- stone
- filling stone
- Prior art date
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims description 13
- 239000004575 stone Substances 0.000 title claims description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 4
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 title description 4
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 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 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000002969 artificial stone Substances 0.000 description 5
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000004572 hydraulic lime Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- -1 sandstone Substances 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- RLQWHDODQVOVKU-UHFFFAOYSA-N tetrapotassium;silicate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[K+].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] RLQWHDODQVOVKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 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
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/10—Clay
- C04B14/106—Kaolin
-
- 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
- C04B28/02—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 hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/08—Slag cements
-
- 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
- C04B28/18—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 mixtures of the silica-lime type
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
Anorganické geopolymerní pojivo pro doplňování kamenného podkladu
Oblast techniky
Technické řešení se týká návrhu dvousložkového pojivá pro obnovu a doplňování kamenných podkladů architektury 1. pol. 20. století.
Dosavadní stav techniky
Pro doplňování kamenných povrchů je možné v současné době používat buď kámen přírodní anebo kámen umělý. U přírodního kamene ovšem vyvstává problém s dostupností historických lomů. Umělý kámen lze aplikovat na defektní povrchy nanášením plastického tmelu přímo na kámen, případně použít podpůrné armatury. Druhá aplikace se provádí litím nebo dusáním směsi umělého kamene do formy. Umělý kámen by měl splňovat různá kritéria. Použitý materiál se musí dobře snášet s původním kamenem, musí být chemicky odolný. Svými mechanickými vlastnostmi nesmí způsobovat poškozování opravného povrchu, to předpokládá uzpůsobení zejména přilnavosti, pevnosti, teplotní roztažnosti nasákavosti a paropropustnosti. Z vizuálního hlediska by měl opravný materiál odpovídat co nejvíce původnímu materiálu texturou, strukturou, barevností a úpravou povrchu.
Základními složkami umělého kamene jsou plnivo a pojivo. Pojivo může být organické nebo anorganické. Mezi anorganická pojivá patří především portlandský cement a hydraulická vápna. Nejvíce používanými organickými pojivý jsou epoxidové a polyesterové pryskyřice. V praxi je často volen zjednodušující přístup založený na užití prefabrikovaných maltových směsí, které mají zpravidla odlišné složení i vlastnosti od původních materiálů.
Navrhované technické řešení spočívá ve vytvoření vhodného opravného materiálu, který splňuje specifika doplňovaných historických podkladů z hlediska vzhledu i zpracovatelských a materiálových vlastností. Materiálové vlastnosti vyvinuté opravné směsi byly navrženy na základě podrobného studia vlastností vzorků historických povrchů. Zpracovatelské i finální vlastnosti byly ověřeny navazujícími praktickými aplikacemi a zkouškami.
Podstata technického řešení
Opravnou směs tvoří dvousložkové pojivo, jehož suchá a kapalná složka se mísí v přesném poměru. Suché složky tvoří směs metakaolinu a strusky, minoritní příměs tvoří vápenný hydrát. Kapalnou složkou je alkalický aktivátor.
Technické řešení využívá pro výrobu doplňovacího materiálu pro kamenný podklad dvousložkové pojivo, jehož hlavní složkou je geopolymerní matrice na bázi metakaolinu a strusky 98 až 99 % hmota, a vápenný hydrát 1 až 2 % hmota. Suchá směs je aktivována alkalickým aktivátorem v poměru 5:3,5. Doporučené orientační dávkování pro směs s pískem je 1:3 dílů hmotnosti.
Nespornou výhodou tohoto materiálu, oproti běžně používaným tradičním materiálům, je nižší uhlíková stopa při jeho výrobě. V případě geopolymerů se vznik emisí CO2 snižuje o více než 50 % ve srovnání s pojivý na bázi cementu. Dalšími výhodami pojivá jsou zejména kratší doba zpracovatelnosti oproti klasickým cementovým pojivům. Pozitivem geopolymemích směsí je rozsáhlá možnost modifikace plnivy, která jsou schopna měnit vlastnosti kompozita a přiblížit se vlastnostem originálních materiálů, jako je například pískovec, vápenec nebo opuka. Další výhodou je možnost probarvování různými typy pigmentů.
- 1 CZ 34614 UI
Příklady uskutečnění technického řešení
Pro přípravu doplňovacího materiálu byla vyhotovena suchá směs, jejíž složení je uvedeno v tabulce č. 1. Jako plnivo byl použit písek Střeleč (0 až 4 mm) v poměru 1:3 (suchá směs:písek). Po homogenizaci bylo ke směsi přidáno draselné vodní sklo v poměru 5:3,5 (suchá směs:vodní sklo).
Tabulka 1: Příklad složení směsi pro doplňovací materiál pro betonový podklad
| Surovina | složení hmotn.% |
| Geopolymemí směs na bázi metakaolinu a strusky | 99 |
| Vápenný hydrát CL 90 (dle EN 459-1) | 1 |
U vyrobených směsí byla stanovena doba tuhnutí dle ČSN EN 1015-9. Doba tuhnutí směsi byla 140 min. Dále byly připraveny vzorky ve tvaru zkušebních trámců o rozměru 40x40x160 mm a pro zkoušky přídržnosti byla na desky z pískovců nanesena rovnoměrná vrstva směsi. Po konečném vyzrání avytvrzení vzorků při teplotě 20 °C a vlhkosti 95 % byly po 28 a 90 dnech zjištěny následující parametry viz tabulka č. 2. Naměřené parametry byly porovnávány s výsledky na referenčních vzorcích, jimiž jsou vzorky pískovcového kamene. V tabulce č. 2 jsou uvedeny mezní naměřené hodnoty.
Tabulka 2: Vybrané fýzikálně mechanické parametry
| Parametr | 28 dní | 90 dní | Referenční vzorek |
| Objemová hmotnost (kg/m3) ČSN EN 101510 | 2094 | 2100 | 1960 až 2180 |
| Celková nasákavost vodou (hmota. %) ČSN EN 1015-10 | 10,6 | 10,8 | 6,1 až 12,2 |
| Pevnost v tahu za ohybu (MPa) ČSN EN 1015-11 | 4,8 | 6,8 | 1,8 až 10 |
| Pevnost v tlaku (MPa) ČSN EN 1015-11 | 45,5 | 52,3 | 23,0 až 78,0 |
| Modul pružnosti (GPa) ČSN EN 14146 | 16,5 | 18,5 | 15 až 21,5 |
| Přídržnost k podkladu (MPa) ČSN EN 101512 | 1,8 až 2,4 | 1,7 až 2,3 | - |
Claims (1)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Anorganické dvousložkové pojivo pro doplňování kamenného podkladu, vyznačující se tím, 5 že obsahuje 98 až 99 % hmoto, geopolymemí matrice na bázi metakaolinu a strusky a 1 až 2 % hmota, vápenného hydrátu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37991U CZ34614U1 (cs) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | Anorganické geopolymerní pojivo pro doplňování kamenného podkladu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37991U CZ34614U1 (cs) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | Anorganické geopolymerní pojivo pro doplňování kamenného podkladu |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ34614U1 true CZ34614U1 (cs) | 2020-11-30 |
Family
ID=73668799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37991U CZ34614U1 (cs) | 2020-09-17 | 2020-09-17 | Anorganické geopolymerní pojivo pro doplňování kamenného podkladu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ34614U1 (cs) |
-
2020
- 2020-09-17 CZ CZ2020-37991U patent/CZ34614U1/cs not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nunes et al. | Mechanical compatibility and adhesion between alkali-activated repair mortars and Portland cement concrete substrate | |
| Nuaklong et al. | Properties of metakaolin-high calcium fly ash geopolymer concrete containing recycled aggregate from crushed concrete specimens | |
| CA2882235A1 (en) | Multi-purpose mortar or cement compositions for construction applications | |
| Huynh et al. | The long-term creep and shrinkage behaviors of green concrete designed for bridge girder using a densified mixture design algorithm | |
| Ramujee | Development of low calcium flyash based geopolymer concrete | |
| CN101269936B (zh) | 一种界面砂浆 | |
| Dai | Building limes for cultural heritage conservation in China | |
| Zhang et al. | Effect of silica fume on durability of concrete composites containing fly ash | |
| Schuab et al. | On the development of MK/BFS alkali-activated materials as repair mortars: Performance under free and restrained shrinkage tests | |
| Turuallo et al. | Supplementary cementitious materials: Strength development of self-compacting concrete under different curing temperature | |
| KR100861008B1 (ko) | 조강 섬유보강 시멘트 복합체의 제조방법 및 이로부터 제조된 복합체 | |
| CN111574171A (zh) | 一种面层防水自流平砂浆及其制备方法 | |
| Gabitov et al. | Concrete: Previous and Future Technologies | |
| CZ34614U1 (cs) | Anorganické geopolymerní pojivo pro doplňování kamenného podkladu | |
| CN115594472A (zh) | 低强高透气性的砌筑砂浆及其应用 | |
| KR20030064343A (ko) | 고강도 시멘트 그라우트재를 이용한 박막형 시멘트 테라죠조성물 | |
| CZ34613U1 (cs) | Anorganické geopolymerní pojivo pro doplňování betonového podkladu pro interiérové použití | |
| Saravanan et al. | Strength properties of metakaolin and fly ash-based concrete | |
| Margalha et al. | The maturation time factor on the lime putty quality | |
| Memon et al. | Effect of Prepackaged Polymer on Compressive, Tensile and Flexural Strength of Mortar | |
| Sekhar et al. | Strength Characteristics of Geopolymer Concrete Floor Tiles on Various Mix Proportions | |
| Thakial et al. | A Research on using Geopolymer Mortar as Repair Mortar | |
| CZ34572U1 (cs) | Anorganické pojivo maltových směsí pro doplňování vápno-cementových malt a omítek | |
| Muthusamy et al. | Experimental investigation on mechanical properties of high performance concrete | |
| Pachta | The Role of Glass Additives in the Properties of Lime-Based Grouts. Heritage 2021, 4, 906–916 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20201130 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20240917 |