CZ35798U1 - Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk - Google Patents

Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk Download PDF

Info

Publication number
CZ35798U1
CZ35798U1 CZ202139488U CZ202139488U CZ35798U1 CZ 35798 U1 CZ35798 U1 CZ 35798U1 CZ 202139488 U CZ202139488 U CZ 202139488U CZ 202139488 U CZ202139488 U CZ 202139488U CZ 35798 U1 CZ35798 U1 CZ 35798U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
alkali
printing
activated aluminosilicate
weight
binder
Prior art date
Application number
CZ202139488U
Other languages
English (en)
Inventor
Pavlína Hájková
Hájková Pavlína Ing., Ph.D.
Aleš Soukup
Aleš Ing. Soukup
Original Assignee
ORLEN UniCRE a.s.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ORLEN UniCRE a.s. filed Critical ORLEN UniCRE a.s.
Priority to CZ202139488U priority Critical patent/CZ35798U1/cs
Publication of CZ35798U1 publication Critical patent/CZ35798U1/cs

Links

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
    • C04B14/06—Quartz; Sand
    • C04B14/062—Microsilica, e.g. colloïdal silica
    • 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
    • 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
    • C04B14/14—Minerals of vulcanic origin
    • C04B14/18—Perlite
    • 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
    • C04B14/30—Oxides other than silica
    • C04B14/303—Alumina
    • 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
    • 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)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. ě. 478/1992 Sb.
CZ 35798 UI
Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk
Oblast techniky
Technické řešení se týká alkalicky aktivované aluminosilikátové směsi pro 3D tisk.
Dosavadní stav techniky
Dosavadní alkalicky aktivované aluminosilikátové směsi obvykle sestávají z pojivá tvořícího matrici a z plniva, které má vyztužující funkci. Pojivo obvykle sestává ze dvou složek, a to ze silně alkalické kapalné složky a pevné složky na bázi kaolinitu nebo metakaolinitu, což je dehydroxylovaný kaolinit, případně dalších aluminosilikátů. jež neobsahují významné množství vápenatých iontů.
U alkalicky aktivovaných aluminosilikátových pojiv probíhá vytvrzování polymerací, na rozdíl od pojiv na bázi portlandského cementu, u kterých tvrdnutí probíhá hydratací slínkových minerálů. Při vytvrzování alkalicky aktivovaných aluminosilikátových pojiv dochází k částečnému rozpouštění hlinitokřemičitanů, transportu a orientaci rozpouštěných částic a jejich následné polykondenzaci, při které se formují vazby Si-O-Al-O. Všechny tyto děje probíhají v silně alkalickém prostředí, které je podmínkou pro rozpouštění hlinitokřemičitanů.
Plniva ve spojení s alkalicky aktivovaným aluminosilikátovým pojivém dávají výsledné alkalicky aktivované směsi zpravidla tuhost a pevnost. Běžně se jako plniva pro alkalicky aktivované aluminosilikátové směsi používá písek, mletý šamot a různá kameniva.
Alkalicky aktivované aluminosilikátové směsi vynikají svými vlastnostmi, jako je žáruvzdornost, mrazuvzdomost a vysoká pevnost, kterých dosahují po ztuhnutí a vyzrání bez následné tepelné úpravy. Jejich vzhled je závislý na použitém plnivu. Alkalicky aktivované aluminosikikátové směsi nachází využití jak ve stavebním, tak ve strojírenském průmyslu, či v oblasti umění. Jedním z omezení je způsob jejich výroby, který je dán vlastnostmi materiálu v surovém stavu.
Nevýhodou dosavadních běžně popisovaných směsí založených na alkalické aktivaci aluminosilikátů je, že jsou vhodné především pro výrobu produktů litím do forem, kde musí materiál zůstat po dobu tuhnutí, nikoliv pro 3D tisk.
3D tisk je v současné době velmi rychle se rozvíjející technologie výroby produktů především z plastů a kovů. Existují již také 3D tiskárny pro tisk keramických materiálů. Zvláštním, velmi rychle se rozvíjejícím oborem, je 3D tisk betonových domů a stavebních dílců. Nevýhodou betonu nejen pro 3D tisk je, že je odolný pouze do teploty 400 °C. Při vyšší teplotě ztrácí beton svoji mechanickou pevnost.
Dvousložkové geopolymemí pojivo, které lze zahrnout do alkalicky aktivovaných směsí, popsané v patentu CZ 307154 B6, je vhodné pro výrobu plastických geopolymerů určených pro tváření, například lisování, vytlačování, válcování, 3D tisk, obtisky či ruční tvarování a pro tvorbu uměleckých děl. Nositelem plastických vlastností tohoto pojívaje montmorillonit, který je obsažen v pevné složce pojivá. Montmorillonit je minerál spadající do rozsáhlé skupiny tzv. jílových minerálů, který vyniká svojí vrstevnatou strukturou. Další charakteristickou vlastností montmorillonitu je adsorpce vody mezi jednotlivými vrstvičkami, která umožňuje expanzi pojivá. Montmorillonit je využíván například pro výrobu pískových forem ve slévárenství. U tvarovatelných geopolymerů zajišťuje nasákavý vrstevnatý montmorillonit plastické vlastnosti, a tudíž tvarovatelnost pojivá v syrovém stavu. Nevýhodou tohoto vynálezu je, že montmorillonit způsobuje velké smrštění pojivá při zrání, a proto není vhodné jeho použití u velkých stavebních dílců, u nichž může způsobovat praskání dlouhých stěn. Stavební materiály pro 3D tisk velkých
- 1 CZ 35798 UI dílců složených z mnoha vrstev kladených na sebe, zvláště pak dílců vystaveným přírodním podmínkám, musí vykazovat malé smrštění při zrání a dobrou mrazuvzdomost.
Patent CN 106587780 A popisuje způsob přípravy a tisku aluminosilikátového polymemího kompozitního materiálu pro 3D tisk. Materiál se skládá z 10 % až 25 % hmota, silikátového prášku, jímž je křemičitan sodný, křemičitan draselný, metakřemičitan sodný nebo metakřemičitan draselný, 10 % až 25 % hmota, aluminosilikátového prášku, 0,1 % až 20 % hmota, sekaných vláken, 0,1 % až 0,5 % hmota, superplastifikátoru, 0,1 % až 0,5 % hmota, retardéru a zbytek je voda. Podstatnou nevýhodou tohoto vynálezu je, že obsahuje práškový křemičitan sodný, křemičitan draselný, metakřemičitan sodný nebo metakřemičitan draselný, které jsou velmi dráždivě. Podstatnou nevýhodou je také to, že obsahuje organické složky jako ligno-sulfonát či polycyklické aromatické soli, které při tepelném zatížení výrobku uvolňují nežádoucí zplodiny. Další nevýhodou vynálezu je, že teplota vytvrzování je 25 až 120 °C a nemůže být tudíž nižší než 25 °C.
Patent CN 106800391 A popisuje kompozitní materiál na bázi cementu pro 3D tisk. Materiál se připravuje z následujících složek v hmotnostních dílech: 1 díl cementu, 0 až 5 dílů písku, 0 až 5 dílů minerální příměsi, 0 až 0,2 dílu nadouvadla, 0 až 0,2 dílu tužidla, 0 až 0,2 dílu minerálního pigmentu, 0,1 až 0,5 dílu vody, 0 až 0,25 dílu polymemí emulze, 0,001 až 0,05 dílu aditiva a 0 až 0,03 dílu vláken. Jeho výhodou je, že je tvrditelný po kontaktu s vodou. Jeho hlavní nevýhodou je, že se jedná o cementovou směs, přičemž z ní vyrobený beton je odolný pouze do teploty 400 °C a při vyšší teplotě ztrácí svou mechanickou pevnost.
Patent CZ 307086 B6 se zabývá přípravou pojivá pro výrobu slévárenských forem, jehož podstatou je příprava kapalné složky smísením křemičitanu sodného s hlinitanem sodným za účelem získání rané pevnosti forem. Nevýhodou tohoto vynálezu je, že je úzce specifikován pro použití ve slévárenských formách a nezabývá se přípravou směsi vhodné pro 3D tisk.
Patent CZ 302939 B6 se zabývá geopolymemím pojivém především pro výrobu umělých pískovců pro obnovu památek. Toto pojivo sestává ze suroviny obsahující metakaolinit a amorfní siliku a draselný alkalický aktivátor. Sušina pojivá obsahuje 26 až 52 % hmota, suroviny obsahující metakaolinit, 22 až 58 % hmota, amorfní siliky a 13 až 35 % hmota, draselného alkalického aktivátoru. Uvedená směs geopolymemího pojivá s plnivem se kompaktuje dusáním do forem. Nevýhodou je, že pojivo neobsahuje vápník pro urychlené tuhnutí, které je třeba pro 3D tisk. K výrobě finálního výrobku z tohoto pojívaje nutno použít formy, která udrží jeho tvar, dokud pojivo neztuhne. Pojivo vyrobené dle tohoto vynálezu není vhodné pro technologii 3D tisku.
V patentu CZ 305741 B6 je popsán geopolymemí kompozitní materiál s nízkou měrnou hmotností. Tento kompozit sestává ze suroviny obsahující metakaolin a z mleté vysokopecní granulované strusky, z roztoku křemičitanu sodného, čedičového, skleněného nebo uhlíkového sekaného vlákenného materiálu a hliníkového prášku. Materiál je vhodný pro lití do forem, kde dojde k následnému napěnění. Nevýhodou je, že k výrobě finálního výrobku z tohoto kompozitu je nutno použít formy, která udrží jeho tvar, dokud kompozit neztuhne. Tento kompozit není tudíž vhodný pro technologii 3D tisku.
V patentu US 5601643 A je popsán cement na bázi elektrárenského popílku. Toto pojivo sestává z popílku a 2 až 20 % alkalického křemičitanu s poměrem SiCh / Na2O v rozmezí 0,2 až 0,75/1. Tento cement je vhodný jako pojivo především pro přípravu kaší, malt a betonů. Nevýhodou je, že k výrobě finálního výrobku z tohoto cementu je nutno použít formy, která udrží jeho tvar, dokud materiál neztuhne. Tento cement tudíž není vhodný pro technologii 3D tisku.
Výše uvedené nevýhody alespoň z části odstraňuje alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk podle technického řešení.
- 2 CZ 35798 UI
Podstata technického řešení
Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk, charakterizovaná tím, že obsahuje alespoň pojivo, které sestává z pevné složky a kapalné složky, přičemž pevná složka obsahuje alespoň surovinu obsahující metakaolinit, surovinu obsahující amorfní oxid křemičitý a surovinu obsahující vápník, a kapalná složka obsahuje alkalický aktivátor, přičemž pojivo obsahuje 10 až 35 % hmota, suroviny obsahující metakaolinit, 10 až 35 % hmota, suroviny obsahující amorfní oxid křemičitý, 3 až 30 % hmota, suroviny obsahující vápník a 25 až 50 % hmota, alkalického aktivátoru, přičemž molámí poměry složek v pojivu jsou S1O2: AI2O3 = 4 až 12 : 1, CaO : AI2O3 = 0,2 až 3,5 : 1, Me2O : AI2O3 = 0,6 až 1,7 : 1, Me2O : SiO2= 0,05 až 0,2 : 1 a S1O2: H2O = 0,3 až 1 : 1, přičemž Me je kov vybraný ze skupiny zahrnující K a Na.
Výhodná alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk, charakterizovaná tím, že surovinou obsahující metakaolinit je alespoň jedna látka, kalcinovaná při teplotě 600 až 900 °C, vybraná ze skupiny zahrnující kaolin a lupek.
Další výhodná alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk, charakterizovaná tím, že surovinou obsahující amorfní oxid křemičitý je alespoň jedna látka, vybraná ze skupiny zahrnující mikrosiliku a termální siliku, která obsahuje alespoň 85 % hmota, oxidu křemičitého se sférickými částicemi, z nichž alespoň 90 % je menších než 2 pm.
Další výhodná alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk, charakterizovaná tím, že surovinou obsahující vápník je alespoň jedna látka vybraná ze skupiny zahrnující mletý vápenec, hydroxid vápenatý a mletou strusku.
Další výhodná alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk, charakterizovaná tím, že alkalickým aktivátorem je alespoň jedna látka vybraná ze skupiny zahrnující tekuté draselné vodní sklo, tekuté sodné vodní sklo, vodný roztok hydroxidu draselného a vodný roztok hydroxidu sodného.
Další výhodná alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk, charakterizovaná tím, že obsahuje alespoň jedno plnivo vybrané ze skupiny zahrnující křemičitý písek a vlákna.
Další výhodná alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk, charakterizovaná tím, že obsahuje alespoň jedno plnivo vybrané ze skupiny zahrnující korund, šamot a perlit.
Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk podle technického řešení obsahuje dvousložkové aluminosilikátové pojivo a případně plniva. Dvousložkové aluminosilikátové pojivo sestává z pevné složky a kapalné složky. Pevná složka obsahuje alespoň surovinu obsahující metakaolinit, surovinu obsahující amorfní oxid křemičitý a surovinu obsahující vápník. Surovinou obsahující amorfní oxid křemičitý, který je rozhodující součástí pevné složky alkalicky aktivovaného aluminosilikátového pojivá, je zejména termální mikrosilika. Surovinou obsahující vápník, který je další nezbytnou součástí pevné složky, je zejména mletá vysokopecní struskanebo hydroxid vápenatý. Surovinou obsahující metakaolinit je kalcinovaný mletý kaolin nebo lupek.
Technický problém, jehož je alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk podle technického řešení alespoň částečným technickým řešením, lze popsat následovně:
Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk musí vykazovat vhodné reologické vlastnosti, které umožní její dopravu do trysky 3D tiskárny. Dále je třeba, aby vykazovala dostatečnou počáteční pevnost, aby její jednotlivé vrstvy, vytisknuté 3D tiskem, držely potřebný tvar a unesly další, na ně položené, vrstvy téže směsi, také vytisknuté 3D tiskem. Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk musí tuhnout dostatečně pomalu, aby netahla v dopravním systému k trysce, a zároveň dostatečně rychle, aby včas tuhly její spodní vrstvy, neboť
- 3 CZ 35798 UI tvoří nosnou základnu pro její další, na ně položené, vrstvy. Zároveň se mají jednotlivé na sebe položené vrstvy alkalicky aktivované aluminosilikátové směsi pro 3D tisk vzájemně pevně spojovat, a proto nemá spodní vrstva úplně zatuhnut dříve, než je na ní nanesena další vrstva.
Cílem technického řešení je dvousložkové alkalicky aktivované aluminosilikátové pojivo a z něj připravená alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk, která je vhodná zejména pro výrobu teplotně odolných dílců metodou 3D tisku. Výhodou alkalicky aktivované aluminosilikátové směsi pro 3D tisk podle technického řešení je, že je velice tixotropní, plastická a rychle tuhne. Po smísení dvousložkového alkalicky aktivovaného aluminosilikátového pojivá s vhodným plnivem vzniká alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk podle technického řešení se zvýrazněnými uvedenými vlastnostmi. Tyto vlastnosti umožňují, že alkalicky aktivovanou aluminosilikátovou směs pro 3D tisk podle technického řešení v surovém stavuje možno zpracovávat technologií 3D tisku pomocí portálového nebo ramenného tisku s využitím běžných stavebních dopravních systémů čerpadel a hadic. Tyto vlastnosti alkalicky aktivované aluminosilikátové směsi pro 3D tisk podle technického řešení také zajišťují, že při jejím vytlačování z trysky lze klást její jednotlivé vrstvy na sebe. aniž by došlo ke zhroucení vrstvy předchozí, a to při zachování provázanosti jednotlivých vrstev. Po vytištění metodou 3D tisku se výrobek nechá vyzrát za snížené, běžné nebo zvýšené teploty v rozmezí 1 až 90 °C bez nutnosti zakrytí fólií. Při běžné teplotě zraje výrobek do konečné pevnosti 28 dnů.
Volba plniva alkalicky aktivované aluminosilikátové směsi pro 3D tisk podle technického řešení je závislá na požadované aplikační teplotě výrobku.
Alkalicky aktivovanou aluminosilikátovou směs pro 3D tisk podle technického řešení lze použít nejen pro běžné stavební dílce, ale i pro umělecká a architektonická díla s přidanou hodnotou vysoce estetického tvaru. Zvláště výhodné je však její použití s plnivy odolávajícími vysokým teplotám jako je zejména šamot či korund, a to pro výrobky s odolností do teploty 1100 °C.
Výhodou alkalicky aktivované aluminosilikátové směsi pro 3D tisk podle technického řešení je, že nemusí obsahovat vlákna jako plnivo, neobsahuje organické látky, a tudíž se z ní při tepelném zatížení neuvolňují nežádoucí, případně jedovaté, zplodiny, tuhne již při teplotě od 1 °C a odolává teplotám až do 1100 °C.
Příklady uskutečnění technického řešení
Příklad 1
Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk dílců s tepelněizolačními vlastnostmi:
Dvousložkové alkalicky aktivované aluminosilikátové pojivo jako jedna složka alkalicky aktivované aluminosilikátové směsi pro 3D tisk pro výrobu dílců s tepelněizolačními vlastnostmi obsahuje 34,8 % hmota, suroviny obsahující metakaolinit, kterou je kalcinovaný lupek, 12,8 % hmota, suroviny obsahující amorfní oxid křemičitý, kterou je termální silika, 3,2 % hmota, vápenaté suroviny, kterou je hydroxid vápenatý, a 49,20 % hmota, alkalického aktivátoru, kterým je sodné vodní sklo se silikátovým modulem 1,5.
Ve dvousložkovém alkalicky aktivovaném aluminosilikátovém pojivu jsou molámí poměry složek následující:
SiO2 : A12O3 = 4,5 : 1, CaO : A12O3 = 0,26 : 1, Na2O : A12O3 = 0,7 : 1, Na20 : SiO2 = 0,16 : 1 a SiO2: H2O = 0,3 : 1.
Plnivem jako druhou složkou alkalicky aktivované aluminosilikátové směsi pro 3D tisk je křemičitý písek a expandovaný perlit. Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk obsahuje pojivo, písek a expandovaný perlit v hmotnostním poměru pojivo :
- 4 CZ 35798 UI písek : perlit = 1 : 0,54 : 0,08.
Z důvodu snížení tvorby trhlin při zrání po 3D tisku může alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk obsahovat 0,5 % hmota, sekaných technických vláken, nejčastěji skleněná, čedičová či uhlíková vlákna.
Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk je použitelná pro výrobu dílců s tepelnou vodivostí nižší než 0,4 W m1 K1.
Příklad 2
Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk dílců s estetickým pískovcovým vzhledem:
Dvousložkové alkalicky aktivované aluminosilikátové pojivo jako jedna složka alkalicky aktivované aluminosilikátové směsi pro 3D tisk pro výrobu dílců s pískovcovým vzhledem obsahuje 17,3 % hmota, suroviny obsahující metakaolinit, kterou je kalcinovaný lupek, 34,3% hmota, suroviny obsahující amorfní oxid křemičitý, kterou je termální silika, 19,2 % hmota, vápenaté suroviny, kterou je mletá slévárenská struska, a 29,2 % hmota, alkalického aktivátoru, kterým je draselné vodní sklo se silikátovým modulem 1,7.
Ve dvousložkovém alkalicky aktivovaném aluminosilikátovém pojivu jsou molámí poměry složek následující:
SiO2: AI2O3 = 11,6 : 1, CaO : A12O3 = 1,8 : 1, K2O : A12O3 = 0.8 : 1, K2O : SiO2 =0,07 : 1 a SiO2: H2O = 0,8 : 1.
Plnivem jako druhou složkou alkalicky aktivované aluminosilikátové směsi pro 3D tisk je křemičitý písek. Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk obsahuje pojivo a písek v hmotnostním poměru pojivo : písek = 1 : 0,97.
Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk má vzhled přírodního pískovce.
Příklad 3
Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk dílců s vysokou teplotní odolností:
Dvousložkové alkalicky aktivované aluminosilikátové pojivo jako jedna složka aluminosilikátové směsi pro 3D tisk pro výrobu dílců s vysokou teplotní odolností obsahuje 19,1 % hmota, suroviny obsahující metakaolinit, kterou je kalcinovaný kaolin, 24,1 % hmota, suroviny obsahující amorfní oxid křemičitý, kterou je termální silika, 25,7 % hmota, vápenaté suroviny, kterou je mletá slévárenská struska, a 31,1 % hmota, alkalického aktivátoru, kterým je draselné vodní sklo se silikátovým modulem 1,7.
Ve dvousložkovém alkalicky aktivovaném aluminosilikátovém pojivu jsou molámí poměry složek následující:
SiO2 : A12O3 = 8,1 : 1, CaO : A12O3 = 1,9 : 1, K2O : A12O3 = 0,7 : 1, K2O : SiO2 = 0,085 : 1 a SiO2: H2O = 0,7 : 1.
Plnivem jako druhou složkou alkalicky aktivované aluminosilikátové směsi pro 3D tisk je mletý šamot. Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk obsahuje pojivo a mletý šamot v hmotnostním poměru pojivo : šamot = 1 : 1,4.
Alternativně může být plnivem jako druhou složkou alkalicky aktivované aluminosilikátové směsi pro 3D tisk korund. Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk obsahuje pojivo a korund v hmotnostním poměru pojivo : korund =1:6.
- 5 CZ 35798 Ul
Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk je použitelná pro výrobu dílců s vysokou teplotní odolností až do teploty 1100 °C.
Příklad 4
Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk drobných detailních dílců:
Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk pro výrobu drobných detailních dílců obsahuje pouze pojivo bez plniva, a to 10,5 % hmota, suroviny obsahující metakaolinit, kterou je kalcinovaný lupek, 28,1 % hmota, suroviny obsahující amorfní oxid křemičitý, kterou je termální silika, 29,8 % hmota, vápenaté suroviny, kterou je mletá slévárenská struska, a 31,6 % hmota, alkalického aktivátoru, kterými je 50% roztok hydroxidu draselného.
V alkalicky aktivované aluminosilikátové směsi pro 3D tisk jsou molámí poměry složek následující:
SiO2: AI2O3 = 10,9 : 1, CaO : A12O3 = 3,25 : 1, K2O : A12O3 = 1,6 : 1, K2O : SiO2 =0,15 : 1 a SiO2: H2O = 0,6 : 1.
Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk je použitelná pro výrobu dílců s vysokou schopností detailního tisku.
Průmyslová využitelnost
Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk podle technického řešení je průmyslově využitelná pro výrobu stavebních dílců s vysokou teplotní odolností do 1100 °C, pro výrobu stavebních dílců s dobrými tepelněizolačními vlastnostmi, pro vytváření dílců s estetickým pískovcovým vzhledem, pro vytváření uměleckých a architektonických děl a pro vytváření drobných detailních dílců.

Claims (7)

  1. NÁROKY NA OCHRANU
    1. Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk, vyznačující se tím, že obsahuje pojivo, které sestává z pevné složky a kapalné složky, přičemž pevná složka obsahuje alespoň surovinu obsahující metakaolinit, surovinu obsahující amorfní oxid křemičitý a surovinu obsahující vápník, a kapalná složka obsahuje alkalický aktivátor, přičemž pojivo obsahuje 10 až 35 % hmota, suroviny obsahující metakaolinit, 10 až 35 % hmota, suroviny obsahující amorfní oxid křemičitý, 3 až 30 % hmota, suroviny obsahující vápník a 25 až 50 % hmota, alkalického aktivátoru, přičemž molámí poměry složek v pojivu jsou S1O2 : AI2O3 = 4 až 12 : 1, CaO : AI2O3 = 0,2 až 3,5 : 1, Me2O : AI2O3 = 0,6 až 1,7 : 1, Me2O : S1O2 = 0,05 až 0,2 : 1 a S1O2 : H2O = 0,3 až 1 : 1, přičemž Me je kov vybraný ze skupiny zahrnující K a Na.
  2. 2. Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk podle nároku 1, vyznačující se tím, že surovinou obsahující metakaolinit je alespoň jedna látka, kalcinovaná při teplotě 600 až 900 °C, vybraná ze skupiny zahrnující kaolin a lupek.
  3. 3. Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk podle kteréhokoliv z nároků 1 až 2, vyznačující se tím, že surovinou obsahující amorfní oxid křemičitý je alespoň jedna látka, vybraná ze skupiny zahrnující mikrosiliku a termální siliku, která obsahuje alespoň 85 % hmota, oxidu křemičitého se sférickými částicemi, z nichž alespoň 90 % je menších než 2 pm.
  4. 4. Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že surovinou obsahující vápník je alespoň jedna látka vybraná ze skupiny zahrnující mletý vápenec, hydroxid vápenatý a mletou strusku.
  5. 5. Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že alkalickým aktivátorem je alespoň jedna látka vybraná ze skupiny zahrnující tekuté draselné vodní sklo, tekuté sodné vodní sklo, vodný roztok hydroxidu draselného a vodný roztok hydroxidu sodného.
  6. 6. Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jedno plnivo vybrané ze skupiny zahrnující křemičitý písek a vlákna.
  7. 7. Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jedno plnivo vybrané ze skupiny zahrnující korund, šamot a perlit.
CZ202139488U 2021-12-17 2021-12-17 Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk CZ35798U1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ202139488U CZ35798U1 (cs) 2021-12-17 2021-12-17 Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ202139488U CZ35798U1 (cs) 2021-12-17 2021-12-17 Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ35798U1 true CZ35798U1 (cs) 2022-02-15

Family

ID=80323715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ202139488U CZ35798U1 (cs) 2021-12-17 2021-12-17 Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ35798U1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bernal et al. Performance of refractory aluminosilicate particle/fiber-reinforced geopolymer composites
JP6096674B2 (ja) 超高性能コンクリート用ジオポリマー複合体
EP0153097B1 (en) Early high-strength concrete composition
US20230090940A1 (en) Heat and fire resistant geopolymer materials
WO2015130677A1 (en) Improved fire core compositions and methods
GB2247454A (en) Tectoaluminosilicate cement
CN101182168A (zh) 轻质隔热材料及其制备方法
EP2868638A1 (en) Self-foaming geopolymer composition containing aluminum dross
US11124455B2 (en) Nanozeolite-modified green concrete
CZ2010855A3 (cs) Cementové kompozity odolné kyselinám a vysokým teplotám a zpusob jejich výroby
JP7178367B2 (ja) 硬化性組成物から形成される成形体
Subaer et al. The influence of Si: Al and Na: Al on the physical and microstructure characters of geopolymers based on metakaolin
CZ305741B6 (cs) Žáruvzdorný geopolymerní kompozit s nízkou měrnou hmotností pro konstrukční prvky protipožárních zábran
KR100853754B1 (ko) 건축용 고강도 내화성형체 및 그 제조방법
Zawrah et al. Hardened and fired geopolymer mortars fabricated from Cyclone’s waste clay and submicron sand: A comparative study
PL226104B1 (pl) Tworzywo geopolimerowe oraz sposob wytwarzania tworzywa geopolimerowego
RU2412136C1 (ru) Смесь для пенобетона на основе наноструктурированного вяжущего (варианты), способ изготовления изделий из пенобетона (варианты)
US20030127025A1 (en) Novel phosphomagnesium hydraulic binder, and mortar obtained from same
Hemra et al. Enhanced mechanical and thermal properties of fly ash-based geopolymer composites by wollastonite reinforcement
CZ35798U1 (cs) Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk
CZ2021574A3 (cs) Alkalicky aktivovaná aluminosilikátová směs pro 3D tisk
JP2000178065A (ja) 硬化性無機質組成物及び無機質成形体の製造方法
CZ2005211A3 (cs) Pojivová smes obsahující druhotnou surovinu, zpusob její výroby a její pouzití
CZ307154B6 (cs) Dvousložkové geopolymemí pojivo pro výrobu plastických geopolymerů
CZ36032U1 (cs) Termoizolační kompozit

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20220215