CZ36099U1 - Geopolymerní kompozit pro stínění záření - Google Patents
Geopolymerní kompozit pro stínění záření Download PDFInfo
- Publication number
- CZ36099U1 CZ36099U1 CZ2022-39863U CZ202239863U CZ36099U1 CZ 36099 U1 CZ36099 U1 CZ 36099U1 CZ 202239863 U CZ202239863 U CZ 202239863U CZ 36099 U1 CZ36099 U1 CZ 36099U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- weight
- amount
- binder used
- alumino
- composite according
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 46
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 title claims description 24
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 89
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 73
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 73
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 35
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims description 31
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 claims description 25
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 17
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 claims description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 9
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 8
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 claims description 4
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 claims description 4
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 claims description 3
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 3
- 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 3
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 claims description 3
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 3
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 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 description 2
- 229920003041 geopolymer cement Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011413 geopolymer cement Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 10
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 6
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 229940024548 aluminum oxide Drugs 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 1
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910000595 mu-metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material 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
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 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
- C04B14/06—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
- 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
- C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
- C04B14/386—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
- C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
- C04B14/42—Glass
-
- 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
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/02—Elements
- C04B22/04—Metals, e.g. aluminium used as blowing agent
-
- 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
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/06—Oxides, Hydroxides
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
Geopolymerní kompozit pro stínění záření
Oblast techniky
Technické řešení se týká geopolymemího kompozitu na bázi geopolymemího cementu, který obsahuje hlinitokřemičité pojivo na bázi metakaolinu a/nebo mleté vysokopecní stmsky a/nebo odletového popílku ve zvoleném jednotkovém množství a alkalický aktivátor tvořený vodným roztokem křemičitanu sodného nebo draselného v množství tvořícím 65 až 112% hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
Dosavadní stav techniky
Tak zvaný elektrosmog, tedy antropogenní neionizující záření představuje riziko pro lidské zdraví a vyskytuje se především v budovách se zvýšeným výskytem elektronických zařízení, jako jsou počítačová centra, kanceláře, nemocnice apod., či v blízkosti zařízení s vysokým výkonem, například vysílačů signálu, ať již televizního, mobilního nebo jiného, nebo vedení vysokého napětí. Hlavním rizikem je tepelné působení záření, především mikrovln, nicméně teplotu tělesných tkání může zvyšovat i intenzivní rádiové vlnění. Krom toho představuje antropogenní elektromagnetické záření i potenciální karcinogen. Z těchto důvodů existují zdravotní limity pro vystavení osob elektromagnetickému záření.
Ochranné prvky proti elektromagnetickému záření jsou běžně vyráběny z vodivých desek, betonů s vodivými mřížkami, laků s metalizovanými barvami, slitiny mu-metal (slitina na bázi niklu a železa s velmi vysokou magnetickou permeabilitou) či dalších vodivých materiálů sloužících k odstínění elektromagnetického záření. Tyto druhy ochrany mohou být použity jak k ochraně okolí, například jako stínění ve stěnách budov, tak k ochraně samotných elektronických zařízení, které by mohlo elektromagnetické záření poškodit, například pevných disků.
Geopolymery jsou uměle vytvořené anorganické polymery vznikající polykondenzací hlinitokřemičitých materiálů v silně alkalickém prostředí a jsou považovány za zelenou alternativu k běžnému portlandskému cementu díky svým vynikajícím mechanickým vlastnostem, nízkým emisím CO? při výrobě, vynikající chemické odolnosti a ohnivzdomosti. Díky těmto výhodným vlastnostem se geopolymery používají k výrobě pěnových geopolymerů (GF - geopolymer foam), které lze využít například jako protipožární nátěry. GF se běžně vyrábějí pomocí přidávání vypěňovacích činidel do tekuté geopolymemí směsi, k čemuž se využívá například práškový hliník či peroxid vodíku.
Geopolymemí kompozity jsou využívány pro výrobu stavebních prvků, například obkladů či omítek, díky svým výhodným mechanickým vlastnostem, nízké tepelné vodivosti a chemické a tepelné odolnosti.
Cílem technického řešení je vytvořit geopolymemí kompozit, zejména pro využití ve stavebnictví, sloužící především pro ochranu před neionizujícím zářením, například mikrovlnami, přičemž může být využit také pro ochranu před ionizujícím zářením, například gama zářením, při velké tloušťce stavebního prvku a vysokém podílu mikročástic.
Podstata technického řešení
Výše uvedeného cíle je dosaženo technickým řešením, jehož podstata spočívá v tom, že geopolymemí kompozit vytvořený na bázi geopolymemího cementu obsahuje mikročástice oxidu olovnatého a/nebo mědi a/nebo olova. Lze sice použít čisté olovo, nicméně je dopomčeno používat oxid olovnatý z důvodů toxicity olova. Použité mikročástice mají velikost 1 až 300 pm v průměru
- 1 CZ 36099 UI a jsou používány v množství 0,1 až 50 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá. Vysoký rozsah je dán různorodým využitím výrobků připravených z této směsi. Ochrana proti vysokoenergetickému či ionizujícímu záření samozřejmě vyžaduje větší množství stínících částic. Výhodou geopolymemího kompozitu je nízké riziko uvolňování částic do okolí a vysoká pevnost při nízké hmotnosti.
Alkalický aktivátor je možné použit v množství tvořícím 65 až 112 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, ačkoliv je doporučeno přidávat 90 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, jakožto optimální poměr.
Pro snížení ceny a zlepšení mechanických vlastností směs dále obsahuje křemičitý písek o zrnitosti 0,1 až 0,63 v množství 0,1 až 150 % z hmotnosti použitého hlinitořkřemičitého pojivá.
Pro zlepšení mechanických vlastností a chemické odolnosti směs dále obsahuje mikrosiliku v množství 0,1 až 30 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá a pro zvýšení pevnosti v tahu a ohybu uhlíková nebo čedičová mikrovlákna v množství 0,1 až 10 % z hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
Ke zpevnění struktury lze též použít šamot v množství 0,1 až 150 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
Pevnost struktury lze dále posílit pomocí jedné nebo více uhlíkových sítí, přičemž síť má ve výhodném provedení velikost ok od 10 x 10 mm do 50 x 50 mm, přičemž měrná hmotnost sítě je 130 g/m2 až 500 g/m2, což umožňuje vyrábět jak malé a tenké stínící prvky, tak rozměrné.
Pro odlehčení geopolymemího kompozitu je možné použít duté skleněné mikrokuličky vyrobené ze sodno-vápenatého skla, borosilikátového skla či jejich směsi o velikosti do 150 pm, a s obsahem mikrokuliček od 0,1 % až do 20 % hmotnosti použitého množství hlinitokřemičitého pojivá. Tyto mikrokuličky mají v závislosti na typu velice nízkou hustotu 0,1 až 0,6 g/cm3 a výrazně nezhoršují mechanické vlastnosti výsledného kompozitu.
Směs je též možné vypěnit pomocí příměsi práškového hliníku v množství 0,1 až 15 % hmotnosti hlinitokřemičitého pojivá. Vypěnění zvýší tepelně izolační schopnost kompozitu, sníží jeho hustotu a vypěněný geopolymemí kompozit lze použít jako výplně různých stavebních dutin.
Stavební prvky vyrobené z tohoto geopolymemího kompozitu lze též připravovat ve vrstvené podobě, ve kterých se střídá vypěněná fáze a kompaktní fáze, tímto postupem lze dosáhnout zkombinování výhodných užitných vlastností obou geopolymemích kompozitů, především se jedná o kombinaci dobrých mechanických vlastností a tepelně izolačních schopností. Různé vrstvy mohou také mít různá složení. V případě použití více vrstev nemusí některé z nich, především ty okrajové, být s příměsí mikročástic oxidu olovnatého, mědi nebo olova pro další snížení rizika kontaminace okolí.
Příklady uskutečnění technického řešení
Geopolymemí kompozit podle předkládaného technického řešení je vytvořen na bázi geopolymemího cementu, který obsahuje hlinitokřemičité pojivo na bázi metakaolinu a/nebo mleté vysokopecní granulované strusky a/nebo odletového popílku a dále obsahuje alkalický aktivátor tvořený vodným roztokem křemičitanu sodného nebo křemičitanu draselného v množství tvořícím 65 až 112% hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, přičemž toto základní složení je doplněno příměsí mikročástic oxidu olovnatého, mědi nebo olova, buď samostatně, nebo v libovolné kombinaci. Velikost mikročástic se přitom pohybuje v intervalu 1 až 300 pm a přidané množství leží v intervalu 0,1 až 50 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá. Obvyklé množství alkalického aktivátoru je 90 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
-2CZ 36099 UI
Dodatečně je možné přidat křemičitý písek o zrnitosti 0,1 až 0,63 v množství 0,1 až 150% hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá a/nebo uhlíková nebo čedičová mikrovlákna v množství 0,1 až 10% z hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá a/nebo mikrosiliku (mikročástice oxidu křemičitého) v množství 0,1 až 30 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá a/nebo šamot v množství 0,1 až 150% hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá a/nebo duté skleněné mikrokuličky vyrobené ze sodno-vápenatého skla, borosilikátového skla či jejich směsi o velikosti do 150 pm, v množství od 0,1 % až do 20 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
Geopolymemí kompozit je též možné vypěnit přidáním práškového hliníku, a to o hmotnosti v rozsahu 0,1 až 15 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
Tyto směsi geopolymemího kompozitu lze, v závislosti na využití, vyztužit jednou nebo více zpevňovacími sítěmi z vhodného materiálu, například uhlíku, který v zásaditém prostředí geopolymemí směsi nedegraduje.
Pro ověření uskutečnitelnosti složení a vlastností geopolymemího kompozitu podle předkládaného technického řešení byly realizovány níže uvedené konkrétní příklady směsí, které slouží k objasnění technického řešení, nikoliv k jeho omezení.
Tyto směsi lze využít k výrobě různých druhů stavebních ochranných prvků či stavebních prvků s ochrannými vlastnostmi proti záření, například obkladových desek, stavebních bloků (cihel, modulárních bloků apod.) či dalších prvků. Též je lze použít jako omítku, nicméně vhodnější je využití pro výrobu stavebních prvků, pro zajištění dostatečného stínění, pro využití jakožto omítky jsou vhodnější směsi s vyšším podílem mikročástic oxidu olovnatého, případně vrstvené omítky, kde je horní vrstva připravena bez mikročástic oxidu olovnatého, pro zabránění uvolňování těchto mikročástic do okolí.
Příklad 1
Směs pro výrobu geopolymemího kompozitu se stínícím účinkem se skládá z hlinitokřemičitého pojivá, alkalického aktivátoru v množství 90 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá a mikročástic oxidu olovnatého o velikosti v průměru 150 pm v množství 3 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
Takto připravená směs, díky příměsi oxidu olovnatého, zajišťuje stínění neionizujícího záření, především mikrovln či intenzivních rádiových vln. Užitné vlastnosti lze dále zvyšovat dalšími příměsemi. Namísto oxidu olovnatého lze použít měď nebo čisté olovo.
Příklad 2
Směs pro výrobu geopolymemího kompozitu se stínícím účinkem se skládá z hlinitokřemičitého pojivá, alkalického aktivátoru v množství 90 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, mikročástic oxidu olovnatého o velikosti v průměru 150 pm v množství 5% hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá a křemičitého písku o zrnitosti 0,1 až 0,63 v množství 100 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
Takto připravená směs má díky příměsi písku lepší mechanické vlastnosti oproti směsi z příkladu 1. Písek též slouží jako levné plnivo.
Příklad 3
Směs pro výrobu geopolymemího kompozitu se stínícím účinkem se skládá z hlinitokřemičitého pojivá, alkalického aktivátoru v množství 90 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá,
-3 CZ 36099 UI mikročástic oxidu olovnatého o velikosti v průměru 150 pm v množství 3 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá a mikrosiliky v množství 10 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
Mikrosilika ve směsi zlepšuje mechanické vlastnosti a chemickou odolnost.
Příklad 4
Směs pro výrobu geopolymemího kompozitu se stínícím účinkem se skládá z hlinitokřemičitého ίο pojivá, alkalického aktivátoru v množství 90 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, mikročástic oxidu olovnatého o velikosti v průměru 150 pm v množství 3 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá a uhlíkových vláken v množství 5 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
Uhlíková vlákna ve směsi slouží pro zlepšení pevnosti v tahu a za ohybu, která je u samotného geopolymeru poměrně nízká.
Příklad 5
Směs pro výrobu geopolymemího kompozitu se stínícím účinkem se skládá z hlinitokřemičitého pojivá, alkalického aktivátoru v množství 90 % hmotnosti hlinitokřemičitého pojivá, mikročástic oxidu olovnatého o velikosti v průměru 150 pm v množství 3 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá a šamotu v množství 100 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
Podobně jako písek v příkladu 2 slouží šamot jako plnivo a zlepšuje mechanické vlastnosti kompozitu.
Příklad 6
Směs pro výrobu geopolymemího kompozitu se stínícím účinkem se skládá z hlinitokřemičitého pojivá, alkalického aktivátoru v množství 90 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, mikročástic oxidu olovnatého o velikosti v průměru 150 pm v množství 3 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá a uhlíkové sítě s velikostí ok 10x10 mm.
Uhlíkové sítě zlepšují mechanické vlastnosti kompozitu a brání rozpadu výrobku v případě jeho prasknutí či jinému dmhu poškození, například v důsledku nárazu. Velikost ok lze volit podle aplikací či požadované velikosti výchozích prvků. Sítí lze použít několik.
Příklad 7
Směs pro výrobu geopolymemího kompozitu se stínícím účinkem se skládá z hlinitokřemičitého pojivá, alkalického aktivátoru v množství 90 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, mikročástic oxidu olovnatého o velikosti v průměru 150 pm v množství 3 % hmotnosti použitého 45 hlinitokřemičitého pojivá a dutých skleněných mikrokuliček o velkosti do 150 pm vyrobených ze sodno-vápenatého skla a/nebo borosilikátového skla v množství 5 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
Duté skleněné mikrokuličky mají velice nízkou hustotu a slouží tedy k odlehčení výsledné 50 struktury při zachování jejích mechanických vlastností. Jejich použití je obzvláště výhodné v kombinaci s vlákny, sítěmi a jinými příměsemi, které zlepšují mechanické vlastnosti.
-4CZ 36099 UI
Příklad 8
Směs pro výrobu geopolymemího kompozitu se stínícím účinkem se skládá z hlinitokřemičitého pojivá, alkalického aktivátoru v množství 90 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, mikročástic oxidu olovnatého o velikosti v průměru 150 pm v množství 3 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá a práškového hliníku v množství 2 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
Vypěněný kompozit má nižší tepelnou vodivost oproti kompaktnímu kompozitu. Mechanické vlastnosti je možné zachovat především příměsí uhlíkových vláken a jiných příměsí zlepšujících mechanické vlastnosti.
Příklad 9
Směs pro výrobu geopolymemího kompozitu se stínícím účinkem se skládá z hlinitokřemičitého pojivá, alkalického aktivátoru v množství 90 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, šamotu v množství 50 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, mikrosiliky v množství 10 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, uhlíkových vláken v množství 2 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá a mikročástic oxidu olovnatého o průměrné velikosti 150 pm v množství 2 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
Takto připravený kompozit má kromě stínících vlastností i výhodné mechanické vlastnosti, dané příměsí šamotu, uhlíkových vláken a mikrosiliky, především vyšší pevnost v tahu a v ohybu.
Příklad 10
Směs pro výrobu geopolymemího kompozitu se stínícím účinkem se skládá z hlinitokřemičitého pojivá, alkalického aktivátoru v množství 90 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, šamotu v množství 50 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, mikrosiliky v množství 10 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, uhlíkových vláken v množství 2 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, mikročástic oxidu olovnatého o průměrné velikosti 150 pm v množství 2 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá a mikročástic mědi o průměrné velikosti 45 pm v množství 3 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
Takto připravený kompozit má stejné výhodné vlastnosti jako ten v příkladu 9, je však použita kombinace mikročástic oxidu olovnatého a mědi. Celkové množství kovových mikročástic je také vyšší, což zlepšuje stínící vlastnosti.
Příklad 11
Geopolymemí kompozit se stínicím účinkem je vytvořen z 2 vrstev geopolymeru.
Směs pro výrobu první vrstvy se skládá z hlinitokřemičitého pojivá, alkalického aktivátoru v množství 90 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, mikrosiliky v množství 10% hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, uhlíkových vláken v množství 1,5 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá a hliníkového prášku v množství 1 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá. Tato vrstva je vypěněná a nemá příměs mikročástic oxidu olovnatého, mědi ani olova.
Směs pro výrobu druhé vrstvy se skládá z hlinitokřemičitého pojivá, alkalického aktivátoru v množství 90 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, mikrosiliky v množství 15 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, uhlíkových vláken v množství 1,5 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, písku v množství 100 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, 1 vrstvy uhlíkové sítě s velikostí ok 10x10 mm a olověných
-5CZ 36099 UI mikročástic o průměrné velikosti 150 pm v množství 3 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
Příklad 12
Směs pro výrobu geopolymemího kompozitu se stínicím účinkem se skládá z hlinitokřemičitého pojivá, alkalického aktivátoru v množství 90 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, šamotu v množství 50 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, mikrosiliky v množství 10 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, uhlíkových vláken v množství 2 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá a mikročástic oxidu olovnatého o průměrné velikosti 150 pm v množství 50 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
Takto připravený kompozit má velmi vysoký obsah mikročástic oxidu olovnatého, což výrazně zvyšuje jeho hustotu i stínící schopnost. Vysoký obsah olova umožňuje při dostatečné tloušťce ochranného prvku tuto směs využít i jako přinejmenším částečné stínění vysokoenergetického ionizujícího záření, například rentgenového či gama záření.
Vysoký obsah mikročástic oxidu olovnatého může vést ke zhoršení mechanických vlastností, proto je vhodnější při takto vysokém obsahu mikročástic použít dodatečné zpevňující příměsi, například siliku, uhlíková vlákna či šamot.
Průmyslová využitelnost
Stavební prvek lze využít ve stavebnictví či jinde pro zajištění stínění a ochrany před elektromagnetickým zářením.
Claims (9)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Geopolymerní kompozit vytvořený na bázi geopolymerního cementu, který obsahuje hlinitokřemičité pojivo na bázi metakaolinu a/nebo mleté vysokopecní strusky a/nebo odletového popílku ve zvoleném jednotkovém množství a alkalický aktivátor tvořený vodným roztokem křemičitanu sodného nebo draselného v množství tvořícím 65 až 112% hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá, vyznačující se tím, že dále obsahuje mikročástice oxidu olovnatého a/nebo mědi a/nebo olova o velikosti 1 až 300 pm v množství 0,1 až 50 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
- 2. Geopolymerní kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje křemičitý písek o zrnitosti 0,1 až 0,63 v množství 0,1 až 150 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
- 3. Geopolymerní kompozit podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že dále obsahuje uhlíková nebo čedičová mikrovlákna v množství 0,1 až 10 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
- 4. Geopolymerní kompozit podle libovolného z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že dále obsahuje mikrosiliku v množství 0,1 až 30% hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
- 5. Geopolymerní kompozit podle libovolného z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že dále obsahuje šamot v množství 0,1 až 150 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
- 6. Geopolymerní kompozit podle libovolného z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že je vyztužen jednou nebo více uhlíkovými sítěmi s velikostí ok od 10 x 10 mm do 50 x 50 mm, přičemž měrná hmotnost sítě je 130 g/m2 až 500 g/m2.
- 7. Geopolymerní kompozit podle libovolného z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že dále obsahuje duté skleněné mikrokuličky vyrobené ze sodno-vápenatého skla, borosilikátového skla či jejich směsi o velikosti do 150 pm, v množství od 0,1 % až do 20% hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
- 8. Geopolymerní kompozit podle libovolného z nároků 1 až 5 a nároku 7, vyznačující se tím, že je vypěněn pomocí příměsi práškového hliníku v množství 0,1 až 15 % hmotnosti použitého hlinitokřemičitého pojivá.
- 9. Geopolymerní kompozit podle libovolného z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň dvě vrstvy geopolymerního kompozitu, přičemž alespoň jedna z nich obsahuje mikročástice oxidu olovnatého a/nebo mědi a/nebo olova.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-39863U CZ36099U1 (cs) | 2022-05-10 | 2022-05-10 | Geopolymerní kompozit pro stínění záření |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-39863U CZ36099U1 (cs) | 2022-05-10 | 2022-05-10 | Geopolymerní kompozit pro stínění záření |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ36099U1 true CZ36099U1 (cs) | 2022-05-31 |
Family
ID=81972654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2022-39863U CZ36099U1 (cs) | 2022-05-10 | 2022-05-10 | Geopolymerní kompozit pro stínění záření |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ36099U1 (cs) |
-
2022
- 2022-05-10 CZ CZ2022-39863U patent/CZ36099U1/cs active IP Right Grant
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| USRE48014E1 (en) | Chemically bonded ceramic radiation shielding material and method of preparation | |
| CN110177769B (zh) | 用于屏蔽电磁辐射的建筑材料混合物 | |
| US8815382B2 (en) | Method and use of organic and mineral admixtures for EMI and radioactive isotope shielding of building materials such as glass fiber wall coverings, gypsum wallboard and electrically conductive or resistive, high performance, high strength concrete | |
| US20050263925A1 (en) | Fire-resistant gypsum | |
| Won et al. | Eco-friendly fireproof high-strength polymer cementitious composites | |
| US20220306532A1 (en) | Fire resistant compositions and articles and methods of preparation and use thereof | |
| CN107522448A (zh) | 一种复合防火材料及其制备方法 | |
| KR20130128635A (ko) | 고내화성 경량벽체용 조성물 및 이를 이용한 고내화성 경량벽체 시공방법 | |
| CZ36099U1 (cs) | Geopolymerní kompozit pro stínění záření | |
| GB1604072A (en) | Intumescent fire retardant composites | |
| KR100686353B1 (ko) | 고내화성 초고강도 콘크리트 조성물 | |
| CZ36836U1 (cs) | Geopolymerní kompozit pro stínění elektromagnetického pole | |
| JP2010540292A (ja) | 硫酸カルシウム‐硫酸バリウムをベースとする建築ボードの製造方法 | |
| EP4010297A1 (en) | Fire-proof material | |
| KR101959434B1 (ko) | 친환경 내화모르타르 조성물 및 이를 이용한 시공방법 | |
| KR101801328B1 (ko) | 고감쇠 폴리우레탄복합체, 상기 복합체 제조방법 및 그 응용 제품 | |
| CZ309421B6 (cs) | Antivibrační geopolymerní kompozit pro speciální aplikace | |
| JP2887906B2 (ja) | 耐火性電磁波遮蔽シーリング材 | |
| WO2008146044A1 (en) | Novel compositions for providing radiation shielding | |
| KR101019980B1 (ko) | 내화 불연성 스티로폼의 제조방법 | |
| TW410352B (en) | Magnetic ceramic composition and inductor using the composition | |
| KR102629620B1 (ko) | 전자파 차폐용 모르타르 조성물 | |
| CZ202264A3 (cs) | Rychletuhnoucí geopolymerní kompozit pro speciální aplikace | |
| CZ309720B6 (cs) | Geopolymerní kompozit pro speciální aplikace, vytvořený na bázi geopolymerního cementu | |
| JP6985124B2 (ja) | 金庫及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20220531 |