CZ36243U1 - Antivibrační geopolymerní kompozit pro speciální aplikace - Google Patents
Antivibrační geopolymerní kompozit pro speciální aplikace Download PDFInfo
- Publication number
- CZ36243U1 CZ36243U1 CZ202239671U CZ202239671U CZ36243U1 CZ 36243 U1 CZ36243 U1 CZ 36243U1 CZ 202239671 U CZ202239671 U CZ 202239671U CZ 202239671 U CZ202239671 U CZ 202239671U CZ 36243 U1 CZ36243 U1 CZ 36243U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- geopolymer
- weight
- amount
- vibration
- admixture
- Prior art date
Links
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 title claims description 68
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 44
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 42
- 229920003041 geopolymer cement Polymers 0.000 claims description 38
- 239000011413 geopolymer cement Substances 0.000 claims description 38
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 25
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 19
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 18
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 17
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 16
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 12
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 11
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 10
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 8
- 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 7
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 claims description 6
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 6
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 claims description 6
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 claims description 6
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 claims description 5
- 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 4
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 claims description 2
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 2
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 58
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 12
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 7
- 239000002585 base Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L sodium disulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])(=O)=O HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 235000010262 sodium metabisulphite Nutrition 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 3
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 3
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 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
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 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
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 1
- 229920002209 Crumb rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000011208 reinforced composite material Substances 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile 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
- C04B14/04—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
- 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
- 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
- C04B28/24—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)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (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 36243 UI
Antivibrační geopolymerní kompozit pro speciální aplikace
Oblast techniky
Předkládané technické řešení 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 tlumící a antivibrační vlastnosti.
Dosavadní stav techniky
Geopolymery jsou anorganické polymery vznikající polykondenzací hlinitokřemičitých materiálů v zásaditém prostředí, kterého se obvykle dosahuje pomocí speciálních aktivačních roztoků tvořených hydroxid) a oxidy alkalických kovů. Tyto materiály mohou být přírodního (metakaoliny) či umělého původu (odletový popílek). Při reakci vznikají tzv. polysialáty se zeolitickou strukturou. Tento proces imituje přírodní procesy vytvrzování hornin, byť je mnohem rychlejší. Geopolymery mají oproti portlandskému cementu (nejčastěji využívanému stavebnímu materiálu) vyšší pevnost v tlaku, odolnost proti vysokým teplotám, chemickým vlivům, nižší spotřebu energie a nižší emise CO2 při výrobě a nižší tepelnou vodivost. Nižší je naopak pevnost v tahu za ohybu, díky čemuž je vhodné geopolymery vyztužit, podobně jako beton, jehož pevnost v tahu též není příliš vysoká.
Geopolymerní kompozity je možné využít jako alternativu betonu, především do prostředí, kde jsou lépe zužitkovány jejich vlastnosti. Například jejich odolnost vůči vysokým teplotám je umožňuje využít jako formy pro odlévání skla či kovů, zatímco jejich nízká tepelná vodivost a možnost jejich jednoduchého vypěnění umožňuje jejich využití v pasivní protipožární ochraně.
Jakožto výztuž pro stavební materiály je možné využívat například kovové tyče nebo vlákna. K výztuži betonu se nejčastěji používají kovové tyče, obvykle vyrobené ze železa nebo oceli, které zlepšují pevnost v tahu a za ohybu výsledného materiálu (železobetonu). Alternativou ke kovovým tyčím jsou pak různé druhy vláken, například skleněná, textilní, uhlíková, čedičová vlákna apod.
Velkou nevýhodou geopolymeru je nemožnost využívat k jejich výztuži materiály, které neodolají jejich silné zásaditosti, například lehké kovy či jejich slitiny nebo sklo. Skelná vlákna je možné využívat k výztuži geopolymerů pouze pokud jsou alkalivzdomá. Pro výztuhu geopolymerů jsou vhodná například uhlíková vlákna, neboť jsou schopna odolat alkalickému prostředí a mají vyšší pevnost v tahu než například skleněná vlákna. Krom toho jsou nehořlavá, tepelně stabilní, netoxická a lze je recyklovat.
Podstata technického řešení
Předmětem technického řešení 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
-1 CZ 36243 UI 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 geopolymemí 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 geopolymemí 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 geopolymemí 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 geopolymemí 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 geopolymemí kompozit v základu nebo zároveň s ostatními příměsemi obsahuje příměs vysokoviskózní hydroxyethyl celulózy v práškové formě v množství 0,1 až 3 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
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 mm x 10 mm až do 50 mm 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 silika též zlepšují mechanické vlastnosti geopolymemího kompozitu, přičemž písek a šamot zároveň slouží jako plnivo.
-2 CZ 36243 UI
Příklady uskutečnění technického řešení
Následující příklady provedení užitného vzoru slouží k jeho objasnění, aniž by jimi byl užitný vzor, jakkoliv omezen.
Pří přípravě jednotlivých směsí a jejich vzorků byla též využita síť z uhlíkových vláken s velikostmi ok 10 mm x 10 mm až 15 mm 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 ίο 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 geopolymeru může být 15 vloženo i více výztužných uhlíkových sítí.
Příklad 1
Specifikem této geopolymemí směsi je vysoký obsah gumové drti a absence dalších uváděných 20 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. Použité množství alkalického aktivátoru představovalo 90 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu. Geopolymer vykazuje relativně jemnou stmktum, což umožňuje využití této směsi například pro tlumení hluku. 25 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 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 35 vysokopecní granulované stmsky. Použité 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 užitého 45 geopolymemího cementu a také jemně 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 stmsky. Použité 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 55 mikrosiliky ojemnosti 0,1 až 0,3 pm v množství tvořícím 10 % hmotnosti geopolymemího
-3 CZ 36243 UI 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 5 s jemným vzhledem, použitá silika navíc geopolymemí směs zpevňuje a zvyšuje její trvanlivost i chemickou odolnost.
Příklad 5 ίο 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 geopolymem, především pevnost v tahu za ohybu, která není u samotného geopolymem 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 25 100 % 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 použité množství disiřičitanu sodného a gumové drti. Disiřičitan sodný slouží jako emulgátor tekuté směsi, vhodný je především pro použití při 30 větším množství dalších přísad v geopolymemím kompozitu.
Příklad 7
Další vhodná geopolymemí směs obsahuje hrubou gumovou drť o velikosti částic v rozmezí 4 až 35 8 mm a příměs vysokoviskózní hydroxyethyl celulózy v práškové formě v množství 3 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu. Hrubě namleté gumové drtě je v kompozitu obsaženo 100 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu a alkalického aktivátoru je použito 90 % hmotnosti geopolymemího cementu. Základ geopolymem tvoří geopolymemí cement složený z hlinitokřemičitého pojivá na bázi metakaolinu a elektrárenský odletový popílek. Užitá 40 celulóza brání praskání geopolymem a také zvyšuje elasticitu směsi. Takto připravená směs je vhodná pro přípravu hrubých bezvadných vrstev geopolymem či geopolymem 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 geopolymem při obsahu sádry přes 5 %.
-4 CZ 36243 UI
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 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 mm x 30 mm o měrné hmotnosti 250 g/m2. Uhlíkové sítě obecně zlepšují mechanické vlastnosti geopolymem, 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 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 hydroxyethyl celulózy 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.
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 hydroxyethyl celulózu 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 použití 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 mm x 20 mm, měrná hmotnost sítě 300 g/m2. Do celkové tloušťky vrstvy může být
-5 CZ 36243 UI 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 hydroxyethyl celulózy 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 geopolymeru, což umožňuje jejich využití například jako materiálů pro výrobu protihlukových zábran. Kromě toho je lze použít například jako maltu či omítku.
Claims (9)
1. Antivibrační geopolymemí kompozit, vytvořený na bázi geopolymemího cementu, vyznačující se tím, že obsahuje cement složený 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 geopolymemího 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 geopolymemí kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje zároveň příměs křemičitého písku o jemnosti 0,1 až 0,63 mm v množství 0,1 až 200 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
3. Antivibrační geopolymemí kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje zároveň 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 geopolymemí kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje zároveň příměs mikrosiliky o jemnosti 0,1 až 0,3 pm v množství 0,1 až 15 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
5. Antivibrační geopolymemí kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje zároveň 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 geopolymemí kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje zároveň příměs disiřičitanu sodného v práškové formě v množství 0,1 až 10 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
7. Antivibrační geopolymemí kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje zároveň příměs vysokoviskózní hydroxyethyl celulózy v práškové formě v množství 0,1 až 3 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
8. Antivibrační geopolymemí kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje zároveň příměs sádry v práškové formě v množství 0,1 až 5 % hmotnosti použitého geopolymemího cementu.
9. Antivibrační geopolymemí kompozit podle nároku 1, vyznačující se tím, že tloušťka vrstvy geopolymem obsahuje alespoň jednu 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 |
|---|---|---|---|
| CZ202239671U CZ36243U1 (cs) | 2022-02-15 | 2022-02-15 | Antivibrační geopolymerní kompozit pro speciální aplikace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ202239671U CZ36243U1 (cs) | 2022-02-15 | 2022-02-15 | Antivibrační geopolymerní kompozit pro speciální aplikace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ36243U1 true CZ36243U1 (cs) | 2022-08-02 |
Family
ID=82702729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ202239671U CZ36243U1 (cs) | 2022-02-15 | 2022-02-15 | Antivibrační geopolymerní kompozit pro speciální aplikace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ36243U1 (cs) |
-
2022
- 2022-02-15 CZ CZ202239671U patent/CZ36243U1/cs active IP Right Grant
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ali et al. | Influence of glass fibers on mechanical and durability performance of concrete with recycled aggregates | |
| RU2721049C1 (ru) | Холодный бетон | |
| Nath et al. | Geopolymer concrete for ambient curing condition | |
| Deb et al. | Drying shrinkage of slag blended fly ash geopolymer concrete cured at room temperature | |
| Midhun et al. | Mechanical and fracture properties of glass fiber reinforced geopolymer concrete | |
| Corinaldesi et al. | Influence of mineral additions on the performance of 100% recycled aggregate concrete | |
| Thokchom et al. | Effect of water absorption, porosity and sorptivity on durability of geopolymer mortars | |
| Fathi et al. | Simultaneous effects of fiber and glass on the mechanical properties of self-compacting concrete | |
| Wang | Durability of self-consolidating lightweight aggregate concrete using dredged silt | |
| Cai et al. | Low-energy impact behavior of ambient cured engineered geopolymer composites | |
| Liu et al. | Physical and mechanical properties of expanded vermiculite (EV) embedded foam concrete subjected to elevated temperatures | |
| CZ201537A3 (cs) | Žáruvzdorný geopolymerní kompozit s nízkou měrnou hmotností pro konstrukční prvky protipožárních zábran | |
| Prabu et al. | Effect of fibers on the mechanical properties of fly ash and GGBS based geopolymer concrete under different curing conditions | |
| Murthi et al. | Evaluation of material performance of coir fibre reinforced quaternary blended concrete | |
| Hettiarachchi et al. | Effect of surface modification and fibre content on the mechanical properties of coconut fibre reinforced concrete | |
| Neupane | Investigation on modulus of elasticity of powder-activated geopolymer concrete | |
| CZ309421B6 (cs) | Antivibrační geopolymerní kompozit pro speciální aplikace | |
| Yahiaoui et al. | Mechanical performance and durability of date palm fibers repair mortar | |
| Amarnath et al. | Properties of foamed concrete with sisal fibre | |
| CZ36243U1 (cs) | Antivibrační geopolymerní kompozit pro speciální aplikace | |
| Sivakumar et al. | High performance fibre reinforced alkali activated slag concrete | |
| Rao et al. | Residual compressive strength of fly ash based glass fiber reinforced high performance concrete subjected to acid attack | |
| CZ20223A3 (cs) | Geopolymerní kompozit pro speciální aplikace | |
| Palankar et al. | Alkali activated concrete with steel slag aggregate for concrete pavements | |
| CZ309416B6 (cs) | Odlehčený tepelně izolační geopolymerní kompozit pro speciální aplikace a způsob jeho výroby |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20220802 |