GR1010073B - Κονια νανοκλινκερ με κρυσταλλικες φασεις μπελιτη και, προαιρετικα, αλιτη - Google Patents
Κονια νανοκλινκερ με κρυσταλλικες φασεις μπελιτη και, προαιρετικα, αλιτη Download PDFInfo
- Publication number
- GR1010073B GR1010073B GR20190100262A GR20190100262A GR1010073B GR 1010073 B GR1010073 B GR 1010073B GR 20190100262 A GR20190100262 A GR 20190100262A GR 20190100262 A GR20190100262 A GR 20190100262A GR 1010073 B GR1010073 B GR 1010073B
- Authority
- GR
- Greece
- Prior art keywords
- nanoclinker
- crystalline
- mortar
- calcium
- cement
- Prior art date
Links
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 64
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 title claims abstract description 62
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 61
- 239000000843 powder Substances 0.000 title abstract description 14
- BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N dicalcium;oxocalcium;silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca]=O.[O-][Si]([O-])([O-])[O-] BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 68
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 67
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 48
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000010442 halite Substances 0.000 claims description 57
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 claims description 57
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 50
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims description 45
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 41
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 39
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 38
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 37
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 32
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 26
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 21
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 claims description 21
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 20
- 239000012686 silicon precursor Substances 0.000 claims description 19
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 16
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 16
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical group C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 9
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims description 8
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims description 8
- LTPCXXMGKDQPAO-UHFFFAOYSA-L calcium;2-ethylhexanoate Chemical compound [Ca+2].CCCCC(CC)C([O-])=O.CCCCC(CC)C([O-])=O LTPCXXMGKDQPAO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 claims description 6
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005118 spray pyrolysis Methods 0.000 claims description 5
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011396 hydraulic cement Substances 0.000 claims description 4
- SKTCDJAMAYNROS-UHFFFAOYSA-N methoxycyclopentane Chemical compound COC1CCCC1 SKTCDJAMAYNROS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L calcium acetate Chemical compound [Ca+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000001639 calcium acetate Substances 0.000 claims description 2
- 235000011092 calcium acetate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229960005147 calcium acetate Drugs 0.000 claims description 2
- QAZYYQMPRQKMAC-FDGPNNRMSA-L calcium;(z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound [Ca+2].C\C([O-])=C\C(C)=O.C\C([O-])=C\C(C)=O QAZYYQMPRQKMAC-FDGPNNRMSA-L 0.000 claims description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- 239000003479 dental cement Substances 0.000 claims description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 2
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NKLYMYLJOXIVFB-UHFFFAOYSA-N triethoxymethylsilane Chemical compound CCOC([SiH3])(OCC)OCC NKLYMYLJOXIVFB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims description 2
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 claims 2
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 claims 1
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 29
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 14
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 13
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 9
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 238000004098 selected area electron diffraction Methods 0.000 description 8
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 7
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 5
- 238000003991 Rietveld refinement Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 4
- 238000005430 electron energy loss spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- WKBPZYKAUNRMKP-UHFFFAOYSA-N 1-[2-(2,4-dichlorophenyl)pentyl]1,2,4-triazole Chemical compound C=1C=C(Cl)C=C(Cl)C=1C(CCC)CN1C=NC=N1 WKBPZYKAUNRMKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZHJGWYRLJUCMRT-UHFFFAOYSA-N 5-[6-[(4-methylpiperazin-1-yl)methyl]benzimidazol-1-yl]-3-[1-[2-(trifluoromethyl)phenyl]ethoxy]thiophene-2-carboxamide Chemical compound C=1C=CC=C(C(F)(F)F)C=1C(C)OC(=C(S1)C(N)=O)C=C1N(C1=C2)C=NC1=CC=C2CN1CCN(C)CC1 ZHJGWYRLJUCMRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000012705 liquid precursor Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- FBEKWOCPHIOZKE-UHFFFAOYSA-L CCCCCCC(C)(C)C(=O)O[Ca]OC(=O)C(C)(C)CCCCCC Chemical compound CCCCCCC(C)(C)C(=O)O[Ca]OC(=O)C(C)(C)CCCCCC FBEKWOCPHIOZKE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HJZOVZBKGRJCRX-UHFFFAOYSA-L calcium;4-cyclohexylbutanoate Chemical compound [Ca+2].[O-]C(=O)CCCC1CCCCC1.[O-]C(=O)CCCC1CCCCC1 HJZOVZBKGRJCRX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000000024 high-resolution transmission electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- NIZHERJWXFHGGU-UHFFFAOYSA-N isocyanato(trimethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)N=C=O NIZHERJWXFHGGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009862 microstructural analysis Methods 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019976 tricalcium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 229910021534 tricalcium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- UAIFZYSPVVBOPN-UHFFFAOYSA-N trimethyl(prop-1-en-2-yloxy)silane Chemical compound CC(=C)O[Si](C)(C)C UAIFZYSPVVBOPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MQWCQFCZUNBTCM-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butyl-6-(3-tert-butyl-2-hydroxy-5-methylphenyl)sulfanyl-4-methylphenol Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C)=CC(SC=2C(=C(C=C(C)C=2)C(C)(C)C)O)=C1O MQWCQFCZUNBTCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000003814 Interleukin-10 Human genes 0.000 description 1
- 108090000174 Interleukin-10 Proteins 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- -1 but not limited to Substances 0.000 description 1
- 229910000171 calcio olivine Inorganic materials 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- BIJOYKCOMBZXAE-UHFFFAOYSA-N chromium iron nickel Chemical compound [Cr].[Fe].[Ni] BIJOYKCOMBZXAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 238000005049 combustion synthesis Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- HOOWDPSAHIOHCC-UHFFFAOYSA-N dialuminum tricalcium oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Al+3].[Al+3].[Ca++].[Ca++].[Ca++] HOOWDPSAHIOHCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010951 particle size reduction Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 239000010454 slate Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/345—Hydraulic cements not provided for in one of the groups C04B7/02 - C04B7/34
- C04B7/3453—Belite cements, e.g. self-disintegrating cements based on dicalciumsilicate
-
- 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
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/345—Hydraulic cements not provided for in one of the groups C04B7/02 - C04B7/34
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
- C04B2111/00181—Mixtures specially adapted for three-dimensional printing (3DP), stereo-lithography or prototyping
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00836—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for medical or dental applications
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
- Dental Preparations (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Η παρούσα εφεύρεση σχετίζεται με μία κονία νανοκλίνκερ που περιέχει μπελίτη (C2S) όπως προσδιορίζονται με περίθλαση ακτινών Χ, η οποία κονία νανοκλίνκερ έχει μέγεθος σωματιδίων που κυμαίνεται στα 2-500 nm όπως προσδιορίζεται με Μικροσκοπία Διέλευσης Ηλεκτρονίων (ΤΕΜ)-περιλαμβάνει σωματίδια νανομπελίτη (C2S) και περιλαμβάνει 0-1 τοις εκατό κ.β. CaO και 0-25 τοις εκατό κ.β. CaC03 επί του συνολικού βάρους κρυσταλλικών φάσεων στην κονία νανοκλίνκερ όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτίνων Χ. Η παρούσα εφεύρεση περαιτέρω σχετίζεται με μία μέθοδο για την παρασκευή της, τη χρήση της σε ένα υλικό τσιμέντου και τις εφαρμογές της π.χ. σε δόμηση και κατασκευές, τρισδιάστατη εκτύπωση και ορθοδοντική.
Description
Κονία νανοκλίνκερ με κρυσταλλικές φάσεις μπελίτη και, προαιρετικά, αλίτη
ΤΕΧΝΙΚΟ ΠΕΔΙΟ
Η παρούσα εφεύρεση αναφέρεται σε μία κονία νανοκλίνκερ που περιέχει μία κρυσταλλική φάση μπελίτη και προαιρετικά μία κρυσταλλική φάση αλίτη, σε μία μέθοδο παρασκευής της, στη χρήση της ως συστατικό του τσιμέντου και στην εφαρμογή της π.χ. σε κατασκευές και δόμηση, τρισδιάστατη εκτύπωση ή και ορθοδοντική.
ΣΤΑΘΜΗ ΤΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗΣ
Υπάρχει αυξανόμενο ενδιαφέρον για την ενσωμάτωση προσθέτων νανο-μεγέθους π.χ. σε τσιμέντο και σκυρόδεμα με υδραυλικές ιδιότητες και ειδικότερα σε τσιμέντο Πόρτλαντ, προς βελτίωση της μηχανικής απόδοσης και/ή της κινητικής της ενυδάτωσης υλικών τσιμέντου και σκυροδέματος.
Στις περισσότερες περιπτώσεις, νανοϋλικά ή νανο-τροποποιημένα υλικά εισάγονται σε συμβατικά υλικά τσιμέντου, τσιμέντο και σκυρόδεμα. Για παράδειγμα το US 2007/0228612 Α1 αποκαλύπτε ανθεκτικό σε εκρήξεις σκυρόδεμα με ενσωμάτωση π.χ. μικρό- και νανο-ινών σε συμβατικό σκυρόδεμα. To US 2011/056411 Α1 αποκαλύπτει πρόσθετα για την παραγωγή τσιμέντου για εφαρμογές εξόρυξης πετρελαίου που περιλαμβάνουν ένα υδρολύσιμο οργανοσιλάνιο και σωματίδια νανοκλίμακας (κατά προτίμηση νανοσωματίδια SiΟ2).
Το πυριτικό διασβέστιο (2CaΟ-SiΟ2που αναφέρεται και ως μπελίτης ή C2S) και το πυριτικό τριασβέστιο (3CaOSiΟ2που αναφέρεται και ως αλίτης ή C3S) είναι τα κύρια συστατικά του κλίνκερ, που είναι το κύριο συστατικό του τσιμέντου και του σκυροδέματος. Οι φάσεις μπελίτη (C2S) και αλίτη (C3S) αναφέρονται επίσης και ως υδραυλικώς ενεργές (υδραυλικές) φάσεις, καθώς συμβάλλουν στις υδραυλικές ιδιότητες των υλικών τσιμέντου και είναι μεταξύ των κύριων συστατικών του συμβατικού τσιμέντου που χρησιμοποιείται στις κατασκευές και στη δόμηση, συμπεριλαμβανομένου του κοινού τσιμέντου πόρτλαντ, του τσιμέντου ταχείας πήξης, του τσιμέντου χαμηλής θερμότητας ενυδάτωσης, του τσιμέντου με αυξημένη αντίσταση στην προσβολή θειικών ιόντων, του λευκού τσιμέντου, του ποζολανικού τσιμέντου πόρτλαντ, το υδρόφοβου τσιμέντου, του έγχρωμου τσιμέντου, του υδατοστεγανού τσιμέντου πόρτλαντ και άλλων.
Αναλόγως, υπάρχει ενδιαφέρον για τη χρήση νανοκλίνκερ ως προσθέτου σε νανο-μέγεθος.
Ειδικότερα, υπάρχει ενδιαφέρον για διαμόρφωση συστατικών νανοκλίνκερ με φάσεις μπελίτη (C2S) και προαιρετικά αλίτη (C3S), με ελεγχόμενα χαρακτηριστικά, π.χ. ελεγχόμενο μεγέθος και κρυσταλλικότητα, που να μπορούν να επηρεάζουν θετικά τις ιδιότητες των προϊόντων στα οποία προστίθενται.
Αν και έχει περιγράφει παραγωγή υλικών κλίνκερ στη νανο-κλίμακα, οι μέθοδοι για την παραγωγή τους δεν φαίνεται να επιτρέπουν την παραγωγή κλίνκερ ή τσιμέντου νανο-μεγέθους με έλεγχο επί. της κρυσταλλικότητας, του μεγέθους και της καθαρότητας των νανοσωματιδίων.
Οι Dham et al. (Μ. Dham, Τ. Rushing, R. Helferich, T. Marth, S. Sengupta, R. Revur, C. Weiss and T. Cummins, «Enhancement of Reactive Powder Concrete via Nanocement Integration», Journal of the Transportation Research Board, vol. 2142, pp. 18-24, 2010) περιγράφουν την ενδεχόμενη βελτίωση δραστικής κονίας σκυροδέματος (RPC) μέσω ενσωμάτωσης νανοτσιμέντου που περιγράφεται ως αποτελούμενο από σωματίδια πυριτικού διασβεστίου (C2S), πυριτικού τριασβεστίου (C3S), και αργιλικού τριασβεστίου (C3A), ονομαστικού μεγέθους περίπου 100 nm, με χαρακτηριστικά νανοκλίμακας κάτω των 10 nm. Οι πρώτες ύλες που αναφέρονται για τη σύνθεση του νανοτσιμέντου είναι «συνήθεις πρώτες ύλες τσιμέντου», ωστόσο δεν υπάρχει περιγραφή της διεργασίας παραγωγής.
To US 8,409,344 περιγράφει μεθόδους παραγωγής φάσεων κλίνκερ με τουλάχιστον ένα οξείδιο που εμφανίζει μέγεθος σωματιδίων μικρότερο από περίπου 600nm. Οι παρουσιαζόμενες μέθοδοι βασίζονται κυρίως σε προσεγγίσεις χημικής σύνθεσης υγρής κατάστασης· περιλαμβάνουν χρήση νιτρικού οξέος, ουρίας και άλλων χημικών, επιπροσθέτως του αργιλοχώματος, του ασβεστολίθου και άλλων ορυκτών. Οπως είναι φανερό από εικόνες ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης (SEM) των προϊόντων που λαμβάνονται σύμφωνα με τις μεθόδους που περιγράφονται στο προαναφερθέν έγγραφο Δ.Ε., το μέγεθος των παραγομένων σωματιδίων δεν φαίνεται να είναι ομοιόμορφο και εχει μέγεθος κυρίως άνω του 1 pm. Συνολικά, η αναφερόμενη μεθοδολογία δεν φαίνεται ότι επιτυγχάνει ελεγχόμενη παραγωγή τσιμεντοειδών φάσεων νανο-μεγέθους.
Το άρθρο των Sun et al. (Η. Sun, Ζ. Li, S. Memon, Q. Zhang, Y. Wang, B. Liu, W. Xu and F. Xing, «Influence of Ultrafine 2Ca0-Si02Powder on Hydration Properties of Reactive Powder Concrete», Materials, vol. 8, pp. 6195-6207, 2015) περιγράφει την παραγωγή υπερλεπτής σκόνης 2CaO Si02(μπελίτης) (αναφέρεται και ως UFP) μέσω μίας μεθόδου καύσης που περιλαμβάνει ασβεστόλιθο, πυριτική παιπάλη, ουρία και νιτρικό οξύ ως πρώτες ύλες· η διαδικασία περιλαμβάνει ένα στάδιο θέρμανσης (μέχρι 815°C) ακολουθούμενο από ταχεία ψύξη. Όπως είναι φανερό από εικόνες δευτερογενών ηλεκτρονίων (SE) και ηλεκτρονίων οπισθοσκέδασης (BSE) που παρουσιάζονται για το UPF που λαμβάνεται διά των μεθόδων που περιγράφονται σε αυτό το άρθρο, τα παραγόμενα τσιμεντοειδή σωματίδια είναι κυρίως μικρομετρικού-μεγέθους και παρουσιάζουν ακανόνιστο σχήμα. Το υλικό αναφέρεται ότι περιέχει 58.3% μπελίτη και έως 100% άλλες φάσεις συμπεριλαμβανομένων Ca(OH)2, CaO, SiO2, και CaO SiO2. Συνολικά, η αναφερόμενη μεθοδολογία δεν επιτυγχάνει ελεγχόμενη παραγωγή τσιμεντοειδών φάσεων νανο-μεγέθους.
Το άρθρο των Yun-Peng Gao et al. (Y.-P. Gao, W.-Q. Dong, G. Li and R.-P. Liu, «Influence of Pressure on the Annealing Process of /β-Ca2SiO4(C2S) in Portland Cement», Chinese Physics Letters, vol. 35, no. 3, p. 036103, 2018) μελέτησε ισχυρισμούς σχετικά με την επίδραση της πίεσης στην διαδικασία ανόπτησης του β-μπελίτη κατά το σχηματισμό νανοσωματιδίων μπελίτη μετά την ανόπτηση τσιμέντου πορτλαντ σε υψηλή πίεση. Η περιγραφόμενη μεθοδολογία στοχεύει στην αναγνώριση της επίδρασης της πίεσης στον μπελίτη, χωρίς να παρουσιάζει μία μέθοδο με την οποία να μπορούν να παραχθούν νανοσωματίδια μπελίτη με ελεγχόμενο μέγεθος, σχήμα και κρυσταλική δομή. Εξάλλου, αποτελέσματα περίθλασης ακτινών X που αποκαλύπτονται σε αυτό δείχνουν την παρουσία σημαντικών ποσοτήτων διοξειδίου του πυριτίου και οξειδίου του ασβεστίου στο τελικό προϊόν.
Τα υλικά που περιλαμβάνουν φάσεις μπελίτη (C2S) ή αλίτη (C3S) τυπικά παρασκευάζονται με χημικές συνθετικές μεθόδους υγρής κατάστασης, τύπου λύματος - πηκτής (sol-gel). Οι τεχνικές sol-gel είναι τυπικά χρονοβόρες και απαιτούν μεγάλες ποσότητες ακριβών διαλυτών. Η επίτευξη νανοκρυσταλλικών φάσεων μέσω μεθόδων sol-gel θα απαιτούσε χρονοβόρες διαδικασίες στην κλίμακα ωρών ή ημερών, ακολουθούμενες από μία μετα-συνθετική ασβεστοποίηση, έτσι ώστε να αυξάνεται το χρονικό και το οικονομικό κόστος της διεργασίας (αναφερόμαστε για παράδειγμα στο R. Chrysafi, Τ. Perraki and G. Kakali, «Sol-gel preparation of 2CaO SiO2», Journal of the European Ceramic Society, vol. 27, pp. 1707-1710, 2007). Εξάλλου, αυτές οι τεχνικές παρέχουν περιορισμένο έλεγχο του σχηματισμού των φάσεων. Επομένως, παρουσιάζεται μειωμένη η δυνατότητα εφαρμογής τους σε μαζική παραγωγή νανοκλίνκερ με ελεγχόμενες φάσεις μπελίτη και προαιρετικά αλίτη.
Πρόσφατα, βρέθηκε ότι μπορεί να παραχθεί μία κονία νανοκλίνκερ που περιλαμβάνει μία κρυσταλλική φάση μπελίτη (C2S) και που περιλαμβάνει προαιρετικά μία κρυσταλλική φάση αλίτη (C3S), με μέγεθος σωματιδίων 2-500 nm όπως προσδιορίζεται με μικροσκοπία διέλευσης ηλεκτρονίων (ΤΕΜ), που περιλαμβάνει σωματίδια νανομπελίτη (C2S) και, αν υπάρχουν, σωματίδια νανοαλίτη (C3S) και που περιλαμβάνει 0-1 % κ.β. CaO και 0-25 % κ.β. CaCO3επί. του συνολικού βάρους των κρυσταλλικών φάσεων στην κονία νανοκλίνκερ όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτινών X.
Ειδικότερα αυτές οι κονίες νανοκλίνκερ μπορούν να ληφθούν με μέθοδο πυρόλυσης ψεκασμού -φλόγα (Flame Spray Pyrolysis - FSP) και ειδικότερα σε ένα μόνο στάδιο.
Η τεχνολογία FSP έχει χρησιμοποιηθεί εκτεταμένα για την παραγωγή νανοσωματιδίων μεταλλικών οξειδίων με δυνατότητα κλιμάκωσης για αρκετές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων κεραμικών, δομικών υλικών και τσιμέντων φωσφορικού ασβεστίου για οδοντιατρικές εφαρμογές.
Για παράδειγμα, το άρθρο των Halim et al. (S. Halim, T. Brunner, R. Grass, M. Bohner and S. W.J., «Preparation of an ultra-fast binding cement from calcium silicate -based mixed oxide nanoparticles», Nanotechnology, vol. 18, 2007) περιγράφει την παρασκευή νανοσωματιδιακής κονίας με χρήση τεχνολογίας FSP, όπου η αναφερόμενη σύσταση του χρησιμοποιούμενου τσιμέντου πορτλαντ για την παρασκευή του προδρόμουυλικού περιείχε -συστατικά που τυπικά απαντούν σε κλίνκερ (68% CaO, 22% SiO2, 5.8% Α12O3, 2.6% Fe2O3και 1.5% MgO). Αν και η διασπορά και η καύση του προδρόμου υλικού που περιείχε μέταλλα έδωσε ελαφρώς πυροσυσσωματωμένα νανοσωματίδια με κύριο μέγεθος 20-50 nm, τα νανοσωματίδια φαίνεται ότι εμφανίζουν σημαντικά χαμηλή κρυσταλλικότητα. Εξάλλου, δεν επιβεβαιώθηκε παρουσία C2S ούτε C3S με ανάλυση περίθλασης ακτινών X (XRD) και χρειαζόταν χωριστή διαδικασία ασβεστοποίησης μέχρι και τους 1000 °C για να ληφθούν κρυσταλλικές φάσεις οι οποίες όμως δεν σχετίζονται με τη φάση C3S του κλίνκερ. Επίσης βρέθηκε ότι το παραγόμενο υλικό, όταν αναμιγνύεται με νερό, είναι μηχανικώς ασθενέστερο απ’ ότι το τσιμέντο πορτλαντ. Συνολικά, η αναφερόμενη μεθοδολογία δεν επιτυγχάνει την παραγωγή ενός νανοκλίνκερ που να περιλαμβάνει κρυσταλλικές φάσεις μπελίτη ή αλίτη με τεχνολογία FSP σε διεργασία ενός μόνο σταδίου.
Το άρθρο των Betancur-Granados et al. (Ν. Betancur-Granados, J. C. Restrepo, J. I. Tobon and O. J. Restrepo-Baena, «Dicalcium silicate (2CaO SiO2) synthesized through Flame Spray Pyrolysis and Solution Combustion Synthesis methods (CB-6:IL10)», Ceramics International, 2018) περιγράφει τη χρήση τεχνολογίας FSP για την απευθείας σύνθεση πυριτικού διασβεστίου (C2S, μπελίτη), χρησιμοποιώντας πρόδρομες ενώσεις διοξειδίου του πυριτίου και ασβεστίου σε ένα σύστημα ψεκασμού φλόγας για τη σύνθεση αλλοτροπικών μορφών C2S. Αν και η παρουσιαζόμενη μεθοδολογία οδηγεί σε μερικό σχηματισμό φάσεων μπελίτη, δεν παρέχονται στοιχεία σχετικά με έλεγχο επί. των συγκεκριμένων αλλότροπων αντίθετα εμφανίζονται στο τελικό προϊόν ενδεχομένως ανεπιθύμητες φάσεις (όπως ασβεστίτης και οξείδιο ασβεστίου) σε σημαντικές ποσότητες μαζί με το μπελίτη.
Μέχρι τώρα, δεν έχει αναφερθεί η παραγωγή κρυσταλλικών φάσεων αλίτη (C3S) με τεχνολογία FSP.
Εν όψει των ανωτέρω, υπάρχει μία ανάγκη για ένα προϊόν νανοκλίνκερ και για μία μέθοδο παραγωγής ενός νανοκλίνκερ που να περιλμβάνει κρυσταλλικές φάσεις μπελίτη και, προαιρετικά, αλίτη, με έναν τρόπο ελεγχόμενο και επιδεκτικό κλιμάκωσης.
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΕΦΕΥΡΕΣΗΣ
Η παρούσα εφεύρεση παρέχει μία κονία νανοκλίνκερ που περιέχει μία κρυσταλλική φάση μπελίτη (C2S) και προαιρετικά αλίτη (C3S), όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτινών X, η οποία κονία νανοκλίνκερ
- έχει εύρος μεγέθους σωματιδίων 2-500 nm όπως προσδιορίζεται με μικροσκοπία διέλευσης ηλεκτρονίων (Transmission Electron Microscopy - ΤΕΜ)·
- περιλαμβάνει σωματίδια νανομπελίτη (C2S) και, προαιρετικά, σωματίδια νανοαλίτη (C3S) και
- περιλαμβάνει 0-1 % κ.β. CaO και 0-25 % κ.β. CaCΟ3επί. του συνολικού βάρους των κρυσταλλικών φάσεων στην κονία νανοκλίνκερ όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτινών X.
Αυτή η κονία νανοκλίνκερ βρέθηκε ότι μπορεί να ληφθεί με μέθοδο πυρόλυσης ψεκασμού - φλόγας (FSP). Ειδικότερα, μπορεί να ληφθεί σε ένα μόνο στάδιο, όπου το μέγεθος σωματιδίων και η σύσταση της κονίας επιτυγχάνονται με ελεγχόμενο, κλιμακώσιμο και επαναλήψιμο τρόπο.
Η παρούσα εφεύρεση παρέχει περαιτέρω μία μέθοδο παραγωγής αυτής της κονίας νανοκλίνκερ με μέθοδο FSP η οποία περιλαμβάνει:
α) διάλυση πρόδρομης ένωσης που περιέχει ασβέστιο και πρόδρομης ένωσης που περιέχει πυρίτιο σε εύφλεκτο διαλύτη για την παραγωγή εύφλεκτου διαλύματος των πρόδρομων ενώσεων ασβεστίου και πυριτίου·
β) ψεκασμό και διασπορά του εύφλεκτου διαλύματος που παρήχθη στο στάδιο α) με οξυγόνο ώστε να παραχθεί ένα αερόλυμα των προδρόμων ενώσεων ασβεστίου και πυριτίου εντός της φλόγας πυρόλυσης·
γ) παροχή επιπρόσθετου οξυγόνου ως καλύματος πέριξ της φλόγας πυρόλυσης·
δ) καύση του αερολύματος που παρήχθη στο στάδιο β) στην πυρολυτική φλόγα που περιβάλλεται από το επιπρόσθετο οξυγόνο, πυρολύοντας έτσι τις πρόδρομες ενώσεις ασβεστίου και πυριτίου προς σχηματισμό κονίας νανοκλίνκερ που περιλαμβάνει μία κρυσταλλική φάση μπελίτη και, προαιρετικά, μία κρυσταλλική φάση αλίτη·
ε) συλλογή της σχηματιζόμενης στο στάδιο δ) κονίας νανοκλίνκερ επί. ενός φίλτρου.
ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΣΧΗΜΑΤΩΝ
Προς ολοκλήρωση της περιγραφής και προκειμένου να παρασχεθεί καλύτερη κατανόηση της εφεύρεσης, παρέχεται ένα σύνολο σχημάτων. Τα εν λόγω σχήματα αποτελούν ενιαίο μέρος της περιγραφής και εικονίζουν υλοποιήσεις της εφεύρεσης, που δεν πρέπει να ερμηνευτούν ως περιοριστικά του σκοπού της εφεύρεσης, αλλά ως παραδείγματα του τρόπου με τον οποίο η εφεύρεση μπορεί να εκτελεστεί. Τα σχήματα περιλαμβάνουν τις ακόλουθες εικόνες:
Εικόνα 1: Χαρακτηρισμός του Υλικού του Παραδείγματος #1: (Α) διάγραμμα περίθλασης ακτινών X<.>(Β) και (D) εικόνα φωτεινού πεδίου ΤΕΜ, (C) εικόνα ΤΕΜ υψηλής ανάλυσης που δείχνει απόσταση κρυσταλλικού πλέγματος (d-spacing) που αποδίδεται σε μπελίτη· (Ε) εικόνα περίθλασης ηλεκτρονίων επιλεγμένης περιοχής (SAED) της περιοχής που απεικονίζεται στην εικόνα (D).
Εικόνα 2: Χαρακτηρισμός Υλικού #2: (Α) Διάγραμμα περίθλασης ακτινών X<->(Β), (C) και (Δ)Εικόνες φωτεινού πεδίου ΤΕΜ<->(Ε) SAED της περιοχής που απεικονίζεται στην εικόνα (D).
Εικόνα 3: Χαρακτηρισμός Υλικού του Παραδείγματος #3: (Α) Διάγραμμα περίθλασης ακτινών X<->(Β) Εικόνα φωτεινού πεδίου ΤΕΜ<->(C) χαρτογράφηση της εικόνας ΤΕΜ (Β) για σωματίδια που περιέχουν ασβέστιο (Ca) με φασματοσκοπία απώλειας ενέργειας ηλεκτρονίων (EELS)· (Δ) χαρτογράφηση της εικόνας ΤΕΜ (Β) για σωματίδια που περιέχουν πυρίτιο (Si) με EELS' (Ε) Εικόνα λαμπρού πεδίου ΤΕΜ<->(F) εικόνα ΤΕΜ υψηλής ανάλυσης που δείχνει το σχηματισμό κρυσταλλικού πλέγματος<.>(G) SAED της επιφάνειας της εικόνας (Ε).
Εικόνα 4: Χαρακτηρισμός Υλικού του Παραδείγματος #4: (Α) Διάγραμμα περίθλασης ακτινών X<.>(Β) και (C) Εικόνες φωτεινού πεδίου ΤΕΜ.
Εικόνα 5: Χαρακτηρισμός Υλικού του Παραδείγματος #5: (Α) Διάγραμμα περίθλασης ακτινών X' (Β) και (C) Εικόνες φωτεινού πεδίου ΤΕΜ.
Εικόνα 6: Χαρακτηρισμός Υλικού του Παραδείγματος #6: (Α) Διάγραμμα περίθλασης ακτινών X' (Β) και (C) Εικόνες φωτεινού πεδίου ΤΕΜ<->(Δ) χαρτογράφηση EELS Ca για την εικόνα ΤΕΜ (C)' (Ε) χαρτογράφηση EELS Si για την εικόνα ΤΕΜ (C)' (F) και (G) εικόνες ΤΕΜ υψηλής ανάλυσης που δείχνουν κρυσταλλικά πλέγματα.
Εικόνα 7: Χαρακτηρισμός Υλικού του Παραδείγματος #7: (Α) Διάγραμμα περίθλασης ακτινών X' (Β) και (C) Εικόνες φωτεινού πεδίου ΤΕΜ.
Εικόνα 8: Χαρακτηρισμός Υλικού του Παραδείγματος #8: (Α) Διάγραμμα περίθλασης ακτινών X' (Β) και (C) Εικόνες φωτεινού πεδίου ΤΕΜ.
Εικόνα 9: σχεδιασμός αντιδραστήρα FSP κατάλληλου για μία διεργασία όπως περιγράφεται στο παρόν.
Υλοποιήσεις της εφεύρεσης που περιγράφονται στις ακόλουθες σελίδες και αναφέρονται ενδεχομένως στα σχήματα, οι οποίες σκοπό έχουν την επεξήγηση της εφεύρεσης και όχι τον περιορισμό της.
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΡΟΠΩΝ ΕΚΤΕΛΕΣΗΣ ΤΗΣ ΕΦΕΥΡΕΣΗΣ
Μία κονία νανοκλίνκερ όπως περιγράφεται στο παρόν περιλαμβάνει μία κρυσταλλική φάση μπελίτη (C2S) και μπορεί προαιρετικά να περιλαμβάνει μία κρυσταλλική φάση αλίτη (C3S). Οι κρυσταλλικές φάσεις νανοκλίνκερ προσδιορίζονται με περίθλαση ακτινών X (XRD). Μέθοδοι προσδιορισμού κρυσταλλικών φάσεων με περίθλαση ακτινών X είναι γνωστές στην τεχνική. Για παράδειγμα, ίδε «X-ray powder diffraction applied to cement» του Ruben Snellings, Κεφάλαιο 4 στο «Α Practical Guide to Microstructural Analysis of Cementitious Materials» (ed. Karen Scrivener, Ruben Snellings, and Barbara Lothenbach, CRC Press 2016). Ειδικότερα, μπορούν να γίνουν μετρήσεις σε κονίες αμέσως μετά την παρασκευή τους με ένα περιθλασίμετρο ακτινών X (όπως ένα Bruker D8 Advance), για παράδειγμα, σε εύρος γωνιών 2-θ 10 έως 75 μοιρών, χρησιμοποιώντας πηγή Cu-Κα (με μήκος κύματος εκπομπής λ ίσο με 1.54056 Å), στα 40kV και 40mA. Ο ποσοτικός προσδιορισμός κρυσταλλικών και άλλων φάσεων στην κονία μπορεί να γίνει π.χ. με λογισμικό TOPAS 5, βάσει της μεθόδου Rietveld· όλα τα αποτελέσματα ποσοτικών προσδιορισμών XRD Rietveld μπορούν να παρουσιαστούν ως ποσοστά βάρους επί του συνολικού βάρους των κρυσταλλικών φάσεων.
Σε μία κονία νανοκλίνκερ όπως περιγράφεται στο παρόν, η κρυσταλλική φάση μπελίτη (C2S) μπορεί να αποτελεί 1-100 % κ.β. επί του συνολικού βάρους των κρυσταλλικών φάσεων στην κονία νανοκλίνκερ όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτινών X, ειδικότερα μπορεί να αποτελεί 25-100 % κ.β., ακόμα ειδικότερα 35-99 % κ.β. και πλέον ειδικότερα 50-95 % κ.β.
Εφόσον σχηματιστεί, η κρυσταλλική φάση αλίτη (C3S) μπορεί να αποτελεί 1-55 % κ.β. επί του συνολικού βάρους των κρυσταλλικών φάσεων στην κονία νανοκλίνκερ όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτινών X, ειδικότερα 5-52 % κ.β. και ακόμα ειδικότερα 8-47 % κ.β.
Η κρυσταλλική φάση μπελίτη (C2S) μπορεί να περιλαμβάνει κρυσταλλικές φάσεις που επιλέγονται από a-C2S, a’-C2S, β-C2S και γ-C2S, ειδικότερα μπορεί να περιλαμβάνει κρυσταλλικές φάσεις που επιλέγονται από a’-C2S και β-C2S. Σε αρκετές υλοποιήσεις, ένα νανοκλίνκερ όπως περιγράφεται στο παρόν, μπορεί να περιλαμβάνει μία κρυσταλλική φάση μπελίτη a’-C2S και μία κρυσταλλική φάση μπελίτη που επιλέγεται από a-C2S και/ή β-C2S, όπου ο λόγος των βαρών της κρυσταλλικής φάσης α’-C2S προς την κρυσταλλική φάση που επιλέγεται από a-C2S και/ή β-C2S είναι σε εύρος από 99:1 έως 1 :99. Αν υπάρχει η κρυσταλλική φάση αλίτη (C3S) μπορεί να περιλαμβάνει κρυσταλλικές φάσεις που επιλέγονται π.χ. από M1-C3S και M3-C3S.
Σε αρκετές υλοποιήσεις, ένα νανοκλίνκερ όπως περιγράφεται στο παρόν μπορεί να περιλαμβάνει μία κρυσταλλική φάση αλίτη M3-C3S και μία κρυσταλλική φάση αλίτη M1-C3S, όπου ο λόγος των βαρών της κρυσταλλικής φάσης M3-C3S προς την κρυσταλλική φάση M1-C3S είναι σε εύρος από 56:1 έως 1:1.
Η φύση και ο λόγος βαρών των διαφορετικών κρυσταλλικών φάσεων μπελίτη και αλίτη μπορεί να προσδιοριστεί με XRD όπως περιγράφεται πιο πάνω. Συγκεκριμένα, τα πειραματικά φάσματα XRD για κάθε υλικό μπορούν να αναλυθούν βάσει της μεθόδου Rietveld χρησιμοποιώντας λογισμικό TOPAS 5 που επιτρέπει τον ποσοτικό προσδιορισμό των κρυσταλλικών φάσεων και των λόγων των βαρών τους σε κάθε υλικό.
Μία κονία νανοκλίνκερ όπως περιγράφεται στο παρόν έχει εν γένει εύρος μεγέθους σωματιδίων 2-500 nm, όπως προσδιορίζεται με μικροσκοπία διέλευσης ηλεκτρονίων (ΤΕΜ) με μεθόδους γνωστές στην τεχνική. Για παράδειγμα, ίδε «Electron Microscopy» υπό Karen Scrivener, Amelie Bazzoni, Berta Mota and John E. Rossen, κεφάλαιο 8 στο «Α Practical Guide to Microstructural Analysis of Cementitious Materials» (ed. Karen Scrivener, Ruben Snellings, and Barbara Lothenbach, CRC Press 2016). Ειδικότερα, για τον προσδιορισμό του εύρους μεγέθους σωματιδίων, η ανάλυση ΤΕΜ μπορεί να γίνει με μικροσκόπιο (όπως ένα μικροσκόπιο FEI CM20)· που μπορεί να είναι εφοδιασμένο με φίλτρο ενέργειας (όπως ένα φίλτρο ενέργειας Gatan GIF200), που επιτρέπει μελέτες φασματοσκοπίας απώλειας ενέργειας ηλεκτρονίων (EELS) και ποσοτική χαρτογράφηση στοιχείων.
Ένα εύρος μεγέθους σωματιδίων 2-500 nm σημαίνει ότι τα σωματίδια της κονίας νανοκλίνκερ μπορούν να έχουν μέγεθος από 2 nm έως 500 nm, ανεξάρτητα από το ποιά είναι η κατανομή του μεγέθους σωματιδίων ή το μέσο μέγεθος σωματιδίων της κονίας νανοκλίνκερ.
Σε αρκετές υλοποιήσεις, το εύρος μεγέθους σωματιδίων μπορεί να είναι 5-250 nm, ειδικότερα 10-200 nm, και ακόμα ειδικότερα 15-100 nm όπως προσδιορίζεται με ΤΕΜ.
Η κατανομή μεγέθους σωματιδίων των κονιών νανοκλίνκερ όπως περιγράφονται στο παρόν με ίδιο ή παρόμοιο εύρος μεγέθους σωματιδίων μπορεί να διαφέρει. Για παράδειγμα, μπορεί να είναι μία κατανομή μεγέθους σωματιδίων Gauss ή κατανομή διαφορετικού τύπου. Αναλόγως, το μέσο μέγεθος σωματιδίων των κονιών νανοκλίνκερ όπως περιγράφονται στο παρόν με ίδια ή παρόμοια εύρη μεγέθους σωματιδίων μπορεί επίσης να διαφέρει σημαντικά.
Μία κονία νανοκλίνκερ όπως περιγράφεται στο παρόν περιλαμβάνει εν γένει σωματίδια νανομπελίτη (C2S) και μπορεί προαιρετικά να περιλαμβάνει σωματίδια νανοαλίτη (C3S) και/ή σωματίδια νανομπελίτη και νανοαλίτη (C2S-C3S). Τα σωματίδια C2S-C3S μπορούν να περιλαμβάνουν διεπιφανειακά πυροσυσσωματωμένα σωματίδια C2S και C3S όπως προσδιορίζεται με ΤΕΜ. Η παρουσία τέτοιων σωματιδίων μπορεί να παρουσιαστεί απλά στις εικόνες ΤΕΜ, π.χ. που λαμβάνονται με τον ίδιο τρόπο όπως για τον προσδιορισμό του εύρους μεγέθους σωματιδίων όπως περιγράφεται πιο πάνω.
Τα σωματίδια νανομπελίτη μπορούν να περιλαμβάνουν κρυσταλλίτες μπελίτη και, αν υπάρχουν, τα σωματίδια νανοαλίτη μπορούν να περιλαμβάνουν κρυσταλλίτες αλίτη. Σωματίδια νανομπελίτη ή νανοαλίτη μπορούν επίσης να περιλαμβάνουν ένα συνδυασμό κρυσταλλιτών μπελίτη και αλίτη. Τα σωματίδια νανομπελίτη ή νανοαλίτη μπορούν επίσης αντίστοιχα να αποτελούνται από κρυσταλλίτες μπελίτη ή αλίτη ή μπορεί να αποτελούνται ακόμα και από έναν κρυσταλλίτη μπελίτη ή αλίτη. Τα σωματίδια νανομπελίτη ή νανοαλίτη μπορούν επίσης να περιλαμβάνουν αντίστοιχα κρυσταλλίτες μπελίτη ή αλίτη συνδυασμένους με άλλα οξείδια πυριτίου ή ασβεστίου.
Οι εν λόγω κρυσταλλίτες μπορούν εν γένει να έχουν μέσο μέγεθος κρυσταλλίτη 5-50 nm όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτινών X, ειδικότερα 10-35 nm, ακόμα ειδικότερα 12-33 nm και έτσι ακόμα ειδικότερα 15-30 nm. Το μέσο μέγεθος κρυσταλλικόν μπορεί να προσδιοριστεί με περίθλαση ακτινών X με μεθόδους γνωστές στην τεχνική. Για παράδειγμα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η εξίσωση Scherrer όπως περιγράφεται στο «Elements of X-Ray Diffraction (3<rd>Edition)» υπό B.D. Cullity and S.R. Stock (Pearson Education Limited, 2014). Οι μετρήσεις περίθλασης ακτινών X μπορούν να συλλεχθούν χρησιμοποιώντας συσκευή και λογισμικό που υποδεικνύεται πιο πάνω για τον προσδιορισμό των κρυσταλλικών φάσεων.
Έχει βρεθεί ότι κονίες νανοκλίνκερ με εύρος μεγέθους σωματιδίων και, προαιρετικά, μέσο μέγεθος κρυσταλλιτών όπως υποδεικύνεται πιο πάνω, και οι οποίες περιλαμβάνουν κρυσταλλικές φάσεις μπελίτη και προαιρετικά αλίτη όπως επίσης υποδεικνύεται πιο πάνω, μπορούν να έχουν θετική επίπτωση στην ταχύτητα ενυδάτωσης και στη μηχανική αντοχή του τσιμέντου όταν χρησιμοποιούνται ως πρόσθετα σε συμβατικό τσιμέντο. Ειδικότερα, μπορεί να θεωρηθεί ότι αυτή η κονία νανοκλίνκερ συνδυάζει τα πλεονεκτήματα των νανοσωματιδιακών προσθέτων με εκείνα των προσθέτων μπελίτη και αλίτη.
Μία κονία νανοκλίνκερ όπως περιγράφεται στο παρόν περιλαμβάνει 0-1 % κ.β. CaO και 0-25 % κ.β. CaCO3επί του συνολικού βάρους κρυσταλλικών φάσεων στην κονία νανοκλίνκερ όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτινών X. Η ποσότητα CaO και CaCO3μπορεί να προσδιοριστεί με περίθλαση ακτινών X όπως περιγράφεται πιο πάνω για τον προσδιορισμό των κρυσταλλικών φάσεων μπελίτη και αλίτη. Σε κάποιες υλοποιήσεις, η ποσότητα CaO μπορεί να είναι 0-0.5 % κ.β., ειδικότερα 0-0.1 % κ.β. Επιπλέον, ή εναλλακτικά, η ποσότητα CaCO3μπορεί να είναι 0-15 % κ.β., ειδικότερα 0-Ι 1 % κ.β. Σε αρκετές υλοποιήσεις μία κονία νανοκλίνκερ ειδικότερα έχει κρυσταλλική φάση αλίτη (C3S) και περιλαμβάνει 0-0.1 % κ.β. CaO και 0-11 % κ.β. CaCO3, επί του συνολικού βάρους των κρυσταλλικών φάσεων εντός της κονίας νανοκλίνκερ.
Νανοκλίνκερ όπως περιγράφονται στο παρόν είναι γενικώς καλοσχηματισμένα σωματίδια, υψηλής κρυσταλλικότητας καθώς και πλούσια σε κρυσταλλικές φάσεις μπελίτη και, αν υπάρχουν, κρυσταλλικές φάσεις αλίτη όπως αναφέρεται πιο πάνω και γενικά έχουν χαμηλές ποσότητες προσμίξεων που υπάρχουν γενικά σε συνθέσεις κλίνκερ, όπως CaO και CaCO3όπως επίσης περιγράφεται πιο πάνω. Αυτά τα νανοκλίνκερ μπορούν να προσδώσουν πλεονεκτήματα σε προϊόντα τσιμέντου, βελτιωμένες ιδιότητες ενυδάτωσης και μηχανικές ιδιότητες, συγκεκριμένα ανώτερη θλιπτική αντοχή μετά την σκλήρυνση.
Η παρούσα εφεύρεση σχετίζεται περαιτέρω με μία μέθοδο παρασκευής μίας κονίας νανοκλίνκερ όπως περιγράφεται στο παρόν με πυρόλυση ψεκασμού - φλόγας (FSP). Η μέθοδος περιλαμβάνει:
α) διάλυση πρόδρομης ένωσης ασβεστίου και πρόδρομης ένωσης πυριτίου σε εύφλεκτο διαλύτη για την παροχή εύφλεκτου διαλύματος των προδρόμων ενώσεων ασβεστίου και πυριτίου-
β) ψεκασμό και διασπορά του εύφλεκτου διαλύματος που παρήχθη στο στάδιο α) με οξυγόνο επί πυρολυτικής φλόγας-
γ) παροχή επιπρόσθετου οξυγόνου μέσω αυλού πέριξ της φλόγας πυρόλυσης-
δ) καύση του αερολύματος που παρήχθη στο στάδιο β) στην πυρολυτική φλόγα που περιβάλλεται από τον αυλό που παρέχει το επιπρόσθετο οξυγόνο, πυρολύοντας έτσι τις πρόδρομες ενώσεις ασβεστίου και πυριτίου προς σχηματισμό κονίας νανοκλίνκερ που περιλαμβάνει μία κρυσταλλική φάση μπελίτη και, προαιρετικά, μία κρυσταλλική φάση αλίτη -
ε) συλλογή της σχηματιζόμενης στο στάδιο δ) κονίας νανοκλίνκερ επί ενός φίλτρου.
Πρόδρομες ενώσεις ασβεστίου και πυριτίου κατάλληλες για την μέθοδο που περιγράφεται στο παρόν μπορούν τυπικώς να είναι διαλυτές σε έναν εύφλεκτο διαλύτη για να σχηματίσουν ένα εύφλεκτο διάλυμα, και, προαιρετικά, μπορούν και οι ίδιες να είναι καύσιμοι. Ειδικότερα, μία πρόδρομη ένωση ασβεστίου κατάλληλη για μία μέθοδο όπως περιγράφεται στο παρόν μπορεί να επιλεγεί από, π.χ. 2-αιθυλεξανοϊκό ασβέστιο, νιτρικό ασβέστιο, ακετυλακετονικό ασβέστιο, οξικό ασβέστιο και ανθρακικό ασβέστιο. Η χρήση 2-αιθυλεξανοϊκού ασβεστίου μπορεί να προτιμηθεί εφόσον παρέχει υψηλή ενθαλπία καύσης.
Μια πρόδρομη ένωση πυριτίου κατάλληλη για μία μέθοδο όπως περιγράφεται στο παρόν μπορεί να επιλεγεί από, π.χ., εξαμεθυλοδισιλοξάνη, οκταδεκυλοτριμεθυλοσιλοξάνη και τριαιθοξυμεθυλοσιλάνιο. Η χρήση εξαμεθυλοδισιλοξάνης μπορεί να προτιμηθεί εφόσον παρέχει υψηλή ενθαλπία καύσης.
Ένας εύφλεκτος διαλύτης είναι ένας διαλύτης που θα καεί σε φλόγα πυρόλυσης υπό συνθήκες FSP. Ένας εύφλεκτος διαλύτης κατάλληλος για μία μέθοδο όπως περιγράφεται στο παρόν μπορεί να επιλεγεί, για παράδειγμα, από τετραϋδροφουράνιο, 2-μεθυλοτετραϋδροφουράνιο, ξυλόλιο, μεθανόλη, αιθανόλη, διχλωρομεθάνιο, κυκλοπεντυλομεθυλαιθέρα, και ακετονιτρίλιο. Η χρήση τετραϋδροφουρανίου μπορεί να προτιμηθεί εφόσον μπορεί να συνεισφέρει στη διαλυτότητα των προδρόμων ασβεστίου και πυριτίου.
Η διάλυση μίας πρόδρομης ένωσης ασβεστίου και μίας πρόδρομης ένωσης πυριτίου σε έναν εύφλεκτο διαλύτη για την παραγωγή ενός εύφλεκτου διαλύματος των προδρόμων ενώσεων ασβεστίου και πυριτίου (στάδιο α) μπορεί να γίνει με οποιαδήποτε μέθοδο γνωστή στην τεχνική. Για παράδειγμα, προσθήκη μίας πρόδρομης ένωσης ασβεστίου και μίας πρόδρομης ένωσης πυριτίου στις επιθυμητές συγκεντρώσεις στον εύφλεκτο διαλύτη μπορεί να εκτελεστεί υπό ήπια θέρμανση, π.χ. στους 60°C και με ανάδευση με ένα μαγνητικό αναδευτήρα για π.χ. 60 λεπτά.
Η ατομική αναλογία ασβεστίου προς πυρίτιο στο εύφλεκτο διάλυμα προδρόμων ασβεστίου και πυριτίου του σταδίου α) μπορεί να είναι στο εύρος μεταξύ 2.0: 1.0 και 3.2: 1.0, ή 2.9:1 έως 3.1:1. Αυτές οι αναλογίες μπορούν να εισφέρουν πλεονεκτικώς στον έλεγχο των αναλογιών βάρους των φάσεων C2S/C3S στο τελικό υλικό κονίας.
Το εύφλεκτο διάλυμα μπορεί να έχει συνολική συγκέντρωση προδρόμων 0.01-2 Μ, συγκεκριμένα 0.1-1 Μ, και πιο συγκεκριμένα 0.25-0.75 Μ, π.χ. περίπου 0.45 Μ ή περίπου 0.5 Μ, επί. των συνολικών γραμμομορίων της πρόδρομης ένωσης ασβεστίου και της πρόδρομης ένωσης πυριτίου ανά λίτρο διαλύματος. Οι συγκεντρώσεις των προδρόμων ενώσεων σε αυτά τα εύρη μπορούν να συμβάλουν στην κρυσταλλικότητα των κρυσταλλικών φάσεων του μπελίτη και, προαιρετικά, του αλίτη.
Σε μία μέθοδο όπως περιγράφεται στο παρόν, το εύφλεκτο διάλυμα που παρέχεται στο στάδιο α) ψεκάζεται και διασπείρεται με οξυγόνο πάνω σε μία πυρολυτική φλόγα, δίνοντας ένα αερόλυμα των προδρόμων ενώσεων ασβεστίου και πυριτίου εντός της πυρολυτικής φλόγας (στάδιο β).
Σε μία μέθοδο όπως περιγράφεται στο παρόν, η παροχή του εύφλεκτου διαλύματος (δηλαδή του προδρόμου σε υγρή μορφή, που αναφέρεται εδώ και ως υγρή προδρόμη ένωση, υγρός πρόδρομος, διάλυμα προδρόμου ή εύφλεκτο διάλυμα προδρόμου) μπορεί να είναι 1-10 mL/min, π.χ. περίπου 3, περίπου 5, περίπου 8 ή περίπου 10 ml/min. Για τη διασπορά, η παροχή οξυγόνου (O2) μπορεί να είναι στο εύρος 3-12 L/min, συγκεκριμένα 5-10 L/min, π.χ. περίπου 5, περίπου 7 ή περίπου 10 L/min.
Αυτές οι παροχές μπορούν να συμβάλουν πλεονεκτικώς στην καθαρότητα των φάσεων της κονίας νανοκλίνκερ.
Σε μία διεργασία FSP όπως περιγράφεται στο παρόν, η φλόγα πυρόλυσης μπορεί να πυροδοτηθεί γενικά από μία φλόγα-πιλότο. Η φλόγα-πιλότος μπορεί να τροφοδοτείται από αέρια που επιλέγονται π.χ. από μεθάνιο (CH4), οξυγόνο (O2) και μίγματα αυτών. Αυτό το καύσιμο αναφέρεται και ως καύσιμο υποστήριξης, το οποίο μπορεί κατά προτίμηση να αποτελείται από ένα μίγμα CH4υποστήριξης και O2υποστήριξης. Η παροχή του εν λόγω οξυγόνου υποστήριξης και/ή μεθανίου υποστήριξης μπορεί να είναι σε εύρος 2-10 L/min, π.χ. περίπου 5 ή περίπου 6 L/min για το οξυγόνο υποστήρξης και περίπου 2.5, περίπου 4, περίπου 6 ή περίπου 7 L/min για το μεθάνιο υποστήριξης.
Στη φλόγα πυρόλυσης, το εύφλεκτο διάλυμα προδρόμων ενώσεων αποτελεί το καύσιμο που προαναμιγνύεται με διασπορά O2και πυροδοτείται από τη φλόγα-πιλότο.
Σε μία μέθοδο όπως περιγράφεται στο παρόν, παρέχεται επιπρόσθετο οξυγόνο μέσω αυλού που περιβάλλει τη φλόγα πυρόλυσης (στάδιο c). Έχει βρεθεί ότι η παροχή οξυγόνου μέσω αυλού πέριξ της φλόγας πυρόλυσης συμβάλλει στην κρυσταλλικότητα και την καθαρότητα της φάσης της λαμβανόμενης κονίας νανοκλίνκερ. Ειδικότερα, έχει βρεθεί ότι η ποσότητα των κρυσταλλικών φάσεων μπελίτη και, αν υπάρχει, του αλίτη, είναι υψηλότερες όταν χρησιμοποιείται αυλός οξυγόνου παρά απουσία αυτού. Επιπλέον, η παρουσία ενός τέτοιου αυλού έχει βρεθεί ότι συμβάλλει στην καθαρότητα των κονιών νανοκλίνκερ όπως περιγράφονται στο παρόν και στον έλεγχο του σχηματισμού των κρυσταλλικών φάσεων μπελίτη και αλίτη.
Η παροχή οξυγόνου που παρέχεται μέσω αυλού (αυλός O2) μπορεί να είναι σε εύρος 1-20 L/min, συγκεκριμένα 2-10 L/min, πιο συγκεκριμένα 2.5-7.5 L/min, π.χ. περίπου 5 L/min. Άλλα αέρια μπορούν να τροφοδοτηθούν μαζί με οξυγόνο για το σχηματισμό του καλύμματος. Για παράδειγμα, μπορεί να τροφοδοτηθεί ένα μίγμα αζώτου και οξυγόνου ως κάλυμμα, οπότε το άζωτο μπορεί να τροφοδοτείται με παροχή 5-20 L/min, συγκεκριμένα 7-15 L/min, π.χ. περίπου 10 L/min.
Σε συγκεκριμένες υλοποιήσεις, η παροχή του επιπρόσθετου οξυγόνου που παρέχεται στο στάδιο γ) μέσω αυλού που περιβάλλει τη φλόγα πυρόλυσης είναι τέτοια ώστε ο [κανονικοποιημένος λόγος καυσίμου προς οξειδωτικό],Φ, να είναι σε εύρος Φ = 0.45 έως 0.65, συγκεκριμένα περίπου Φ =0.5. Ο [κανονικοποιημένος λόγος καυσίμου προς οξειδωτικό, Φ] μπορεί να προσδιοριστεί σύμφωνα με το βιβλίο «An Introduction to Combustion: Concepts and Applications» υπό S.R. Turns in” (3<rd>ed.· McGraw-Hill: New York, 2012), ως εξής:
όπου τα συστατικά καυσίμου είναι το προαναμεμιγμένο διάλυμα προδρόμου και το καύσιμο αέριο (π.χ. CH4), και τα οξειδωτικά συστατικά είναι το O2διασποράς, το αέριο O2υποστήριξης και το αέριο O2του καλύμματος.
Ένας [κανονικοποιημένος λόγος καυσίμου προς οξειδωτικό] Φ εντός του εύρους που περιγράφεται στο παρόν μπορεί να θεωρείται ως ‘πτωχός σε καύσιμο’ ή ‘πλούσιος σε οξυγόνο’. Αυτές οι τιμές Φ οδηγούν σε επιταχυμένη καύση με την περίσσεια O2εντός του αντιδραστήρα που έχει βρεθεί ότι συμβάλλει στην καθαρότητα και την κρυσταλλικότητα του μπελίτη και, αν υπάρχει, του αλίτη.
Συγκεκριμένα, μπορεί να συμβάλει στο σχηματισμό νανοαλίτη και στη σταθεροποίησή του μέσω ταχείας ψύξης. Η απουσία αυλού O2(π.χ. με αποτέλεσμα αυξημένους λόγους Φ, π.χ. μεγαλύτερους της μονάδας (Φ>1)) μπορεί να οδηγήσει σε διαφοροποιημένες παραμέτρους καύσης που μπορεί να υποβαθμίσουν την ποιότητα του σχηματιζό μενού μπελίτη και το σχηματισμό του νανοαλίτη.
Σε έναν αντιδραστήρα FSP για μία διεργασία FSP όπως περιγράφεται στο παρόν τα διάφορα αέρια και υγρά μπορούν να παρασχεθούν στον καυστήρα (καυστήρας FSP) μέσω ακροφυσίου (που αναφέρεται και ως ακροφύσιο FSP).
Το ακροφύσιο FSP μπορεί να λειτουργεί τυπικά υπό πτώση πίεσης σε εύρος 1-2 bar, κατά προτίμηση περίπου 1.8 bar.
Σε συγκεκριμένες υλοποιήσεις, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα κλειστό σύστημα φλόγας που περιλαμβάνει έναν αυλό που περιβάλλει τη φλόγα πυρόλυσης και τον αυλό οξυγόνου. Αυτή η διάταξη μπορεί να ευνοεί το σχηματισμό του καλύμματος πέριξ της φλόγας πυρόλυσης και να επιτρέπει μεγαλύτερους χρόνους παραμονής σε υψηλή θερμοκρασία των σωματιδίων στη φλόγα. Αυτός ο αυλός μπορεί να τοποθετηθεί πάνω από το ακροφύσιο FSP, κατά προτίμηση με μηδενικό διάκενο μεταξύ του αυλού και του σώματος του ακροφυσίου FSP.
Αν υπάρχει, αυτός ο αυλός μπορεί να είναι κατά προτίμηση κατασκευασμένος από μέταλλο ή χαλαζία. Αν χρησιμοποιηθεί μέταλλο, μπορεί να προτιμηθεί ένα κράμα υψηλής θερμοκρασίας όπως το Inconel 601 (INCONEL® κράμα νικελίου-χρωμίου-σιδήρου 601, UNS N06601/W. Nr. 2.4851).
Αυτός ο αυλός μπορεί να έχει μήκος 30-50 cm, συγκεκριμένα 35-45 cm, π.χ. περίπου 40 cm.
Σε μία μέθοδο όπως περιγράφεται στο παρόν, η καύση του αερολύματος που παρέχεται στο στάδιο β) από τη φλόγα πυρόλυσης που περιβάλλεται από επιπρόσθετο οξυγόνο έχει ως αποτέλεσμα την πυρόλυση των προδρόμων ασβεστίου και πυριτίου εντός του σχηματίζοντας μία κονία νανοκλίνκερ που περιλαμβάνει μία κρυσταλλική φάση μπελίτη και προαιρετικά μία κρυσταλλική φάση αλίτη (στάδιο δ).
Σε μία μέθοδο όπως περιγράφεται στο παρόν, η κονία νανοκλίνκερ που σχηματίζεται στο στάδιο δ) συλλέγεται επί. φίλτρου (στάδιο ε).
Το φίλτρο μπορεί να έχει εν γένει υψηλή ειδική επιφάνεια, π.χ. 500-1200 cm<2>, συγκεκριμένα 750-1000 m<2>, π.χ. περίπου 900m<2>. Το φίλτρο μπορεί να υποβοηθάται από αντλία κενού.
Υψηλές ειδικές επιφάνειες και/ή η παρουσία κενού όπως αναφέρεται πιο πάνω μπορούν πλεονεκτικώς να ευνοήσουν τη συλλογή των σωματιδίων.
Το φίλτρο μπορεί να είναι π.χ. ένα φίλτρο ινών υάλου ή ένα μεταλλικό πλέγμα, που μπορεί να αποτελείται από μεταλλικό πίλημα. Τα μεταλλικά φίλτρα πρέπει να μπορούν να αντέχουν σε θερμοκρασίες σε εύρος 600-1100 C. Για παράδειγμα, το φίλτρο μπορεί να κατασκευαστεί κατά προτίμηση από τιτάνιο (π.χ. πίλημα τιτανίου) και/ή ανοξείδωτο χάλυβα (π.χ. πίλημα ανοξείδωτου χάλυβα).
Η απόσταση μεταξύ του ακροφυσίου FSP και του φίλτρου μπορεί να είναι 40-80 cm, συγκεκριμένα 50-75 cm, ακόμα πιο συγκεκριμένα 60-70 cm π.χ. περίπου 63 cm, περίπου 65 cm ή περίπου 67 cm.
Οι αντιδραστήρες FSP που είναι κατάλληλοι για μία μέθοδο κατασκευής κονίας νανοκλίνκερ όπως περιγράφεται στο παρόν είναι γνωστοί στην διεθνή βιβλιογραφία. Συγκεκριμένα, ένας αντιδραστήρας FSP κατάλλλος για μία μέθοδο όπως περιγράφεται στο παρόν μπορεί τυπικά να περιλαμβάνει τρία μέρη: ένα ακροφύσιο FSP (Α) , έναν μεταλλικό αυλό ως περίβλημα (Β) και ένα φίλτρο μεταλλικού πλέγματος συλλογής σωματιδίων (C). Εν είδει παραδείγματος, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας αντιδραστήρας FSP με σχεδίασμά όπως εικονίζεται στο Σχήμα 9.
Στο μέρος Α, ένας υγρός πρόδρομος (π.χ. ένα εύφλεκτο διάλυμα των προδρόμων ασβεστίου και πυριτίου του σταδίου α) μπορεί να ψεκάζεται μέσω μίας ροής διασπορας O2από ένα ακροφύσιο FSP. Το ακροφύσιο FSP επιτρέπει εισαγωγή CH4υποστήριξης μαζί με O2υποστήριξης και αυλό O2. Στο μέρος Β, ένας μεταλλικός αυλός Β μπορεί να τοποθετηθεί πάνω από το ακροφύσιο FSP, Α, με μηδενικό διάκενο μεταξύ του αυλού και του σώματος του ακροφυσίου. Στο μέρος C, ένα φίλτρο, ειδικότερα ένα φίλτρο μεταλλικού πλέγματος, αποτελούμενο π.χ. από ένα μεταλλικό πίλημμα υποβοηθούμενη από αντλία κενού, συλλέγει τα σωματίδια που σχηματίζονται.
Οι ψεκαζόμενοι πρόδρομοι ασβεστίου και πυριτίου καίγονται στ η φλόγα σχηματίζοντας σωματίδια που μπορούν να διαφοροποιούνται σε μέγεθος και σύσταση κατά την πτήση τους από τη φλόγα προς το φίλτρο. Τα σωματίδια που συλλέγονται ανάντη του φίλτρου όπου μπορούν να ψύχονται ταχέως σχηματίζουν μία σταθερή κονία που μπορεί να περισυλλέγει με απλή απόξεση από το φίλτρο.
Εχει βρεθεί ότι μία μέθοδος όπως περιγράφεται στο παρόν επιτρέπει την παραγωγή κονιών νανοκλίνκερ με ελεγχόμενο μέγεθος, κρυσταλλικότητα και σύσταση σωματιδίων όπως περιγράφεται πιο πάνω, σε ένα και μόνο στάδιο, χωρίς να χρειάζονται στάδια ασβεστοποίησης ή μείωσης του μεγέθους των σωματιδίων. Ειδικότερα, όπως αναφέρεται πιο πάνω, η χρήση καλύμματος οξυγόνου μπορεί να συμβάλει στο μέγεθος, την κρυσταλλικότητα και την καθαρότητα της κονίας νανοκλίνκερ όπως περιγράφεται στο παρόν. Η χρήση ενός αυλού περιβλήματος μπορεί να συμβάλει περαιτέρω στις πλεονεκτικές ιδιότητες μίας κονίας νανοκλίνκερ που λαμβάνεται με μία μέθοδο όπως περιγράφεται στο παρόν.
Αναλόγως, η παρούσα εφεύρεση σχετίζεται περαιτέρω με μία κονία νανοκλίνκερ που λαμβάνεται με μία μέθοδο όπως περιγράφεται στο παρόν. Οι ιδιότητες μίας κονίας νανοκλίνκερ όπως περιγράφεται στο παρόν ισχύουν εξίσου για μία κονία νανοκλίνκερ που λαμβάνεται με μία μέθοδο όπως περιγράφεται στο παρόν.
Η παρούσα εφεύρεση σχετίζεται περαιτέρω μία ένα υλικό τσιμέντου που περιλαμβάνει μία κονία νανοκλίνκερ όπως περιγράφεται στο παρόν. Σε αυτά τα υλικά τσιμέντου, η κονία νανοκλίνκερ μπορεί να αναμιχθεί με άλλα συστατικά που χρησιμοποιούνται τυπικά στην παραγωγή του τσιμέντου, συμπεριλαμβανομένων, αλλά χωρίς περιορισμό, συστατικών που επιλέγονται από π.χ. ασβεστόλιθο, ποζολάνη (φυσική ή τεχνητή), μετακαολίνη, σκωρία υψικαμίνου, πυριτική παιπάλη, ψημένο σχιστόλιθο, ιπτάμενη τέφρα, σκωρία καμίνου ηλεκτρικού τόξου, χαλαζία, ανυδρίτη και γύψο.
Η παρούσα εφεύρεση περαιτέρω σχετίζεται με τη χρήση μίας κονίας νανοκλίνκερ όπως περιγράφεται στο παρόν ή ενός υλικού τσιμέντου που περιλαμβάνει αυτήν, σαν
ένα υλικό για εφαρμογές δόμησης και κατασκευών ή σαν ένα συστατικό αυτού, όπως προϊόντα τσιμέντου που επιλέγονται από το κοινό τσιμέντο πόρτλαντ (OPC), προϊόντα υδραυλικού τσιμέντου και σύμμικτα υδραυλικά τσιμέντα, τσιμέντο ταχείας πήξης, τσιμέντο χαμηλής θερμότητας ενυδάτωσης, τσιμέντο ανθεκτικό σε θειικά, λευκό τσιμέντου, ποζολανικό τσιμέντο πόρτλαντ, υδρόφοβο τσιμέντο, έγχρωμο τσιμέντου, τσιμέντο για εφαρμογές εξόρυξης πετρελαίου, αυτοϊάσιμο τσιμέντο και κονιάματα, αυτοκαθαριζόμενο τσιμέντο και κονιάματα<->και προϊόντα σκυροδέματος που περιλαμβάνουν τα εν λόγω προϊόντα τσιμέντου -
ένα υλικό για εφαρμογές τρισδιάστατης εκτύπωσης ή ένα συστατικό αυτού, όπως ένα τσιμεντοειδές υδραυλικό υλικό<->ή
ένα υλικό για εφαρμογές ορθοδοντικής ή ένα συστατικό αυτού, όπως ένα οδοντιατρικό τσιμέντο.
Μία κονία νανοκλίνκερ όπως περιγράφεται στο παρόν έχει εν γένει πλεονεκτική επίπτωση στις αναφερθείσες εφαρμογές. Συγκεκριμένα, μπορεί να επιφέρει ελεγχόμενη και ταχεία ενυδάτωση του τσιμέντου που μπορεί να οδηγήσει σε ένα σκληρυμένο υλικό με μηχανική αντοχή ισοδύναμη ή καλύτερη από του συμβατικού τσιμέντου όσον αφορά την θλιπτική αντοχή, με ταυτόχρονη επίτευξη μειωμένου πορώδους, αυξημένη αντίσταση σε προσβολή χλωριούχων και θειικών ιόντων και βελτιωμένη αντοχή σε ενανθράκωση λόγω της μειωμένης διάχυσης διοξειδίου του άνθρακα στο δίκτυο πόρων του.
Στο κείμενο αυτό, ο όρος «περιλαμβάνει» και τα παράγωγά του όρου αυτού (όπως π.χ.
«συμπεριλαμβανομένου») δεν πρέπει να εκλαμβάνεται με την αποκλειστική έννοια, δηλαδή οι όροι αυτοί δεν πρέπει να ερμηνεύονται ως αποκλείοντες τη δυνατότητα αυτό που περιγράφεται και ορίζεται να περιλαμβάνει περαιτέρω στοιχεία, στάδια, κλπ.
Εξάλλου, η εφεύρεση προφανώς δεν περιορίζεται στη συγκεκριμένη υλοποίηση (ή υλοποιήσεις) που περιγράφεται στο παρόν, αλλά περιλαμβάνει επίσης κάθε παραλλαγή που μπορεί να θεωρήσει ο μέσος ειδικός (για παράδειγμα όσον αφορά την επιλογή των υλικών, τις διαστάσεις, τα μέρη, τη διαμόρφωση, κλπ.) εντός του γενικού πλαισίου της εφεύρεσης όπως ορίζεται στις αξιώσεις.
Η παρούσα εφεύρεση επεξηγείται περαιτέρω με τα ακόλουθα παραδείγματα χωρίς να περιορίζεται σε αυτά ή από αυτά.
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ
Παρασκευή νανοκλίνκερ
Παρήχθησαν κονίες νανοκλίνκερ που περιλαμβάνουν κρυσταλλικές φάσεις μπελίτη και προαιρετικά αλίτη όπως περιγράφεται στο παρόν με τα ακόλουθα πρωτόκολα παρασκευής.
Πρωτόκολο #1:
Κονίες νανοκλίνκερ παρασκευάστηκαν σε ένα μόνο στάδιο με FSP και συλλέχθηκαν σε φίλτρο ινών υάλου. Χρησιμοποιήθηκαν κατάλληλοι πρόδρομοι ασβεστίου που περιελάμβαναν 2-αιθυλεξανοϊκό ασβέστιο, τετραϋδρίτη νιτρικού ασβεστίου, νεοδεκανοϊκό ασβέστιο και κυκλοεξανοβουτυρικό ασβέστιο, επιπροσθέτως με κατάλληλους προδρόμους πυριτίου που περιελάμβαναν εξαμεθυλοδισιλοξάνη, ισοπροπενυλοξυ-τριμεθυλοσιλάνιο και ισοκυανικό τριμεθυλοσιλυλεστέρα. Οι πρόδρομοι προστέθηκαν σε κατάλληλο διαλύτη, κατά προτίμηση τετραϋδροφουράνιο, 2-μεθυλοτετραϋδροφουράνιο, διχλωρομεθάνιο, μεθανόλη ή κυκλοπεντυλο-μεθυλαιθέρα, για να σχηματιστεί ένα διάλυμα προδρόμων. Η συνολική συγκέντρωση των προδρόμων στο διαλύτη κυμαινόταν από 0.1 έως 1.0 Μ με ατομική αναλογία ασβεστίου προς πυρίτιο σε εύρος μεταξύ 2.1:1.0 και 2.4: 1.0.
Το διάλυμα προδρόμων τροφοδοτήθηκε διαμέσου του τριχοειδούς ακροφυσίου FSP με παροχή 5 ή 10 mL/min ή οποιαδήποτε άλλη ενδιάμεση τιμή<■>διασπάρθηκε σε λεπτό αερόλυμα από μία παροχή οξυγόνου κυμαινόμενη μεταξύ 4 και 10 L/min και υποβλήθηκε σε καύση, υπό ελεγχόμενη πτώση πίεσης στο άκρο του ακροφυσίου (που κυμαίνεται μεταξύ 1.5 και 2.0 bar). Μία φλόγα-πιλότος σχηματίστηκε με οξυγόνο και μεθάνιο. Επιπλέον, προβλέφθηκε μία παροχή αερίων αζώτου (5-10 L/min) και οξυγόνου (2-4 L/min) ως παροχή μέσω αυλού πέριξ της φλόγας πυρόλυσης.
Χρησιμοποιήθηκε μία διάταξη κλειστής φλόγας με ένα αυλό μήκους τουλάχιστον 40 cm με απόσταση μεταξύ καυστήρα και φίλτρου μεταξύ 60 και 65cm.
Πρωτόκολο #2:
Κονίες νανοκλίνκερ παρασκευάστηκαν σε ένα μόνο στάδιο με FSP και συλλέχθηκαν σε φίλτρο ινών υάλου. Χρησιμοποιήθηκαν κατάλληλοι πρόδρομοι ασβεστίου που περιελάμβαναν 2-αιθυλεξανοϊκό ασβέστιο, τετραϋδρίτη νιτρικού ασβεστίου, νεοδεκανοϊκό ασβέστιο και κυκλοεξανοβουτυρικό ασβέστιο, επιπροσθέτως με κατάλληλους προδρόμους πυριτίου που περιελάμβαναν εξαμεθυλοόισιλοξάνη, ισοπροπενυλοξυ-τριμεθυλοσιλάνιο και ισοκυανικό τριμεθυλοσιλυλεστέρα. Οι πρόδρομοι προστέθηκαν σε κατάλληλο διαλύτη, κατά προτίμηση τετραϋδροφουράνιο, 2-μεθυλοτετραϋδροφουράνιο, διχλωρομεθάνιο, μεθανόλη ή κυκλοπεντυλο μεθυλαιθέρα, για να σχηματιστεί ένα διάλυμα προδρόμων. Η συνολική συγκέντρωση των προδρόμων στο διαλύτη κυμαινόταν από 0.2 έως 0.5 Μ με ατομική αναλογία ασβεστίου:πυριτίου 2.9: 1.0 έως 3.1:1.0. Το διάλυμα προδρόμων τροφοδοτήθηκε διαμέσου του τριχοειδούς ακροφυσίου FSP με παροχή 3-5 mL/min, διασπάρθηκε σε λεπτό αερόλυμα από μία παροχή οξυγόνου κυμαινόμενη μεταξύ 5-8 L/min και υποβλήθηκε σε καύση, υπό ελεγχόμενη πτώση πίεσης στο άκρο του ακροφυσίου 1.5 και 2.0 bar. Μία φλόγα πιλότος σχηματίστηκε με οξυγόνο και μεθάνιο. Επιπλέον, προβλέφθηκε μία παροχή αερίου οξυγόνου (10-20 L/min) ως παροχή μέσω αυλού πέριξ της φλόγας πυρόλυσης.
Χρησιμοποιήθηκε μία διάταξη κλειστής φλόγας με ένα αυλό μήκους τουλάχιστον 40 cm με απόσταση μεταξύ καυστήρα και φίλτρου μεταξύ 60 και 67cm.
Παραδείγματα: Τα υλικά #1, 2 & 3 παρήχθησαν χρησιμοποιώντας το Πρωτόκολο #1, με αποτέλεσμα κονίες νανοκλίνκερ με υψηλό ποσοστό κρυσταλλικών φάσεων μπελίτη και όχι αλίτη. Τα υλικά #4, 5, 6, 7 & 8 παρήχθησαν χρησιμοποιώντας το Πρωτόκολο #2, με αποτέλεσμα κονίες νανοκλίνκερ με υψηλό ποσοστό κρυσταλλικών φάσεων αλίτη (σε εύρος 10% έως 50%). Το υλικό #9 παράχθηκε χρησιμοποιώντας Πρωτόκολο #2, χωρίς τη χρήση του εξωτερικού αυλού, με αποτέλεσμα μία κονία νανοκλίνκερ με υψηλές ποσότητες οξειδίου του ασβεστίου και σωματίδια μεγέθους άνω των 500 nm.
Πίνακας 1 - Διεργασία και παράμετροι παραγωγής των Παραδειγμάτων
Η πρόδρομη ένωση του ασβεστίου ήταν 2-αιθυλεξανοϊκό ασβέστιο ή τετραϋδρίτης νιτρικού ασβεστίου (στα παραδείγματα 1,2,3) και 2-αιθυλεξανοϊκό ασβέστιο στα παραδείγματα (4, 5, 6, 7, 8, 9). Η πρόδρομη ένωση του πυριτίου ήταν εξαμεθυλοδισιλοξάνη σε όλα τα παραδείγματα Ο διαλύτης των προδρόμων ενώσεων ήταν τετραϋδροφουράνιο σε όλα τα παραδείγματα
Χαρακτηρισμός νανοκλίνκερ
Η παρατήρηση και ο χαρακτηρισμός των κρυσταλλικών φάσεων μπελίτη και αλίτη σε κονίες νανοκλίνκερ που λαμβάνονται με τα πρωτόκολα που αναφέρονται πιο πάνω, εκτελέστηκε με ανάλυση περίθλασης ακτινών X (XRD).
Συγκεκριμένα, δοκίμια νανοκλίνκερ παρασκευασμένου με FSP μετρήθηκαν αμέσως μετά τη σύνθεση. Οι μετρήσεις έγιναν με Bruker D8 Advance σε εύρος γωνιών 2-θ 10 έως 75 μοιρών στα 40kV και 40mA, χρησιμοποιώντας πηγή Cu-Κα (με τυπικό μήκος κύματος λ ίσο με 1.54056 A). Η ποσοτικοποίηση των κρυσταλλικών φάσεων πραγματοποιήθηκε με το λογισμικό TOPAS 5, βάσει της μεθόδου Rietveld προσαρμοσμένης για νανοσωματίδια· όλα τα αποτελέσματα ποσοτικοποίησης XRD Rietveld παρουσιάζονται στον Πίνακα 2 ως ποσοστά βάρους επί. του συνόλου της κρυσταλλικής ύλης.
Οι ληφθείσες κονίες νανοκλίνκερ αναλύθηκαν και ως προς το μέγεθος, το σχήμα και την κρυσταλλική φύση με μικροσκοπία διέλευσης ηλεκτρονίων (ΤΕΜ). Επιπλέον, επιβεβαιώθηκε η συνύπαρξη ασβεστίου και πυριτίου σε σωματίδια νανομπελίτη με φασματοσκοπία απώλειας ενέργειας ηλεκτρονίων (EELS). Αμφότερες οι αναλύσεις ΤΕΜ και EELS πραγματοποιήθηκαν με μικροσκόπιο FEI CM20 εφοδιασμένο με φίλτρο ενέργειας Gatan GIF200 που επιτρέπει μετρήσεις EELS.
Παράδειγμα #1
Το υλικό του Παραδείγματος #1 παράχθηκε ακολουθώντας το Πρωτόκολο #1, με τις παραμέτρους διεργασίας που περιγράφονται στον Πίνακα 1. Τα δεδομένα XRD δείχνουν ότι το υλικό του Παραδείγματος #1 περιέχει πολλαπλές κρυσταλλικές φάσεις (Σχήμα 1-Α) . Η ανάλυση Rietveld των κρυσταλλικών φάσεων σε τυπικά δείγματα που παράγονται σύμφωνα με το Παράδειγμα #1 εμφανίζει τις ακόλουθες κρυσταλλικές φάσεις: α’ μπελίτη (C2S) 50.5%, β μπελίτη (C2S) 43.5%, ανθρακικό ασβέστιο (CaCO3) 3.5% και λιγότερο από 0.5% οξείδιο του ασβεστίου (CaO). Το μέγεθος των νανοσωματιδίων που παρατηρήθηκαν με ΤΕΜ κυμαίνεται μεταξύ 2 και 450 nm, όπως παρουσιάζεται στα Σχήματα 1-Β to 1-Ε. Η κρυσταλλική φύση των νανοσωματιδίων που παρήχθησαν παρουσιάζεται στα Σχήματα 1-C και 1-Ε' το πρώτο παρουσιάζει μία εικόνα ΤΕΜ υψηλής ανάλυσης (HRTEM) του κρυσταλλικού πλέγματος και το δεύτερο παρουσιάζει την περίθλαση ηλεκτρονίων επιλεγμένης περιοχής (SAED) σωματιδίων που εικονίζονται στο Σχήμα 1-D.
Παράδειγμα #2
Το υλικό του Παραδείγματος #2 παράχθηκε ακολουθώντας το Πρωτόκολο #1, με τις παραμέτρους διεργασίας που περιγράφονται στον Πίνακα 1. Τα δεδομένα XRD δείχνουν ότι το υλικό του Παραδείγματος #2 περιέχει πολλαπλές κρυσταλλικές φάσεις (Σχήμα 2-Α) . Η ανάλυση Rietveld κρυσταλλικών φάσεων σε τυπικά δείγματα που παράγονται σύμφωνα με το Παράδειγμα #1 εμφανίζει τις εξής κρυσταλλικές φάσεις: α’ μπελίτης (C2S) 65.0%, β μπελίτης (C2S) 24.5%, ανθρακικό ασβέστιο (CaCO3) 4.5% και λιγότερο από 0.5% οξείδιο του ασβεστίου (CaO). Το μέγεθος των νανοσωματιδίων που παρατηρήθηκαν με ΤΕΜ κυμαίνεται μεταξύ 5 και 420 nm, όπως παρουσιάζεται στα Σχήματα 2-Β έως 2-Ε. Η κρυσταλλική φύση των νανοσωματιδίων που παρήχθησαν παρουσιάζεται στο Σχήμα 2-Ε, που εμφανίζει το SAED των σωματιδίων που φαίνονται στο Σχήμα 2-D.
Παράδειγμα #3
Το υλικό του Παραδείγματος #3 παράχθηκε ακολουθώντας το Πρωτόκολο #1, με τις παραμέτρους διεργασίας που περιγράφονται στον Πίνακα 1. Τα δεδομένα XRD για το υλικό του Παραδείγματος #3 δείχνουν ένα υλικό υψηλής κρυσταλλικότητας, υψηλής καθαρότητας που περιέχει 100.0% α’ μπελίτη χωρίς την παρουσία άλλων κρυσταλλικών φάσεων (Σχήμα 3-Α) . Χρησιμοποιώντας την εξίσωση Scherrer, το μέσο μέγεθος των νανοσωματιδίων α’ μπελίτη είναι 19 ±4 nm. Περαιτέρω, το μέγεθος των νανοσωματιδίων που παρατηρήθηκαν με ΤΕΜ κυμαίνεται μεταξύ 2 και 460 nm, όπως παρουσιάζεται στα Σχήματα 3-Β & 3-Ε. Η ομοιογενής κατανομή ασβεστίου και πυριτίου στα σωματίδια νανομπελίτη παρουσιάζεται στα Σχήματα 3-C & 3-D, που εμφανίζουν την χαρτογράφηση των εν λόγω στοιχείων που λαμβάνεται με φασματοσκοπία απώλειας ενέργειας ηλεκτρονίων (EELS). Η κρυσταλλική φύση των νανοσωματιδίων που παρήχθησαν παρουσιάζεται στα Σχήματα 3-F & 3-G, όπου το πρώτο περιέχει μία εικόνα HRTEM κρυσταλλικού πλέγματος νανομπελίτη και το δεύτερο περιέχει το SAED των σωματιδίων νανομπελίτη που εικονίζεται στο Σχήμα 3-Ε.
Παράδειγμα #4
Το υλικό του Παραδείγματος #4 παράχθηκε ακολουθώντας το Πρωτόκολο #2, με τις παραμέτρους διεργασίας που περιγράφονται στον Πίνακα 1. Τα δεδομένα XRD για το υλικό του Παραδείγματος #4 υποδεικνύουν ένα υλικό υψηλής κρυσταλλικότητας και υψηλής καθαρότητας (Σχήμα 4-Α) . Η περιεκτικότητα σε κρυσταλλικές φάσεις που βρίσκεται σε δείγματα που παράγονται όπως το υλικό του Παραδείγματος #4 είναι: αλίτης 9.6% (σύνολο), α’ μπελίτης 19.2%, α μπελίτης 36.2% και β μπελίτης 12.7%. Το μέγεθος των νανοσωματιδίων που παρατηρήθηκαν με ΤΕΜ κυμαίνεται μεταξύ 8 και 490 nm, όπως παρουσιάζεται στα Σχήματα 4-Β & 4-C.
Παράδειγμα #5
Το υλικό του Παραδείγματος #5 παράχθηκε ακολουθώντας το Πρωτόκολο #2, με τις παραμέτρους διεργασίας που περιγράφονται στον Πίνακα 1. Τα δεδομένα XRD για το υλικό του Παραδείγματος #5 υποδεικνύουν ένα υλικό υψηλής κρυσταλλικότητας και υψηλής καθαρότητας (Σχήμα 5-Α) . Η περιεκτικότητα σε κρυσταλλικές φάσεις που βρίσκεται σε υλικά που παράγονται όπως το Παράδειγμα #5 είναι: αλίτης M3 33.9%, α’ μπελίτης 42.1 %, β μπελίτης 12.7% και άλλες φάσεις. Το μέγεθος των νανοσωματιδίων που παρατηρήθηκαν με ΤΕΜ κυμαίνεται μεταξύ 4 και 390 nm, όπως παρουσιάζεται στα Σχήματα 5-Β & 5-C.
Παράδειγμα #6
Το υλικό του Παραδείγματος #6 παράχθηκε ακολουθώντας το Πρωτόκολο #2, με τις παραμέτρους διεργασίας που περιγράφονται στον Πίνακα 1. Τα δεδομένα XRD για το υλικό του Παραδείγματος #6 υποδεικνύουν ένα υλικό υψηλής κρυσταλλικότητας και υψηλής καθαρότητας (Σχήμα 6-Α) . Η περιεκτικότητα σε κρυσταλλικές φάσεις που βρίσκεται σε δείγματα που παράγονται όπως το υλικό του Παραδείγματος #6 είναι: αλίτης M3 44.3% α’ μπελίτης 32.5 % και άλλες φάσεις. Το μέγεθος των νανοσωματιδίων που παρατηρήθηκαν με ΤΕΜ κυμαίνεται μεταξύ 4 και 450 nm, όπως εικονίζεται στα Σχήματα 6-Β έως 6-Ε. Η ομοιογενής κατανομή ασβεστίου και πυριτίου στα σωματίδια νανομπελίτη & νανοαλίτη παρουσιάζεται περαιτέρω στα Σχήματα 6-D & 6-Ε, που δείχνουν χαρτογράφηση των εν λόγω στοιχείων με EELS. Η κρυσταλλική φύση των νανοσωματιδίων που παρήχθησαν παρουσιάζεται στα Σχήματα 6-F & 6-G, που παρουσιάζουν εικόνα HRTEM σωματιδίων νανοαλίτη. Συγκεκριμένα, το Σχήμα 6-F παρουσιάζει κρυσταλλικό πλέγμα προσανατολισμένο ώστε να δείχνει την απόσταση πλέγματος d 0.277nm, που μπορεί να αποδοθεί στο επίπεδο 3-0-0 των κρυστάλλων αλίτη ΜΙ (που αντιστοιχεί σε 2 θ 32.3° στο XRD)· ομοίως, το Σχήμα 6-G δείχνει κρυσταλλικό πλέγμα προσανατολισμένο ώστε να δείχνει το διάκενο d 0.305nm, που μπορεί να αποδοθεί στο επίπεδο 1-0-4 του κρυστάλλου αλίτη ΜΙ (που αντιστοιχεί σε γωνία 2 θ 29.4° στο XRD).
Παράδειγμα #7
Το υλικό του Παραδείγματος #7 παράχθηκε ακολουθώντας το Πρωτόκολο #2, με τις παραμέτρους διεργασίας που περιγράφονται στον Πίνακα 1. Τα δεδομένα XRD για το υλικό του Παραδείγματος #7 υποδεικνύουν ένα υλικό υψηλής κρυσταλλικότητας και υψηλής καθαρότητας (Σχήμα 7-Α) . Η περιεκτικότητα κρυσταλλικών φάσεων που απαντά σε δείγματα που παράγονται όπως το υλικό του Παραδείγματος #7 είναι: αλίτης ΜΙ 22.9%, αλίτης M3 23.8%, α’ μπελίτης 26.8% και άλλες φάσεις. Το μέγεθος των νανοσωματιδίων που παρατηρήθηκαν με ΤΕΜ κυμαίνεται μεταξύ 8 and 420 nm, όπως παρουσιάζεται στα Σχήματα 7-Β & 7-C.
Παράδειγμα #8
Το υλικό του Παραδείγματος #8 παράχθηκε ακολουθώντας το Πρωτόκολο #2, με τις παραμέτρους διεργασίας που περιγράφονται στον Πίνακα 1. Τα δεδομένα XRD για το υλικό του Παραδείγματος #8 υποδεικνύουν ένα υλικό υψηλής κρυσταλλικότητας και υψηλής καθαρότητας (Σχήμα 8-Α) . Η περιεκτικότητα κρυσταλλικών φάσεων που απαντά σε δείγματα που παράγονται όπως το υλικό του Παραδείγματος #8 είναι: αλίτης ΜΙ 15.6%, αλίτης M3 34.9%, α’ μπελίτης 29.0% και άλλες φάσεις. Το μέγεθος των νανοσωματιδίων που παρατηρήθηκαν με ΤΕΜ κυμαίνεται μεταξύ 8 και 340 nm, όπως παρουσιάζεται στα Σχήματα 8-Β & 8-C.
Παράδειγμα #9 (συγκριτικό)
Το υλικό του Παραδείγματος #9 παράχθηκε ακολουθώντας το Πρωτόκολο #2, με τις παραμέτρους διεργασίας που περιγράφονται στον Πίνακα 1. Η περιεκτικότητα κρυσταλλικών φάσεων που απαντά σε δείγματα που παράγονται όπως το υλικό του Παραδείγματος #9 είναι: αλίτης ΜΙ 6%, α’ μπελίτης 59%, CaO 6% και άλλες φάσεις. Το μέγεθος των νανοσωματιδίων που παρατηρήθηκαν με ΤΕΜ κυμαίνεται μεταξύ 5 και 550 nm.
ΠΙΝΑΚΑΣ 2 Σύσταση σε κρυσταλλικές φάσεις μπελίτη και αλίτη των παραγομένων υλικών κονίας νανοκλίνκερ
*Το υλικό #4 περιέχει επιπλέον 36.2% α μπελίτη (α-C2S) που περιλαμβάνεται στον ολικό μπελίτη.
Claims (16)
1. Μία κονία νανοκλίνκερ που έχει μία κρυσταλλική φάση μπελίτη (C2S) και που έχει μία κρυσταλλική φάση αλίτη (C3S) όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτινών X σε κονίες, η οποία κονία νανοκλίνκερ
έχει εύρος μεγέθους σωματιδίων 2-500 nm όπως προσδιορίζεται με Μικροσκοπία Διέλευσης Ηλεκτρονίων (ΤΕΜ)·
περιλαμβάνει σωματίδια νανομπελίτη (C2S)<'>
περιλαμβάνει σωματίδια νανοαλίτη (C3S) και/ή σωματίδια νανομπελίτη και νανοαλίτη (C2S-C3S)<'>και
περιλαμβάνει 0-1 % κ.β. CaO και 0-25 % κ.β. CaCCE επί του συνολικού βάρους των κρυσταλλικών φάσεων στην κονία νανοκλίνκερ όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτινών X σε κονίες.
2. Η κονία νανοκλίνκερ σύμφωνα με την αξίωση 1 , όπου τα σωματίδια νανομπελίτη περιλαμβάνουν κρυσταλίτες μπελίτη και, τα σωματίδια νανοαλίτη περιλαμβάνουν κρυσταλλίτες αλίτη, οι οποίοι κρυσταλλίτες έχουν μέσο μέγεθος κρυσταλλίτη 5-50 nm όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτινών X σε κονίες, συγκεκριμένα 10-35 nm, πιο συγκεκριμένα 12-33 nm και ακόμα πιο συγκεκριμένα 15-30 nm.
3 . Η κονία νανοκλίνκερ σύμφωνα με την αξίωση 1 ή την αξίωση 2, όπου η κρυσταλλική φάση αλίτη (C3S) αποτελεί 1-55 % κ.β. επί του συνολικού βάρους των κρυσταλλικών φάσεων στην κονία νανοκλίνκερ όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτινών X κονίας.
4. Η κονία νανοκλίνκερ σύμφωνα με οποιαδήποτε από τις ως άνω αξιώσεις, όπου η κρυσταλλική φάση μπελίτη (C2S) περιλαμβάνει κρυσταλλικές φάσεις που επιλέγονται από a-C2S, a’-C2S, β-C2S και γ-C2S ή περιλαμβάνει κρυσταλλικές φάσεις που επιλέγονται από α’-C2S και β-C2S και, η κρυσταλλική φάση αλίτη (C3S) περιλαμβάνει κρυσταλλικές φάσεις που επιλέγονται από M1-C3S και M3-C3S.
5. Η κονία νανοκλίνκερ σύμφωνα με την αξίωση 4, που περιλαμβάνει μία κρυσταλλική φάση μπελίτη α’-C2S και μία κρυσταλλική φάση μπελίτη που επιλέγεται από a-C2S και/ή β-C2S, όπου η αναλογία βάρους της κρυσταλλικής φάσης a’-C2S προς την κρυσταλλική φάση που επιλέγεται από a-C2S και/ή β-C2S είναι στο εύρος 99: 1 έως 1 :99, όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτινών X σε κονίες.
6. Η κονία νανοκλίνκερ σύμφωνα με την αξίωση 4 ή 5, που περιλαμβάνει μία κρυσταλλική φάση αλίτη M3-C3S και μία κρυσταλλική φάση αλίτη M1-C3S, όπου η αναλογία βάρους της κρυσταλλικής φάσης Μ3-C3S προς την κρυσταλλική φάση M1-C3S είναι σε εύρος 56: 1 έως 1: 1, όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτινών X σε κονίες.
7. Μία κονία νανοκλίνκερ που έχει μία κρυσταλλική φάση μπελίτη (C2S) όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτινών X σε κονίες, η οποία κονία νανοκλίνκερ
• έχει εύρος μεγέθους σωματιδίων 2-500 nm όπως προσδιορίζεται με μικροσκοπία διέλευσης ηλεκτρονίων (ΤΕΜ)<'>
• περιλαμβάνει σωματίδια νανομπελίτη (C2S)<'>και
• περιλαμβάνει 0% κ.β. CaO και 0% κ.β. CaCO3επί. του συνολικού βάρους των κρυσταλλικών φάσεων στην κονία νανοκλίνκερ όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτινών X κονίας,
όπου η κρυσταλλική φάση μπελίτη (C2S) αντιπροσωπεύει 100% κ.β. του συνολικού βάρους των κρυσταλλικών φάσεων στην κονία νανοκλίνκερ όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτινών X για κονίες
8. Ενα υλικό τσιμέντου που περιλαμβάνει την κονία νανοκλίνκερ οποιοσδήποτε από τις προηγούμενες αξιώσεις.
9. Μέθοδος παρασκευής μίας κονίας νανοκλίνκερ που έχει μία κρυσταλλική φάση μπελίτη (C2S) όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτινών X κονίας, η οποία κονία νανοκλίνκερ
• έχει εύρος μεγέθους σωματιδίων 2-500 nm όπως προσδιορίζεται με μικροσκοπία διέλευσης ηλεκτρονίων (ΤΕΜ)<'>
• περιλαμβάνει σωματίδια νανομπελίτη (C2S)<'>και
· περιλαμβάνει 0-1% κ.β. CaO και 0-25% κ.β. CaCO3επί του συνολικού βάρους των κρυσταλλικών φάσεων στην κονία νανοκλίνκερ όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτινών X κονίας,
με πυρόλυση ψεκασμού - φλόγας (FSP) που περιλαμβάνει:
α) διάλυση μιας πρόδρομης ένωσης ασβεστίου και μιας πρόδρομης ένωσης πυριτίου σε έναν εύφλεκτο διαλύτη για να παραχθεί ένα εύφλεκτο διάλυμα των προδρόμων ενώσεων ασβεστίου και πυριτίου-
β) ψεκασμό και διασπορά του εύφλεκτου διαλύματος που παρέχεται στο στάδιο α) με οξυγόνο πάνω σε μία φλόγα πυρόλυσης για να δημιουργηθεί ένα αερόλυμα των προδρόμων ενώσεων ασβεστίου και πυριτίου εντός της φλόγας πυρόλυσης-
γ) παροχή επιπρόσθετου οξυγόνου μέσω αυλού πέριξ της φλόγας πυρόλυσης-
δ) καύση του αερολύματος που παρέχεται στο στάδιο δ) από τη φλόγα πυρόλυσης που περιβάλλεται από το επιπρόσθετο οξυγόνο, πυρολύοντας έτσι τις πρόδρομες ενώσεις ασβεστίου και πυριτίου για να σχηματιστεί μία κονία νανοκλίνκερ που περιλαμβάνει μία κρυσταλλική φάση μπελίτη και, προαιρετικά, μία κρυσταλλική φάση αλίτη-
ε) συλλογή της κονίας νανοκλίνκερ που σχηματίζεται στο στάδιο δ) σε ένα φίλτρο.
10. Μέθοδος σύμφωνα με την αξίωση 9, για την παρασκευή μίας κονίας νανοκλίνκερ που έχει μία κρυσταλλική φάση αλίτη (C3S) και που περιλαμβάνει σωματίδια νανοαλίτη (C3S) καi/ή σωματίδια νανομπελίτη και νανοαλίτη (C2S-C3S) σύμφωνα με οποιαδήποτε από τις αξιώσεις 1-6.
11 Μέθοδος σύμφωνα με την αξίωση 9 για την παρασκευή μίας κονίας νανοκλίνκερ όπου η κρυσταλλική φάση μπελίτη (C2S) αντιπροσωπεύει 100% κ.β. του συνολικού βάρους των κρυσταλλικών φάσεων στην κονία νανοκλίνκερ όπως προσδιορίζεται με περίθλαση ακτινών X κονίας σύμφωνα με την αξίωση 7.
12. Μέθοδος σύμφωνα με οποιαδήποτε από τις αξιώσεις 9 έως 11, όπου η ατομική αναλογία ασβεστίου προς πυρίτιο στο εύφλεκτο διάλυμα των προδρόμων ενώσεων ασβεστίου και πυριτίου του σταδίου α) είναι στο εύρος από 2.0: 1.0 έως 3.2: 1.0 ή από 2.9:1 έως 3.1:1.
13. Μέθοδος σύμφωνα με οποιαδήποτε από τις αξιώσεις 9 έως 12, όπου η παροχή του επιπρόσθετου οξυγόνου που παρέχεται στο στάδιο γ) μέσω αυλού που περιβάλλει τη φλόγα πυρόλυσης είναι τέτοια ώστε ο κανονικοποιημένος [καύσιμο προς οξειδωτικό] λόγος Φ να είναι σε εύρος από 0.45 έως 0.65.
14. Μέθοδος σύμφωνα με οποιαδήποτε από τις αξιώσεις 9 έως 13, όπου στο στάδιο γ) χρησιμοποιείται μία κλειστή διάταξη φλόγας που περιλαμβάνει έναν αυλό που περιβάλλει τη φλόγα πυρόλυσης και τον αυλό οξυγόνου και όπου ο εν λόγω αυλός είναι κατά προτίμηση ένας κύλινδρος από μέταλλο ή χαλαζία.
15. Μέθοδος σύμφωνα με οποιαδήποτε από τις αξιώσεις 9 έως 14, όπου η πρόδρομη ένωση ασβεστίου επιλέγεται από καύσιμες ενώσεις ασβεστίου και επιλέγεται κατά προτίμηση από 2-αιθυλεξανοϊκό ασβέστιο, νιτρικό ασβέστιο, ακετυλακετονικό ασβέστιο, οξικό ασβέστιο και ανθρακικό ασβέστιο και/ή όπου η πρόδρομη ένωση πυριτίου επιλέγεται από καύσιμες ενώσεις πυριτίου και κατά προτίμηση επιλέγεται από εξαμεθυλοδισιλοξάνη, οκταδεκυλοτριμεθυλοσιλοξάνη και τριαιθοξυμεθυλοσιλάνιο και/ή όπου ο εύφλεκτος διαλύτης επιλέγεται από τετραϋδροφουράνιο, 2-μεθυλοτετραϋδροφουράνιο, ξυλόλιο, μεθανόλη, αιθανόλη, διχλωρομεθάνιο, κυκλοπεντυλομεθυλαιθέρα και ακετονιτρίλιο.
16. Χρήση της κονίας νανοκλίνκερ σύμφωνα με οποιαδήποτε από τις αξιώσεις 1-7 ή του υλικού τσιμέντου σύμφωνα με την αξίωση 8 σαν
ένα υλικό για εφαρμογές δόμησης και κατασκευών ή σαν ένα συστατικό αυτού, όπως προϊόντα τσιμέντου που επιλέγονται από το κοινό τσιμέντο πόρτλαντ (OPC), προϊόντα υδραυλικού τσιμέντου και σύμμικτα υδραυλικά τσιμέντα, τσιμέντο ταχείας πήξης, τσιμέντο χαμηλής θερμότητας ενυδάτωσης, τσιμέντο ανθεκτικό σε θειικά, λευκό τσιμέντου, ποζολανικό τσιμέντο πόρτλαντ, υδατοστεγανό τσιμέντο, έγχρωμο τσιμέντου, τσιμέντο για εφαρμογές εξόρυξης πετρελαίου, αυτοϊάσιμο τσιμέντο και κονιάματα, αυτοκαθαριζόμενο τσιμέντο και κονιάματα και προϊόντα σκυροδέματος που περιλαμβάνουν τα εν λόγω προϊόντα τσιμέντου-
ένα υλικό για εφαρμογές τρισδιάστατης εκτύπωσης ή ένα συστατικό αυτού, όπως ένα τσιμεντοειδές υδραυλικό υλικό ή
ένα υλικό για εφαρμογές ορθοδοντικής ή ένα συστατικό αυτού, όπως ένα οδοντιατρικό τσιμέντο.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GR20190100262A GR1010073B (el) | 2019-06-18 | 2019-06-18 | Κονια νανοκλινκερ με κρυσταλλικες φασεις μπελιτη και, προαιρετικα, αλιτη |
| EP20737527.0A EP3986842A1 (en) | 2019-06-18 | 2020-06-18 | Nanoclinker powder with belite and, optionally, alite crystalline phases |
| PCT/GR2020/000031 WO2020254840A1 (en) | 2019-06-18 | 2020-06-18 | Nanoclinker powder with belite and, optionally, alite crystalline phases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GR20190100262A GR1010073B (el) | 2019-06-18 | 2019-06-18 | Κονια νανοκλινκερ με κρυσταλλικες φασεις μπελιτη και, προαιρετικα, αλιτη |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| GR20190100262A GR20190100262A (el) | 2021-01-19 |
| GR1010073B true GR1010073B (el) | 2021-09-15 |
Family
ID=69650646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| GR20190100262A GR1010073B (el) | 2019-06-18 | 2019-06-18 | Κονια νανοκλινκερ με κρυσταλλικες φασεις μπελιτη και, προαιρετικα, αλιτη |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3986842A1 (el) |
| GR (1) | GR1010073B (el) |
| WO (1) | WO2020254840A1 (el) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2577340C2 (ru) * | 2013-07-15 | 2016-03-20 | Борис Эммануилович Юдович | Наноцемент и способ его изготовления |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7744690B2 (en) | 2006-03-28 | 2010-06-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Blast-resistant concrete also suitable for limiting penetration of ballistic fragments |
| CN101730668A (zh) | 2007-02-26 | 2010-06-09 | 纳米动力学公司 | 水泥以及制备水泥的方法 |
| DE102007059424A1 (de) | 2007-12-10 | 2009-06-18 | Epg (Engineered Nanoproducts Germany) Ag | Zement-Additive für ölkompatible Zemente |
-
2019
- 2019-06-18 GR GR20190100262A patent/GR1010073B/el active IP Right Grant
-
2020
- 2020-06-18 WO PCT/GR2020/000031 patent/WO2020254840A1/en active Search and Examination
- 2020-06-18 EP EP20737527.0A patent/EP3986842A1/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2577340C2 (ru) * | 2013-07-15 | 2016-03-20 | Борис Эммануилович Юдович | Наноцемент и способ его изготовления |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| "Nanotechnology in cement and concrete", vol. 2142, 1 January 2010, TRANSPORTATION RESEARCH BOARD, WASHINGTON, DC. , US , ISBN: 978-0-309-14277-9, article MAHIR DHAM, RUSHING TODD S., HELFERICH RICHARD, MARTH TIM, SENGUPTA SUVANKAR, REVUR RAO, WEISS CHARLES A., CUMMINS TONEY K.: "Enhancement of Reactive Powder Concrete via Nanocement Integration", pages: 18 - 24, XP055686493, DOI: 10.3141/2142-03 * |
| MAHESWARAN S.; KALAISELVAM S.; ARUNBALAJI S.; PALANI G. S.; IYER NAGESH R.: "Low-temperature preparation of belite from lime sludge and nanosilica through solid-state reaction", JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY, KLUWER, DORDRECHT,, NL, vol. 119, no. 3, 29 January 2015 (2015-01-29), NL , pages 1845 - 1852, XP035455530, ISSN: 1388-6150, DOI: 10.1007/s10973-014-4371-5 * |
| S C HALIM; T J BRUNNER; R N GRASS; M BOHNER; W J STARK: "Preparation of an ultra fast binding cement from calcium silicate-based mixed oxide nanoparticles", NANOTECHNOLOGY, INSTITUTE OF PHYSICS PUBLISHING, BRISTOL, GB, vol. 18, no. 39, 3 October 2007 (2007-10-03), Bristol, GB, pages 395701, XP020119616, ISSN: 0957-4484, DOI: 10.1088/0957-4484/18/39/395701 * |
| SASCHA R. ENGEL ; YI GAO ; ANDREAS F. KOEGLER ; DANIEL KILIAN ; THOMAS SEEGER ; WOLFGANG PEUKERT ; ALFRED LEIPERTZ: "Characterization of gas phase temperatures in dependence of particle presence in the flame spray pyrolysis process", LASERS AND ELECTRO-OPTICS (CLEO), 2012 CONFERENCE ON, IEEE, 6 May 2012 (2012-05-06), pages 1 - 2, XP032246825, ISBN: 978-1-4673-1839-6, DOI: 10.1364/CLEO_AT.2012.JW2A.106 * |
| XP055126125 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GR20190100262A (el) | 2021-01-19 |
| EP3986842A1 (en) | 2022-04-27 |
| WO2020254840A1 (en) | 2020-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mazouzi et al. | Properties of low temperature belite cements made from aluminosilicate wastes by hydrothermal method | |
| Cosentino et al. | Nano CaCO3 particles in cement mortars towards developing a circular economy in the cement industry | |
| Nettleship et al. | Chemical preparation and phase stability of Ca2SiO4 and Sr2SiO4 powders | |
| CN101684404B (zh) | 用于烃类油井的水泥灌浆操作的纳米添加剂 | |
| Chromá et al. | Processing and characterization of sol–gel fabricated mixed metal aluminates | |
| US10138164B2 (en) | Supplementary cementitious materials comprising dredged sediments | |
| Fu et al. | Low-temperature synthesis of Mg4Nb2O9 nanopowders by high-energy ball-milling method | |
| Theobald et al. | C–S–H–Polycondensate nanocomposites as effective seeding materials for Portland composite cements | |
| Wang et al. | Improving the pozzolanic activity of metakaolin by urea intercalation technique | |
| Yang et al. | Solid-phase combustion synthesis of calcium aluminate with CaAl2O4 nanofiber structures | |
| Gu et al. | Experimental research on properties of magnesium oxysulfate cement during high temperature exposure | |
| Madej et al. | Synthesis, characterization and hydration analysis of Ba 2+-, Cu 2+-or Bi 3+-doped CaO–Al 2 O 3–ZrO 2-based cements | |
| Bullerjahn et al. | Iron solid solutions of ye'elimite-Effect on reactivity | |
| Yang et al. | Preparation of transparent AlON from powders synthesized by novel CRN method | |
| Armetta et al. | Synthesis of yttrium aluminum garnet nanoparticles in confined environment II: Role of the thermal treatment on the composition and microstructural evolution | |
| GR1010073B (el) | Κονια νανοκλινκερ με κρυσταλλικες φασεις μπελιτη και, προαιρετικα, αλιτη | |
| JP3081842B1 (ja) | αサイアロン粒子 | |
| Tamashiro et al. | Doping engineering for controlled hydration and mechanical properties in Portland cement mortar with ultra-low ZnO concentration | |
| CN112500015B (zh) | 一种纳米氢氧化铝速凝剂及其制备方法和应用 | |
| Li et al. | Study on the synthesis of belite-ye’elimite-ternesite clinker | |
| Kumar et al. | Structural and luminescence characteristics of Sr3Al8SiO17: Eu2+ nanophosphor | |
| Bhattacharyya et al. | Synthesis and characterization of YAG precursor powder in the hydroxyhydrogel form | |
| Miyazaki et al. | Synthesis of recycled cements using hydrothermally treated waste soda lime glass | |
| Komatsu et al. | Calcium aluminate phosphor-containing mortar achieved via aqueous metal-ethylenediaminetetraacetic acid complex solution and high-heat treatment | |
| Shafeek et al. | Influences of calcium sulfate bearing material and zinc oxide nanoparticle on hydration properties of white cement clinker |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PG | Patent granted |
Effective date: 20211013 |