HU231218B1 - Eljárás könnyűadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel előállítására - Google Patents
Eljárás könnyűadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel előállítására Download PDFInfo
- Publication number
- HU231218B1 HU231218B1 HU1900268A HUP1900268A HU231218B1 HU 231218 B1 HU231218 B1 HU 231218B1 HU 1900268 A HU1900268 A HU 1900268A HU P1900268 A HUP1900268 A HU P1900268A HU 231218 B1 HU231218 B1 HU 231218B1
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- fly ash
- thermal insulation
- insulation panel
- geopolymer
- power plant
- Prior art date
Links
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 42
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 37
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 21
- 239000000945 filler Substances 0.000 title description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 65
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 claims description 61
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 38
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 33
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 30
- 238000001994 activation Methods 0.000 claims description 15
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 14
- 239000010451 perlite Substances 0.000 claims description 14
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 claims description 14
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 12
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 9
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 8
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 7
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 claims description 6
- 230000035800 maturation Effects 0.000 claims description 5
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 3
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 claims description 2
- -1 drying (31) Substances 0.000 claims description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims 1
- 238000010951 particle size reduction Methods 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 7
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 6
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 5
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 4
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 4
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 229920003041 geopolymer cement Polymers 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 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 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 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 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium 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
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000014617 hemorrhoid Diseases 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 description 1
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 238000009418 renovation Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 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
- C04B12/00—Cements not provided for in groups C04B7/00 - C04B11/00
-
- 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
-
- 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)
- Civil Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
Eljárás könnyűadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel előállítására
A találmány tárgya eljárás könnyüadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel előállítására, amely eljárás elsősorban az építőiparban hasznosítható előnyösen. Az eljárás alkalmazásának eredményeként olyan könnyüadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel áll elő, amely elsősorban könnyűadalékot, de más kalcinált ásványi nyersanyagot, esetleg ipari hulladékokat is tartalmazhat. Az eljárás elsősorban alakos hőszigetelő panelek előállítására vagy födémek, födémtálcák és homlokzatok hőszigetelésére használható fel előnyösen. A hőszigetelő paneleket az építőipar elsősorban külső burkolati elemként használja fel dekoratív burkolóelemek gyanánt, vagy emelt hőszigetelő képességgel rendelkező falazati elemként is alkalmazza azokat. Beépítésük vizuálisan kedvező megjelenéssel, színezhetöséggel és napfényállósággal valamint égésgátoltsággal párosul. A geopolimerek, szervetlen polimer szerkezetű anyagok, melyek agyagásványok aluminoszilikát oxidok és alkáli-szilikátok lúgos közegben végbemenő reakciójával állíthatók elő. A geopolimerek tehát előállíthatok alumino-szilikátok lúgos közegben nátrium-hidroxid, vagy kálium-hidroxid aktivátor adagolással, amely így tetraéderekből álló térhálós szerkezetet geopolimer szerkezetet eredményez. Geopolimer előállítása során használhatnak erőműi pernyét, kohászati salakot, vörösiszapot és kalcinált agyagásványokat, mint például metakaolint. A geopolimerek viszonylag egyszerű, energia hatékony, környezetbarát előállításuknak és jó mechanikai tulajdonságaiknak köszönhetően alternatív alapanyagok lehetnek az építőipar számos területén. Az elmúlt években a geopolimer kutatások területén az elsődleges nyersanyagok, mint például a metakaolin felhasználása mellett megnőtt a jelentősége a másodlagos nyersanyagok, mint például az erőműi pernye és egyes salakok alkalmazhatóságának. Korunkban mind a szén, mind pedig a biomassza alapú energiatermelés nagy mennyiségű szilárd maradványanyag, úgynevezett erőműi pernye és salak keletkezésével jár együtt, amit rendszerint deponálnak. Az erőműi pernye a barnaszenek elégetésekor keletkező, az elektrofilterekben vagy mechanikai porleválasztókban leválasztott puccolános tulajdonságokkal rendelkező, porszerü maradékanyag, amely vízzel keverve önmagában rendszerint nem, de
SZTNH-100313616
2120734 oldott kalcium-hidroxid jelenlétében megköt, vízben gyakorlatilag oldhatatlan reakcióterméket képezve megszilárdul. A geopolimerek és a könnyübeton szerkezetkönnyítö fázisát adhatja szintetikus esetleg szerves hab és/vagy ennek őrleménye, könnyüadalékként perlit, üveghab vagy más szervetlen eredetű a betonnál kisebb sűrűségű töltőanyag. A geopolimerek hőszigetelő anyagként való alkalmazás során a termék alacsony testsürüsége mellett jó hőszigetelő tulajdonsága is megvalósítható könnyűadalékok adagolásával. Mint könnyüadalék, polisztirol hab, poliuretán hab, vagy duzzasztott perlit. mint hulladék anyagok használhatók geopolimer könnyűbeton szerkezetekbe, mely kis sűrűségű anyagok geopolimerbe történő ágyazásával a kapott kompozit termék a könnyű adalékoknak köszönhetően kis sűrűséggel, jó hőszigetelő képességgel, de mechanikailag megfelelően nagy szilárdsággal rendelkezik.
A WO2003078349 számú szabadalmi leírás egy pernyén alapuló geopolimer kötőanyag találmányt ismertet, amelyet a feltalálók habarcsnak, betonnak vagy hulladékok stabilizálására szánnak. A kötőanyag 70-94 m/m % 150-600 m2/kg fajlagos felületű erőműi pernyét, 5-15 m/m % alkáli aktiváló szert alkáli hidroxid és alkáli hidroxid/vízüveg keverékét tartalmaz. Az alkáli aktiváló szer SiO2/Me2O aránya 0,6-1,5 közötti, ahol az Me= Na vagy K. A kötőanyag tartalmaz továbbá 1-15 m/m % mésztartalmú vegyületet, mint CaCO3, CaMg(CO3)2, CaSÜ4, CaSO4*2H2O, Ca(OH)2 őrölt mészkövet vagy dolomitot, hulladék gipszet tartalmaz. A meszet tartalmazó anyag kívánt szemcsemérete 1-200 pm. A pernye CaO tartalma ideálisan kb. 3 m/m %. Ez a szabadalom azonban építőipari technológiát nem ismertet.
A CN 103232263 számú szabadalomban olyan önszigetelő geopolimer masszát oltalmaznak, amely már kiégetés előtt is rendelkezik némi szilárdsággal, pernye és ásványpor puccolános aktivitásának segítségével állítható elő, majd a masszát kiégetik. Az önszigetelő höszigetelőelem az alábbi nyersanyagokból állítható elő; 75-98,5 % pernye, 125 % ásványpor, 1-20 % kevert aktiváló szer. Az égetési hőmérséklet 1000-1200 °C. A kész önszigetelö geopolimer alacsony hővezető képességgel, nagy szilárdsággal, jó fagyállósággal, nagy só és lúgállósággal és alacsony önköltséggel rendelkezik. A geopolimer massza alakadásához és kiégetéséhez azonban magas hőmérséklet és így nagy energiaigény szükséges, ami csak ipari téglagyártó üzemekben áll rendelkezésre.
A CN 103449744 számú szabadalom olyan geopolimer előállítását írja le, amelyben a száraz por/víz fázis tömegaránya 20:3. A száraz por 60-85 rész pernye, 0-25 rész szilika por, 10 rész Na-szilikát, 5 rész ipari tisztaságú Na-hidroxid és 0,05-0,12 rész
2120734 nátrium tripolifoszfát keverékeként adódik. A pernye alapú geopolimer helyettesítheti a portland cementet betonokban, habarcsokban, de akár nagy hozzáadott értékű termékekben is, mint nagy szilárdságú hőálló habarcs, nagy höállósággal rendelkező erősítő anyagok, korrózióálló betonszerkezetek és ipari hulladékok. Mindeközben az ipari hulladékok, mint például a pernye hasznosítása is megvalósul, de az eljárás nem alkalmas hőszigetelő panelek előállítására.
Az US 8562735 szabadalomban megadott geopolimer beton összetétele 3-43 m/m% hulladékégető erőműi pernye, 3-35 m/m% szénerőmüi pernye, 7-38 m/m% lúgos aktiváló szer, 31-70 m/m% aggregátum. A hulladékégető erőműi pernye települési szilárd hulladékégető erőműből is származhat, a lúgos aktiváló szer tartalmazhat NaOH és vízüveg oldatot. A finom aggregátum lehet homok a durva pedig kavics, de hőszigetelő könnyű aggregátum vagy könnyű adalékolt hőszigetelő elem létrehozásának technológiáját nem ismerteti a szabadalom.
Az EP 1801084 számú szabadalom olyan pernyealapú geopolimer betont és előállítási módszerét mutatja be, amelyet alkáli aktiválószerrel aktiválnak és 40-80 °C-on hőkezelik. Az aktiváló szer a pernye száraz tömegének 6-12 %-ának megfelelő Na2SiOj oldat, 4-8 %-ának megfelelő NaOH oldat. A konzisztencia javítása érdekében víz hozzáadása lehetséges, 0,45-0,6 intervallumba eső víz/cement tényező mellett. Az eljárás azonban nem adja meg a nagy sűrűségű beton hőszigetelő hőszigetelőpanelként történő felhasználhatóságának lehetőségét.
A fent ismertetett szabadalmi értékű megoldások egyike sem irányul nagy energiasűrűségü malomban megvalósított mechanikailag aktivált deponált barnaszén pernye és lignitpemye, továbbá könnyűadalékot tartalmazó kompozit anyag előállítására és ebből homlokzati hőszigetelő panel gyártására szolgáló eljárásra.
Az előzőekben feltárt és ismert eljárások hibáinak kiküszöbölésével találmányunk célja olyan új könnyű adalékolt geopolimer hőszigetelő panel eljárásának létrehozása, ami lehetővé teszi hulladék alapanyagok könnyűadalékként nagy térfogatszázalékban történő adagolását helyszíni vagy ipari környezetben történő felhasználását kicsiny energiafelhasználás és minimális környezetterhelés mellett, az alkalmazott hulladék alapanyagok használatának felértékelése mellett elsősorban erőműi pernye alkalmazásával. Célunk továbbá az is, hogy az új eljárásunkban az erőműi pernye mint geopolimer kötőanyag mennyiségét a lehető legkisebb pemyeadagolással valósítsuk meg, úgy hogy a sajtolásos eljárás során kis felületi nyomást alkalmazzunk, de az érlelést
2120734 követően a könnyűadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel kültéri homlokzatokon alkalmazva kellő szilárdságú legyen.
A találmányunk alapját az a találmány értékű felismerés képezi, hogy az erőműi barnaszén pernye légosztályozás és nagy energiasürüségű malom segítségével intenzíven 3000...5000 cm2/g fajlagos felületűre őrölve kismennyiségű aktiváló szer hozzáadásával aktiválható és így kötőanyagként felhasználható könnyűadalékkal töltött geopolimer hőszigetelő panelek előállítására. Találmány értékű felismerésünk az is, hogy az eljárásunk szerinti intenzív őrléssel aktivált és finom szemcseméretű kötőanyag gyorsabb kémiai reakciót, nagyobb kezdő szilárdságot és rövidebb kötési időt eredményez kismennyiségű kémiai aktiváló szer használatával. Különösen találmány értékű felismerésünk az, hogy az intenzíven őrölt erőműi pernye magas 95 V/V% térfogatszázalékban képes megfelelő kötőszilárdságot adni primer vagy újrahasznosításból származó könnyűadalék szemcséknek úgy, hogy az alakadás alacsony felületi nyomással a könnyüadalék szemcséket nem roncsolja és a termékek érlelési hőmérséklete alacsony, ami elsősorban gazdaságossági szempontok miatt előnyös. Találmány értékű felismerésünk továbbá az is, hogy bevonási eljárással vízzel bevont könnyűadalékhoz a mechanikailag aktivált erőműi pernyét sokkal kisebb mennyiségben és kevés kémiai aktiváló anyag hozzáadásával lehet felhasználni de a nagy kötöszilárdság mégis fenntartható.
Eljárásunk szerint tömörítéssel könnyűadalék töltésű geopolimer hőszigetelőpanel hozható létre úgy hogy, az hőszigetelő panel egyenletes termékminőség melletti házi sorozatgyártását is lehetővé teszi. Ennek érdekében az erőműi pernyét mechanikailag aktiváljuk, vagy szükség szerint az aktivált pernyét a könnyűadalékokkal együtt beszerezzük és/vagy előállítjuk azokat az eljárásunk szerint. Az erőműi pernye aktiválást a pernye szárítása, majd osztályozása, majd tisztítása, majd intenzív őrlése eljáráselemek egymás utáni elvégzésével hajtjuk végre. Az alkalmazott geopolimer folyási tulajdonságait és így a bedolgozhatóságot a könnyüadalék felületaktív bevonásával érjük el. A bevonatkészítés történhet keveréssel vagy a geopolimemek az adalékanyag felületére porlasztással való felvitelével. A könnyűadalék beadagolás során perlitet, és/vagy üveghab aggregátumot és/vagy újrahasznosított polisztirol hablemez darálékot és/vagy 0,8 kg/dm3 sűrűségnél kisebb sűrűségű inaktív ipari hulladékot adagolunk az eljárásunkba.
A pernye keverést a felületén, és/vagy a könnyüadalék belső szerkezetében bevont pernye és aktivált pernye keverésével érjük el A kémiai aktiválás során elsőrendű atomi kötéssel
2120734 tEÍOCTC geopolimert készítünk. Ennek a geopolimernek az alakadása történhet tömörítés, nyomás segítségével, vibrációs tömörítéssel és/vagy formába történő sajtolással is. Eljárásunkkal így nagy szilárdságú és kis testsürüségű geopolimer hőszigetelő panel hozható létre, ami alacsony hőmérsékletű termikus hőkezelés, azaz érlelés mellett alkalmas hőszigetelő panel előállítására, majd annak felhasználására.
A kitűzött célt tehát megfelelően kialakított geotechnikai és építőipari eljárási elemekből álló új panelgyártási technológiával érjük el. Megfelelő ásvány előkészítési műveletekből álló technológiát alkalmazzuk erőműi pernye és/vagy alumino-szilikát tartalmú hulladékokból a kívánt összetételű, minőségű kötőanyag előállítására. A nyers aluminoszilikát hulladéknak elsősorban barnaszén erőműi pernyének szárítással beállítjuk 0-3% víztartalomra a nedvességtartalmát, majd osztályozással előkészítjük, hogy az alkalmas legyen a malomban történő intenzív őrlésre. A pernye aktiválást és intenzív őrlést lehetőleg a felhasználás helyén végezzük vagy zsákos termékként a panelgyártás helyszínére szállítjuk, ahol alakot adunk a geopolimernek, érleljük és felhasználjuk azt.
Új találmányi értékű könnyű adalékolt geopolimer hőszigetelő panel előállítási eljárásunk szerint bevonószer és könnyűadalék és újrahasznosításból származó erőműi pernye felhasználásával, valamint többszöri keveréses eljárással és kémiai aktiválással majd alakadással és érleléssel szilícium-aluminát geopolimer hőszigetelő panelt hozunk létre. Eljárásunk szerint a 65-95 térfogat százaléknyi könnyüadalék beadagolást 1-2 térfogatszázalékban víz mint bevonószer adagolás mellett elönedve sítjük a könnyüadalékot. Ezzel időben párhuzamosan, vagy időben megelőzően helyszínen, vagy ipari környezetben pernyét aktiválunk úgy, hogy az 2-15 térfogat százaléknyi pernyeadagolás után az erőműi pernyét mechanikailag aktiváljuk. Ennek során a hulladékként előálló erőműi pernyét mint nyersanyagot intenzíven őröljük. Az intenzív őrlés során méret szerinti frakcionálási és légosztályozást is végrehajtunk az intenzív őrlés méretcsökkentése mellett addig, amíg a pernye 3000...5000 cm2/g fajlagos felületet nem mutat. Az alkalmazható malom 40-300 kW/m3 energiasűrűségű kell legyen, majd zsákoljuk és/vagy kötőanyag komponensként panelünk anyagába bekeverjük azt. Ezt követően keverjük a bevont könnyüadalékot és az aktivált pernyét. A keverékhez hozzáadjuk a lúgos aktiváló szert és homogenizáljuk azt egy keverő berendezésben, így kémiai aktiválást végzünk. Ezt követően alakadást hajtunk végre, majd érleljük a kész geopolimert és kívánt esetben panelként felhasználjuk azokat. A kémiai aktiválás során 25-35 m/m % töménységű nátrium-hidroxid vizes oldatot és/vagy vízüveg oldatot adagolunk a pernye keverés során előállított könnyüadalék és mechanikailag aktivált erőműi pernye keverékbe. A geopolimer hőszigetelő panel alakadását tetszőleges alakú sablonba töltéssel és/vagy bent maradó zsaluzattal és/vagy zsaluzat alkalmazása nélkül szabad felületre öntéssel végezzük el. A geopolimer hőszigetelő panel alakadása során 1-2 perces vibrációs tömörítést és/vagy 0,1-1 MPa sajtolást alkalmazunk. Az érlelés eljáráselemben a geopolimer hőszigetelő panelt zárt vagy nyitott térben 24 órán keresztül párazáró takarás mellett pihentetjük majd 6-10 órán keresztül 30-50 °C hőmérsékletű hőkezelést hajtunk végre a teljes kötőszilárdság eléréséig. A felhasználás során a könnyűadalék töltésű geopolimer hőszigetelöpanelt kiemeljük az alakadó sablonból és/vagy bennmaradó sablonba hagyva panelként felhasználjuk azokat, és/vagy falazatra rögzítjük azokat. A jobb bedolgozhatóság érdekében folyósító adalékszerek alkalmazása nem szükséges. A geopolimer relatíve gyors kötési idejének, egyszerű bedolgozhatóságának, valamint nagy kezdőszilárdságának köszönhetően lehetőséget nyújt közvetlen helyszíni bedolgozására is, így az a szigetelendő felületre közvetlenül felvihető, ezáltal nem mindig szükséges az alakos hőszigetelő panelek előregyártása. A töltőanyagként használt finom szemcsés könnyűadalék alkalmazásával, a könnyűadalékkal töltött geopolimer hőszigetelő panelek testsűrüsége 230-1000 kg/m3, az átlagos nyomószilárdság pedig 0,5-1,5 MPa. A hővezetés! tényező 25-50 °C-os hőmérséklet intervallumban mérve 0,037 és 0,11 W/m-K is lehetséges.
Az eljárás könnyüadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel előállítására találmányunkat a továbbiakban rajzokon keresztül ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábra. A könnyűadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel előállításának folyamatábrája,
2. ábra. Az erőműi pernye mechanikai aktiválásának folyamatábrája.
3. ábra. Az intenzív őrlés eljárásának folyamatábrája
Mint ahogy az 1. ábrán is jól látható az eljárás könnyűadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel szabadalmi értékű megoldásunk 64 bevonószer adagolás, 65 könnyűadalék adagolás 66 pernye adagolás, és 63 aktivátor adagolás valamint 51 bevonás, 35 pernye keverés, 36 kémiai aktiválás, 43 alakadás 39 érlelés eljárási elemek egymás utániságából áll. Az eljárást a könnyüadalékkal töltött szih'cium-aluminát geopolimer létrehozására 65-95 térfogatszázaléknyi 51 bevonóba történő 65 könnyüadalék beadagolással kezdjük. A 65 könnyüadalék beadagolás során duzzasztott perlitet, és/vagy üveghab aggregátumot és/vagy újrahasznosított polisztirol hablemez darálékot és/vagy 0,8
2120734 kg/dm3 sűrűségnél kisebb sűrűségű inaktív ipari hulladékot adagolunk az eljárásunkba. Ezt követően 1-2 térfogatszázaléknyi víz mint 64 bevonószer adagolás mellett a könnyüadalékot 51 bevonási művelet alá vetjük. Ezzel párhuzamosan, vagy ezt megelőzően 66 pemyeadagolást végzünk a 34 pernye aktiválási eljárásunkba. Az erőműi pernyét 34 mechanikailag aktiváljuk úgy hogy a pernye fajlagos felülete 3000-5000 cm2/g értékű legyen, és 35 pernye keverés után 3-20 térfogatszázaléknyi 63 aktivátor adagolásával 36 kémiai aktiválást végzünk. A 36 kémiai aktiválás során 25-35 m/m % töménységű nátrium hidroxid vizes oldatot és/vagy vízüveg oldatot adagolunk a 35 pernye keverés során előállított könnyűadalék és mechanikailag aktivált erőműi pernye keverékbe. A geopolimer hőszigetelő panel 43 alakadását tetszőleges alakú sablonba töltéssel és/vagy bent maradó zsaluzattal és/vagy zsaluzat alkalmazása nélkül szabad felületre öntéssel valósítjuk meg. A geopolimer hőszigetelő panel 43 alakadása során 1-2 perces 37 vibrációs tömörítést és 0,1-1 MPa 38 sajtolásos tömörítést alkalmazunk. A 39 érlelés eljáráselemben a geopolimer hőszigetelő panelen zárt vagy nyitott térben 24 órán keresztül párazáró fóliatakarásos pihentetést majd 6-10 órán keresztül 30-50 °C hőmérsékletű hőkezelést hajtunk végre a teljes kötőszilárdság eléréséig. A 41 felhasználás során a könnyűadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panelt kiemeljük az alakadó sablonból és/vagy bent maradó sablonba hagyva panelként felhasználjuk azokat, és/vagy falazatra rögzítjük azokat.
Mint ahogy a 2. ábrán is jól látható az eljárás könnyüadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel előállításához a 34 pernye aktiválást hajtunk végre.— Az erőműi 34 pernye aktiválást a pernye gépileg való 31 szárításával kezdjük, majd 32 osztályozzuk, ezzel előkészítettük az erőműi pernyét az 33 intenzív őrlésre. Az erőműi pernyét nagy fajlagos felületűre és szennyezőtől mentesen 33 intenzíven őröljük Az eljárás során az erőműi pernye 33 intenzív őrlését 3000-5000 cm2/g fajlagos felület jellemzi, amit 40-300 kW/m3 energiasürűségű malom használatával érünk el.
Mint ahogy a 3. ábrán az intenzív őrlés eljárásának folyamatábráján is jól látható az eljárás könnyüadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel előállításához 33 intenzív őrlésekor kezdetben méret szerinti 71 frakcionálási és/vagy röpítő 73 törést és/vagy 72 légosztályozást és 74 szemcseméret csökkentést hajtunk végre valamint az így mechanikailag aktivált erőműi pernyét szükség szerint zsákba és/vagy szállítóeszközbe töltve juttatjuk a 35 pernye keverés helyszínére.
2120734
1. Alkalmazási példa: Perlitvakolattal ellátott családi ház felújítása során pótlólagos hőszigetelést készítünk. Az épület légáteresztési képességének megőrzése miatt a ragasztott és drága polisztirol habszigetelésről lemondunk és környezetbarát hőszigetelő épületborítást készítünk újrahasznosított alapanyagok felhasználásával könnyűadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panellel. Erre a feladatra a jó hőszigetelő képességű könnyűadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel eljárást választjuk. Pernye aktiváláson átesett erőműi pernyét, mint zsákos terméket használunk. Az őrlőmüben az intenzív őrlését 3000 cm2/g fajlagos felület eléréséig 40-300 kW/m3 energiasűrűségü malom használatával végeztük. Az épületről levert perlit vakolatot összegyűjtjük, rostáljuk és dobkeverőben vizes bevonásnak vetjük alá, földnedves állapotig kellősítjük. A 80 százalékos térfogatarányt képviselő bevont perlithez, mechanikailag aktivált száraz erőműi pernyét 8 százalék térfogatarányban újrahasznosított mechanikailag aktivált pernyét keverünk házi dobkeverőben. Ezt a keveréket 12 térfogatszázalék nátrium-hidroxid és/vagy vízüveg oldattal, mint aktivátorral adalékoljuk, és keverés mellett elvégezzük a kémiai aktiválást. A keveréket közvetlenül a bekeverést követően azonnal és földnedves állapotban a házilag készített 300 mm szélességű és 400 mm hosszúságú és 50 mm vastagságú téglalap alakú egyszerű faformába tömörítjük. A termékeket fóliával takarjuk 24 órán keresztül, majd napon legalább 30°C-os hőmérsékleten érleljük 6 órán keresztüla teljes kötés kialakulásáig. Ezt követően bontjuk az alakadó sablonokat és külső hőszigetelő panelként mechanikai vagy ragasztásos kötéssel falra ragasztással felhasználjuk a könnyűadalék töltésű geopolimer panelokat.
2. Alkalmazási példa: Fa födémmel rendelkező családi ház zaj és hőszigetelés szempontjából kívánjuk költséghatékony módon szigetelni, úgy hogy a födémet bennmaradó sablonként használjuk fel. Ennek érdekében aktivált erőműi pernyét és üveghab pelletet vásárolunk, majd alkalmazzuk az új eljárás könnyűadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel előállítására találmányunkat. A födémet, mint zsaluzatot előkészítjük úgy, hogy az alkalmas legyen bennmaradó zsaluzatként hőszigetelő panel előállítására. Ezt követően az üveghab pelletet vízzel bevonjuk dobkeverőben. A mechanikailag aktivált, száraz erőműi pernyét hozzákeverjük a nedves pellethez házi dobkeveröben. A 75 százalékos térfogatarányt képviselő bevont üveghab pellethez, mechanikailag aktivált száraz erőműi pernyét 11 százalék térfogatarányban hozzákeverünk. Ezt a keveréket 14 térfogatszázalék nátrium-hidroxid oldattal, mint aktivátorral adalékoljuk, és keverés mellett elvégezzük a kémiai aktiválást. A nátrium
2120734 hidroxidot lúgos akkumulátorok bontásából származó újrahasznosított anyagként vásároljuk a nátrium-hidroxid lúg vizes oldataként 60 százalékos töménységben. Az így aktivált, de még meg nem szilárdult geopolimert házilag vödrök segítségével az előkészített íödémszerkezeti sablonba töltjük. Párazáró fóliával takarjuk a panellel fedett födémet és így érleljük 30°C-os hőmérsékleten az elkészített perlit töltésű geopolimer hőszigetelöpanelt 10 órán keresztül a teljes kötöszilárdság eléréséig. A könnyűadalék töltésű geopolimer höszigetelöpanel eljárás alkalmazásával így egyedi födémformába öntött egyedi nagyméretű üveghab könnyűadalékkal töltött bentmaradó geopolimer hőszigetelő panelhez jutunk.
3. Alkalmazási példa: Duzzasztott perlit töltésű téglány alakú hőszigetelő panellel kívánjuk szigetelni a családi ház homlokzatát. Ennek érdekében környezetbarát hőszigetelő épületborítást készítünk duzzasztott perlit és intenzív őrléssel mechanikailag aktivált erőműi pernye felhasználásával könnyűadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panellel. A megvásárolt zsákos kiszerelésű 0-70 pm közötti szemcsemérettel rendelkező aktivált erőműi pernyét és 0-1 mm-es szemcseméret tartományú duzzasztott perlitet felhasználva alkalmazzuk az új eljárás könnyűadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel előállítására találmányunkat. A duzzasztott perlitet dobkeverőben, vagy ennek hiányában, egy nagyobb dézsában 1 térfogatszázalék víz porlasztással történő hozzáadásával földnedves állapotig nedvesítjük. Ezt követően a 95 százalék térfogatarányt képező nedves duzzasztott perlithez hozzákeverjük 2 százalék térfogatarányban a mechanikailag aktivált pernyét. Ehhez a keverékhez 3 térfogatszázalékban 35m/m% töménységű nátriumhidroxid és/vagy vízüveg oldatot, mint alkáli aktivátort adagolunk, és keverés mellett elvégezzük a kémiai aktiválást. A keveréket közvetlenül a bekeverést követően, még földnedves állapotban a házilag készített 400 mm szélességű és 400 mm hosszúságú és 100 mm vastagságú négyzet alakú fa formába töltve 1 percen keresztül vibrációsán majd 0,3 MPa nyomással 0,5 percen keresztül tömörítjük. Az így kapott termékeket párazáró fóliával letakarjuk és 24 órán keresztül pihentetjük, majd 50 °C hőmérsékleten erre a célra kialakított fűtött kamrában tárolva tovább érleljük 6 órán keresztül. Szobahőmérsékletre való visszahűlést követően bontjuk az alakadó sablonokat és külső hőszigetelő panelként mechanikai vagy ragasztásos kötéssel falra ragasztással felhasználjuk a könnyűadalék töltésű geopolimer paneleket.
Claims (3)
1. Eljárás könnyüadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel előállítására könnyüadalék adagolás (65), és a pernye aktiválás (34) során szárítással (31) 0-3% víztartalomra szárított majd őrölt erőműi pernyét, pernye adagolás (66), bevonószer adagolás (64) valamint a pernye keverést (35) követő aktivátor adagolás (63) után, azon kémiai aktiválást (36) hajtunk végre, amely kémiai aktiválás (36) során 25-35 tömegszázalék töménységű nátrium hidroxid vizes oldatot és/vagy vízüveg oldat mint aktivátort adagolunk (63) és így kémiai aktiválást (36) hajtunk végre, és ez után, az alakadás (43) során vibrációs tömörítést (37) és sajtolásos tömörítést (38) panel sablonban végzünk, majd a könnyüadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panelt 24 órás pihentetéssel és hőkezeléssel érleljük (39) majd a panel felhasználással (41) alkalmazzuk azokat, azzal jellemezve hogy az erőműi pernye aktiválás (34) során intenzív őrlést (33) is végzünk, amely intenzív őrlés (33) során frakcionálás (71) légosztályozás (72) szemcseméret csökkentés (74) eljárási elemeket egymás után hajtjuk végre, de a frakcionálás (71) során a légosztályozóra (72) fel nem adható méretű erőműi pernye szemcséket törjük (73), majd egyszerre adjuk a légosztályozás (72) során leválasztott pernye szemcsékkel együtt, szemcseméret csökkentésre (74), így intenzív őrléssel (33) úgy aktiváljuk az erőműi pernyét hogy annak 3000-5000 cm2/g fajlagos felülete van, de a légosztályozás során elért 3000-5000 cm2/g fajlagos felületű szemcséket közvetlenül pernye keverésre (35) használjuk, így ezeket az intenzíven őrölt (33) pernye szemcséket mint kötőanyagot használjuk fel, és a pernye keverés (35) előtt a 65-95 térfogatszázaléknyi könnyüadalék beadagolást (65) követően a bevonószer adagolással (64) 1-2 térfogatszázaléknyi vízzel előzetes bevonást (51) hajtunk végre a könnyűadalékon, majd az alakadás során (43) a sajtolásos tömörítést (38) jellemzően kicsiny 0,1-1 MPa felületi nyomással végzünk, ezt követően legalább 30 Celsius fokon, de legfeljebb 50 Celsius fokon érleljük (39) a teljes kötőszilárdság eléréséig az eljárás során létrehozott könnyüadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panelt.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás könnyűadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel előállítására azzal jellemezve, hogy a könnyüadalék beadagolás (65) során duzzasztott perlitet, és/vagy üveghab aggregátumot és/vagy újrahasznosított polisztirol hablemez darálékot és/vagy 0,8 kg/dm3 sűrűségnél kisebb sűrűségű inaktív ipari hulladékot adagolunk az eljárásunkba.
3. Az 1-2 igénypont szerinti eljárás könnyüadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel előállítására, azzal jellemezve, hogy az érlelést (39) fóliával takarva napfény alatt vagy fűtött kamrában 6-10 órán keresztül végezzük a teljes kötőszilárdság eléréséig.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU1900268A HU231218B1 (hu) | 2019-07-29 | 2019-07-29 | Eljárás könnyűadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel előállítására |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU1900268A HU231218B1 (hu) | 2019-07-29 | 2019-07-29 | Eljárás könnyűadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel előállítására |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUP1900268A1 HUP1900268A1 (hu) | 2021-03-01 |
| HU231218B1 true HU231218B1 (hu) | 2021-12-28 |
Family
ID=89992952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU1900268A HU231218B1 (hu) | 2019-07-29 | 2019-07-29 | Eljárás könnyűadalék töltésű geopolimer hőszigetelő panel előállítására |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| HU (1) | HU231218B1 (hu) |
-
2019
- 2019-07-29 HU HU1900268A patent/HU231218B1/hu unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HUP1900268A1 (hu) | 2021-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107646025B (zh) | 用于偏高岭土建筑材料的组合物、用于制造所述组合物的相关方法和用于生产建筑元件的用途 | |
| CN103992091B (zh) | 一种轻质高强度加气砖及其制备方法 | |
| Azimi et al. | Processing and properties of geopolymers as thermal insulating materials: A review | |
| Tallini et al. | A review of the properties of recycled and waste materials for energy refurbishment of existing buildings towards the requirements of NZEB | |
| CN103951358B (zh) | 一种用建筑废弃物制造整体住宅发泡轻质墙体及制造方法 | |
| CN102765959A (zh) | 一种蓄能节能型泡沫石膏水泥复合材料及其制备方法 | |
| MX2008011133A (es) | Matriz para elementos de albañileria y metodo de fabricacion de la misma. | |
| CN104944862B (zh) | 一种利用建筑固废物生产的节能墙材及其制作方法 | |
| CN104446295A (zh) | 一种耐潮湿环境加气砖及其制备方法 | |
| CN104098344A (zh) | 一种陶瓷纤维加气砖及其制备方法 | |
| JP2004505876A (ja) | 植物性骨材を用いたコンクリート又はモルタルを製造するための方法 | |
| CN105541386A (zh) | 一种混凝土加气保温砖及其制备方法 | |
| EP4118054A1 (en) | Mineral binder | |
| CN100535351C (zh) | 球硅复合建筑保温材料及其制造方法 | |
| US20240076238A1 (en) | Low-carbon construction binder and materials providing comfort in summer | |
| CN106082884B (zh) | 一种含有固废煤渣的轻质保温墙板及制备工艺 | |
| CN104446190A (zh) | 一种保温防腐蚀加气砖及其制备方法 | |
| CN104086146A (zh) | 一种矿山尾矿资源化利用的方法 | |
| CN104446611B (zh) | 一种绝热吸声加气砖及其制备方法 | |
| CN101492273A (zh) | 一种发泡混凝土干粉砂浆的生产方法 | |
| CN100462323C (zh) | 轻骨料砼模壳墙体构件材料及其生产工艺 | |
| CN103992082A (zh) | 一种耐热隔音加气砖及其制备方法 | |
| CN103992083A (zh) | 一种水渣高强度加气砖及其制备方法 | |
| CN114105596B (zh) | 一种内蓄外保式墙体复合保温材料、制备及施工方法 | |
| Mulgund et al. | Light weight concrete |