LT6927B - Porėto šarmu aktyvuotų pelenų betono sudėtis ir gamybos būdas - Google Patents
Porėto šarmu aktyvuotų pelenų betono sudėtis ir gamybos būdas Download PDFInfo
- Publication number
- LT6927B LT6927B LT2020550A LT2020550A LT6927B LT 6927 B LT6927 B LT 6927B LT 2020550 A LT2020550 A LT 2020550A LT 2020550 A LT2020550 A LT 2020550A LT 6927 B LT6927 B LT 6927B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- concrete
- composition
- ash
- mass
- waste
- Prior art date
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 239000003513 alkali Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 25
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 20
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical class [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 20
- PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate dihydrate Chemical compound O.O.[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O PASHVRUKOFIRIK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 14
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 claims abstract description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 24
- 239000002956 ash Substances 0.000 claims description 20
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 8
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 10
- 239000012190 activator Substances 0.000 abstract description 7
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 abstract description 4
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 15
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 6
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 5
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 4
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010754 BS 2869 Class F Substances 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011074 autoclave method Methods 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 229920000876 geopolymer Polymers 0.000 description 2
- -1 i.e. Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 241001406422 Leucaena retusa Species 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 1
- 229920003041 geopolymer cement Polymers 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Šis išradimas yra susijęs su porėto šarmu aktyvuotų pelenų betono sudėtimi ir gamybos būdu, naudojant komunalinių atliekų pakuros pelenus, kalcio sulfato junginių turinčius priedus bei šarminį aktyvatorių ir plėtimąsi skatinančią medžiagą. Gauta medžiaga gali būti naudojama kaip lengvasis betonas, termoizoliacinių statybinių medžiagų pramonėje arba užpildas betono gamybai. Šiame darbe buvo atlikti eksperimentai, utilizuojant nenaudojamas pramonines atliekas: komunalinių atliekų pakuros pelenus, fosfogipsą ir gipskartonio plokščių maltas atliekas. Tokiu būdu, šis išradimas leidžia taupyti natūralius išteklius, naudojant mažiau pirminių žaliavų, ir sprendžia ekologines problemas mažinant taršą atliekomis arba jų sankaupas. Minėtas išradimas gali būti naudojamas porėto lengvojo betono gamybai naudojant rišiklį be portland-cemento.
Description
IŠRADIMO SRITIS
Šis išradimas yra susijęs su porėto šarmu aktyvuotų pelenų betono gamyba. Konkrečiau, išradimas atskleidžia porėto šarmu aktyvuotų pelenų betono mišinio kompoziciją, bei tokio betono gamybos būdą, panaudojant komunalinių atliekų pakuros pelenus, kalcio sulfato junginių turinčius priedus, bei šarminį aktyvatorių ir plėtimąsi skatinančią medžiagą.
TECHNIKOS LYGIS
Iki šiol buvo žinomi porėto šarmu aktyvuotų pelenų betono gavimo būdai, naudojant sudėtingas technologijas arba brangias rišamąsias medžiagas.
Patento paraiška WO2014141051A1 aprašo didelio stiprumo geopolimerinj kompozicinį akytą betoną. Šiame betone sudėtinį rišiklį sudaro: viena ar daugiau F klasės lakiųjų pelenų medžiagų (15 masės % turi ar mažiau kalcio oksido), viena ar daugiau gelio susidarymui reikalingų medžiagų ir vienas ar daugiau kietėjimo stipriklių. Minėtame kompoziciniame rišiklyje portlandcementis nenaudojamas. Šiame išradime ir patentinėje paraiškoje akytas betonas gaminamas naudojant F klasės lakiuosius pelenus (C/ass F fly ash), kurie gaunami, šiuo tikslu deginant antracitą ir bitumines anglis. Šio išradimo kontekste, minėti F klasės pelenai, jų gamyba ir naudojimas betono sudėtyje laikomi neekonomiškais ir neekologiškais.
JAV patento paraiška US2002073898 A1 (patentas US6818055B2, publikuotas 2002-06-20) aprašo porėtą silikatinę granuliuotą medžiagą ir jos pagaminimo būdą. Išradimas susijęs su porėta granuliuota silikatine medžiaga, užpildu, skirtu gaminti statybines medžiagas, tokias kaip lengvasis betonas, skiedinys, arba šilumą izoliuojantis tinkas. Minėta medžiaga sudaryta iš amorfinių arba kristalinių ir amorfinių pradinių medžiagų, susidedančių iš: 45-85% SiO2, 5-20% šarminio oksido, 5-30% žemės šarminio oksido ir 2-30% kitų oksidų (AI2O3 ir/arba FežOs). Pagal šį išradimą, pradiniai komponentai yra sudaryti iš kvarco miltelių ir/arba iš kito smulkiagrūdžio S1O2 nešiklio, molio miltelių ir/arba molio miltelių, portlandcemenčio, kaustinės sodos ir mažiausiai iš vieno dujodaro priedo. Minėtas pradinių medžiagų mišinys aglomeruojamas 20°C-150°C temperatūroje esant normaliam slėgiui, kai vandens garų dalinis slėgis yra reguliuojamas. Tarpinis produktas susmulkinamas, prireikus rūšiuojamas, 700-1250°C temperatūroje sukepinamas, kurio metu vyksta bandinių pūtimasis. Šios medžiagos gamybai reikalinga aukšta temperatūra ir yra naudojama daug pradinių medžiagų, todėl jos gamybos ir panaudojimo ekonominis bei ekologinis efektas gali būti nepakankami.
Porėto betono blokų gamyba naudojant naftos perdirbimo atliekas aprašoma Korėjos patentinėje paraiškoje KR20200031537A. Šis išradimas nagrinėja porėto betono gamybą, naudojant bent vieną iš rišamųjų medžiagų: aukštakrosnių šlako cementą, lakiųjų pelenų cementą ir paprastojo portlandcemenčio rišamąsias medžiagas ir užpildą, sieros polimerą su priedais, kuriuose vandens rišiklio medžiagų santykis yra nuo 15 iki 45%. Šiame išradime perdirbami šalutiniai pramoniniai produktai, tai yra, atliekos, o rišamąja medžiaga naudojamas cementas, kuris yra produktas, gaminamas iš pirminių žaliavų.
Porėto becemenčio molio kompozito betono gamybos būdas aprašytas patentinėje paraiškoje WO03089385A1. Porėto becemenčio molio kompozito betonas gaminamas naudojant šias pradines medžiagas: vandenį, užpildus, molį, aukštakrosnių šlaką ir kalkes. Naudojant šį porėtos medžiagos gamybos metodą, poros sukuriamos mechaniniu būdu suplakant ar sumaišant sudrėkintus užpildus. Porų dydis, struktūra ir kiekis priklauso nuo maišymo parametrų, ir tokio betono gamybos procese yra reikalinga speciali mišinio plakimo įranga, kurioje nustatomi reikiami minėti parametrai.
Kinijos patentinėje paraiškoje CN109574701A atskleidžiamas neautoklavinis nikelio šlako porėtų plytų gavimo būdas. Šiame išradime aprašyta nikelio šlako porėta plyta yra pagaminta neautoklaviniu būdu, ir sudaryta iš pagrindinės rišamosios medžiagos, vandens, putojimo agento ir priedo. Pagrindinę rišamąją medžiagą sudaro 25-50% nikelio šlako, 25-50% mineralinių miltelių, 10-20% cemento ir 5% gipso. Putojimo agentas pridedamas su vandenilio peroksido tirpalu, kurio koncentracija yra 30%, o putojančio agento dalis sudaro 1,0-2,2% bazinės rišamosios medžiagos dalies. Priedas susideda iš tirštinančių putų stabilizatoriaus ir sutvirtinančios medžiagos. Nikelio šlako porėtos plytos gaminamos neautoklaviniu būdu. Jos formuojamos esant 80-100°C temperatūrai, 2-3 MPa CO2 dujų slėgiui ir laikomos 2-6 vai. Tuo metu vyksta karbonizacija. Naudojant kalcio sulfato gamybos žaliavą, esant tam tikram CO2 dujų slėgiui galima sukurti stabilų karbonatą. Užpildžius tarpus tarp porų karbonatu, sustiprinama porų struktūra, todėl gaminiai įgauna tam tikrą stiprumą. Šiame išradime porėtos struktūros sudarymui naudojamas specifinės sąlygos ir įranga. Struktūrai sukurti reikalingi papildomi finansiniai kaštai, kurie didina gaminio kainą.
Šiam išradimui artimiausias yra Kinijos patentinėje paraiškoje CN107043273A aprašytas geopolimerinis dujų lengvasis betonas ir jo paruošimo būdas. Pradines betono kompozicijos medžiagas sudaro šlako ir pelenų miltelių mišiniai, šarmo aktyvatorius, neorganiniai ypač lengvi užpildai, polimero milteliai, neorganiniai pluoštai, vandenilio peroksidas kaip cheminis putojimo agentas, putojimo katalizatorius, neorganinis porėtas nešiklis ir putų stabilizatorius. Dujų geopolimero betono paruošimo būdas apima šiuos etapus: įvairių komponentų sumaišymą ir gamybą pagal tam tikrą santykį. Toks lengvas betonas gali būti naudojamas energiją taupančiai žemos temperatūros ir normalaus slėgio pastatų izoliacijai, mažinant sienų svorį ir mažinant CO2 kiekį. Išmetamų teršalų kiekio mažinimas prisideda prie ekologinės ir ekonominės naudos gerinimo. Galima smarkiai sumažinti statybų ir medžiagų sąnaudas. Šio metodo trūkumas yra tas, kad mišinį sudaro labai daug sudedamųjų dalių ir priedų, kurie įtakoja bandinių galutines savybes. Manoma, kad vien tik šlako ir pelenų įtaka bandinio savybėms nėra tokia ryški, bet yra reguliuojama priedais ir papildomomis medžiagomis. Papildomų medžiagų ir priedų naudojimas pagerina bandinio savybes, tačiau padidina gamybos kainą.
įvertinus aukščiau apžvelgtuose technikos lygio šaltiniuose aprašytų betonų ir jų gamybos būdų trūkumus, šiame išradime yra numatyta pagerinti kelias betono ir jo gamybos charakteristikas. Pagal šį išradimą, yra sukurtas specialios sudėties šarmu aktyvuotų rišamųjų medžiagų porėtas dujų betonas, kurio sudėtyje ir gamybos procese vietoje brangių pirminių žaliavų ir produktų yra panaudojamos tam tikros atliekos, todėl neteršiama aplinka, o minėtos sudėtinės medžiagos nieko nekainuoja arba turi simbolinę kainą. Šiame išradime betono sudėčiai gali būti panaudojami komunalinių atliekų deginimo pakuros pelenai, tai yra, struktūroje rišamąją medžiagą sudaro becementinės deginimo atliekos, kurios, aktyvuotos šarmu, rišasi ir sukuria porėtą betono struktūrą. Taip pat, porėtoje betono struktūroje poros yra sukuriamos reaguojant cheminiams reagentams, todėl betono ir jo produktų (plytų, blokelių) gamybos procese nereikalinga speciali betono mišinio plakimo įranga.
TRUMPAS IŠRADIMO APRAŠYMAS
Šis išradimas atskleidžia porėto šarmu aktyvuotų pelenų betono specialią sudėtį (kompoziciją) ir betono gamybos būdą, panaudojant komunalinių ir pramoninių atliekų pakuros pelenus, kalcio sulfato junginių turinčius priedus, bei šarminį aktyvatorių ir plėtimąsį skatinančią medžiagą. Gauta medžiaga gali būti naudojama kaip lengvasis betonas, termoizoliacinių statybinių medžiagų pramonėje arba užpildas betono gamybai. Taikant minėtą išradimą, yra utilizuojamos kitur nepanaudojamos atliekos, sprendžiamos ekologinės problemos, mažinama aplinkos tarša ir atliekų sankaupos, naudojama mažiau pirminių ir brangesnių žaliavų. Minėtas išradimas gali būti naudojamas gaminti porėtą lengvąjį betoną, jame nenaudojant portlandcemenčio rišiklio.
Išradime yra aprašytas porėto šarmu aktyvuotų pelenų betono gavimo būdas, naudojant komunalinių atliekų deginimo pakuros pelenų atliekas, fosfogipsą, gipskartonių plokščių gipso atliekas, vandeninio peroksido tirpalą ir šarminį aktyvatorių. įdiegus šį išradimą pramoniniu būdu, galima gauti porėtą lengvojo betono struktūrą, kurios porų dydį ir kiekį galima reguliuoti keičiant mišinio porėtumą sukuriančio dujodaro kiekį. Šiame išradime komunalinių atliekų deginimo pakuros pelenų atliekos buvo naudotos kaip aliumosilikatinis pakaitalas, o iki šiol nenaudotos fosfogipso arba gipso atliekos kaip kalcio šaltinis. Artimiausiame CN107043273A išradime, kaip aliumosilikatinis pakaitalas ir kalcio šaltinis, buvo naudotas šlakas ir pelenai. Šiame išradime betono mišinio porėtumą sukuriančio dujodaro funkcijas atlieka iki šiol nenaudotas vandenilio peroksido tirpalas, o artimiausiame CN107043273A išradime naudojami keli porėtos struktūros susidarymo aktyvatoriai, reguliatoriai ir stabilizatoriai.
TRUMPAS BRĖŽINIŲ APRAŠYMAS
Pridedamos schemos, brėžiniai ir grafikai yra išradimo aprašymo sudedamoji dalis ir pateikti kaip nuoroda į galimą išradimo įgyvendinimą, bet neturi riboti išradimo apimties. Brėžiniai nebūtinai atitinka išradimo detalių mastelį. Detalės, kurios nėra būtinos aiškinant išradimo veikimą ir neturi ryšio, nėra pateikiamos.
pav. Porėto šarmu aktyvuotų pelenų betono bandinių su fosfogipso priedu gniuždymo stiprio priklausomybė nuo tankio;
pav. Porėto šarmu aktyvuotų pelenų betono bandinių su gipso atliekos priedu gniuždymo stiprio priklausomybė nuo tankio;
pav. a-b Porėto šarmu aktyvuotų pelenų betono bandinių su fosfogipso priedu: (a) su gipso atliekos priedu (b) nuotrauka.
DETALUS IŠRADIMO APRAŠYMAS
Betono mišinio sudėtis ir paruošimas. Porėto šarmu aktyvuotų pelenų betono aliumosilikatinis pakaitalas yra komunalinių atliekų pakuros pelenai. Jie sumalami ir išdžiovinami 100°C temperatūroje. Jų savitojo paviršiaus plotas pagal Bleino metodą buvo S = 294,2 m2/kg. Vidutinė buitinių atliekų pakuros pelenų oksidinė sudėtis masės % pateikiama 1 lentelėje.
lentelė. Buitinių atliekų pakuros pelenų oksidinė sudėtis, masės %
| Oksidinė medžiaga | Kiekis pelenų sudėtyje, masės % |
| SiO2 | 44,51 |
| CaO | 22,37 |
| K2O | 4,44 |
| P2O5 | 2,79 |
| MgO | 2,05 |
| AI2O3 | 1,75 |
| Fe2Os | 0,62 |
| Na2O | 0,99 |
| MnO | 0,32 |
| SO3 | 0,10 |
| T1O2 | 0,09 |
| ZnO | 0,08 |
| SrO | 0,03 |
| Cl | 0,02 |
| CO2 | 19,83 |
Kaip kalcio šaltinis, betono mišinyje gali būti panaudotas pushidratinis fosfogipsas (CaSO4O,5H2O) arba malta gipso kartono plokščių vidinio užpildo atliekos, kurių sudėtyje vyrauja dihidratis kalcio sulfatas (CaSO4-2H2O).
Pushidratinis fosfogipsas paimamas nuo karuselinio filtro ir išdžiovinamas 100 ± 1 °C temperatūroje.
Gipskartonio atliekos sutrupinamos plaktukiniu trupintuvu, malamos rutuliniu malūnu ir dehidratuojamos 160 ± 1 °C temperatūroje. Vidutinė fosfogipso ir gipso kartono plokščių atliekos oksidinės sudėtis masės % yra pateikiama 2 lentelėje.
lentelė. Fosfogipso ir gipskartonio atliekos oksidinė sudėtis, masės %
| Oksidinės medžiagos pavadinimas | Kiekis fosfogipso sudėtyje, masės % | Kiekis gipskartonio atliekos sudėtyje, masės % |
| CaO | 38,60 | 39,8 |
| SO3 | 53,48 | 40,9 |
| S1O2 | 0,37 | 2,64 |
| Fe2Os | 0,03 | 0,434 |
| AI2O3 | 0,13 | 0,626 |
| F | 0,14 | — |
| MgO | 0,04 | 1,24 |
| P2O5 bendras | 0,82 | 0,01 |
| CO2 | — | 6,04 |
| H2O | 6,40 | 8,3 |
Kaip šarminis aktyvatorius yra naudojamas natrio šarmo vandeninis tirpalas.
Pradinis vandenilio peroksido vandeninis 30% tirpalas buvo naudojamas kaip betono porėtumą sukuriantis dujodaras. Naudojant dujodarą - vandenilio peroksido tirpalą, sausųjų bandinių poringumas išaugo 10%, lyginant su bandiniais be dujodaro.
Išradimo įgyvendinimo variantus iliustruoja šie pavyzdžiai:
pavyzdys. Šiame pavyzdyje yra pateikiamos kelios betono mišinio sudėtys, sumaišytos skirtingomis komponentų proporcijomis, o mišinyje gipso priedu yra naudojamas fosfogipsas. Kelių betono bandinių gamybai naudotos mišinio komponentų proporcijos (masės %) pateikiamos 3 lentelėje.
lentelė. Porėto šarmu aktyvuotų pelenų betono komponentų mišiniai, ir masės %
| Bandinių serijos | Pelenai | Fosfogipsas | NaOH | V/K* | V/H2O2** |
| FG0 | 88,50 | 0,00 | 11,50 | 0,33 | 18,5 |
| FG5 | 84,52 | 4,45 | 11,03 | 0,33 | 18,5 |
| FG10 | 80,57 | 8,95 | 10,47 | 0,33 | 18,5 |
| FG15 | 76,51 | 13,50 | 9,99 | 0,33 | 18,5 |
| FG20 | 72,46 | 18,12 | 9,42 | 0,34 | 18,5 |
| FG25 | 68,31 | 22,77 | 8,93 | 0,34 | 18,5 |
*V/K - vandens ir kietų medžiagų santykis;
**V/H2O2 - vandens ir vandenilio peroksido tirpalo santykis.
pavyzdys. Šiame pavyzdyje yra pateikiamos kelios betono mišinio sudėtys, sumaišytos skirtingomis komponentų proporcijomis, o mišinyje gipso priedu yra naudojamos gipso atliekos iš gipskartonio plokščių. Kelių betono bandinių gamybai naudotos mišinio komponentų proporcijos (masės %) pateikiamos 4 lentelėje.
lentelė. Porėto šarmu aktyvuotų pelenų betono komponentų mišiniai, ir 20 masės %
| Bandinių serijos | Pelenai | Gipso atliekos | NaOH | V/K* | V/H2O2** |
| G0 | 88,50 | 0,00 | 11,50 | 0,33 | 18,5 |
| G5 | 84,52 | 4,45 | 11,03 | 0,33 | 18,5 |
| G10 | 80,57 | 8,95 | 10,47 | 0,33 | 18,5 |
| G15 | 76,51 | 13,50 | 9,99 | 0,33 | 18,5 |
| G20 | 72,46 | 18,12 | 9,42 | 0,34 | 18,5 |
| G25 | 68,31 | 22,77 | 8,93 | 0,34 | 18,5 |
*V/K - vandens ir kietų medžiagų santykis;
**ν/Η2Ο2 - vandens ir vandenilio peroksido tirpalo santykis
Pirmiausia, pelenai ir kalcio sulfatinės medžiagos pasveriamos, remiantis 3 ir 4 lentelėmis, tada šių sausų medžiagų mišiniai homogenizuojami. Natrio šarmo tirpalas paruošiamas, ištirpinus reikiamą natrio šarmo kiekį vandenyje. Po to, kambario temperatūros natrio šarmo tirpalas supilamas j minėtą homogenizuotą sausų medžiagų mišinį ir išmaišomas iki vienalytės konsistencijos. Po to, į gautą tešlą supilamas reikiamas vandenilio peroksido kiekis ir vėl tešla permaišoma iki vienalytės masės, kuri po to supilama į formas. Izoliuoti nuo aplinkos, bandiniai formose kambario temperatūroje išlaikomi 1 paros laikotarpiu, kurio metu vyksta bandinių ir porų juose pūtimasis. Po paros bandiniai ar gaminiai (plytelės, blokeliai) išformuojami, supjaustomi į pageidaujamo tūrio mažesnius bandinius ar gaminius, ir kietinami 24 valandas, 60 - 65 °C temperatūroje.
Po 26 parų buvo nustatytos bandinių fizikinės ir mechaninės savybės. Remiantis tyrimų rezultatais (1 ir 2 pav.) galima teigti, kad gniuždymo stipris priklauso nuo bandinių tankio. Optimalus, praktiškai pritaikomas, bandinių tankis yra WOOHOO kg/m3.Tai įgalina pasiekti didesnį kaip 3 MPa gniuždymo stiprį, esant optimaliam porų kiekiui ir pasiskirstymui bandinyje arba gaminyje (3 pav.).
Claims (8)
- Porėto šarmu aktyvuotų pelenų betono mišinio kompozicija, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad apima bent šiuos komponentus: • sudegintų komunalinių ar pramoninių atliekų pelenai - 100-80% masės, • kalcio sulfato priedas - 0-20% masės; • porėtumo dujodaras: vandenilio peroksido tirpalas – 2% masės.
- Betono mišinio kompozicija pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad pelenų šarminiam aktyvavimui naudojamas natrio šarmo NaOH vandeninis tirpalas, kuriame natrio šarmo proporcija betono mišinyje sudaro nuo 8,93% iki 11,50% betono mišinio kompozicijos sausų medžiagų bendros masės.
- Betono mišinio kompozicija pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad optimalus kalcio sulfato priedo kiekis yra 5-10% masės.
- Betono mišinio kompozicija pagal 1 ir 3 punktus, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad kalcio sulfato priedas yra gipsas.
- Betono mišinio kompozicija pagal 1 ir 3 punktus, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad kalcio sulfato priedas yra fosfogipso atliekos.
- Betono mišinio kompozicija pagal 1 ir 3 punktus, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad kalcio sulfato priedas yra gipskartonio atliekos
- Betono mišinio kompozicija pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad porėtumo dujodaras yra vandenilio peroksido vandeninis 30% tirpalas.
- Betono pagal 1-7 punktus ir jo gaminių gamybos būdas, b e s i s k i r i a n t i s žingsnių seka: • sumaišoma pelenų 100-80% masės ir kalcio sulfato priedo 0-20% masės, ir mišinys homogenizuojamas; • paruošiamas natrio šarmo NaOH vandeninis tirpalas, natrio šarmą sumaišius su vandens kiekiu, nustatytu pagal vandens ir betono mišinio sausų medžiagų masių santykį 0,33-0,34. • homogenizuotą mišinį pridedamas natrio šarmo tirpalas ir išmaišoma; • pridedamas dujodaro tirpalas ir išmaišoma iki vienalytės masės; • vienalytė betono masė supilama į formas ir laikoma kambario temperatūroje 24 valandas, tuo metu betone susidarant poroms; • suformuotas betonas kietinamas 24 valandas 60- 65°C temperatūroje.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2020550A LT6927B (lt) | 2020-09-15 | 2020-09-15 | Porėto šarmu aktyvuotų pelenų betono sudėtis ir gamybos būdas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2020550A LT6927B (lt) | 2020-09-15 | 2020-09-15 | Porėto šarmu aktyvuotų pelenų betono sudėtis ir gamybos būdas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2020550A LT2020550A (lt) | 2022-03-25 |
| LT6927B true LT6927B (lt) | 2022-07-11 |
Family
ID=80784069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2020550A LT6927B (lt) | 2020-09-15 | 2020-09-15 | Porėto šarmu aktyvuotų pelenų betono sudėtis ir gamybos būdas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT6927B (lt) |
-
2020
- 2020-09-15 LT LT2020550A patent/LT6927B/lt not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2020550A (lt) | 2022-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Das et al. | Geopolymer concrete: Sustainable green concrete for reduced greenhouse gas emission–A review | |
| Abdulkareem et al. | Production of geopolymer mortar system containing high calcium biomass wood ash as a partial substitution to fly ash: An early age evaluation | |
| Nasr et al. | The influence of curing conditions and alkaline activator concentration on elevated temperature behavior of alkali activated slag (AAS) mortars | |
| Hanjitsuwan et al. | Strength development and durability of alkali-activated fly ash mortar with calcium carbide residue as additive | |
| Mallikarjuna Rao et al. | Final setting time and compressive strength of fly ash and GGBS-based geopolymer paste and mortar | |
| Pangdaeng et al. | Influence of curing conditions on properties of high calcium fly ash geopolymer containing Portland cement as additive | |
| Rakhimova et al. | Alkali-activated cements and mortars based on blast furnace slag and red clay brick waste | |
| US9919974B2 (en) | High-strength geopolymer composite cellular concrete | |
| Nawaz et al. | Effect of sulfate activator on mechanical and durability properties of concrete incorporating low calcium fly ash | |
| Gaurav et al. | A comprehensive review on fly ash-based geopolymer: a pathway for sustainable future | |
| Rivera et al. | Alkali-activated cements from urban, mining and agro-industrial waste: State-of-the-art and opportunities | |
| CN102633525A (zh) | 一种以脱硫石膏为主要胶凝材料的泡沫混凝土及其制备方法 | |
| US5350549A (en) | Synthetic aggregate compositions derived from spent bed materials from fluidized bed combustion and fly ash | |
| Gharieb et al. | Valorization study of mixing aluminum slag with binary geopolymer blends to produce lightweight geopolymer concrete | |
| KR101168151B1 (ko) | 지반보강용 고화재 | |
| Naghizadeh et al. | Pozzolanic materials and waste products for formulation of geopolymer cements in developing countries: a review | |
| Pradhan et al. | Influence of RHA on strength and durability properties of alkali activated concrete | |
| Luo et al. | Performance of hydraulic lime by using carbide slag | |
| Manjunath et al. | Alkali-activated concrete systems: A state of art | |
| Murillo et al. | A study of a hybrid binder based on alkali-activated ceramic tile wastes and portland cement | |
| Souza et al. | Alkali-activated slag cellular concrete with expanded polystyrene (EPS)–physical, mechanical, and mineralogical properties | |
| Shi et al. | Physical, mechanical and microstructural properties of one-part semi-lightweight geopolymers based on metakaolin modified with gypsum and lime | |
| Brandštetr et al. | Properties and use of solid residue from fluidized bed coal combustion | |
| Chen et al. | Preparation of one-part geopolymers using coal gasification slag: Effect of alkali fusion product additive and liquid/solid ratio | |
| Barış | One-part alkali-activated mortars based on clay brick waste, natural pozzolan waste, and marble powder waste |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20220325 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20220711 |
|
| MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20240915 |