RO137964A2 - Manufacturing process and lining elements made of cement-free alkali-activated geopolymer micro concrete - Google Patents

Manufacturing process and lining elements made of cement-free alkali-activated geopolymer micro concrete Download PDF

Info

Publication number
RO137964A2
RO137964A2 ROA202200481A RO202200481A RO137964A2 RO 137964 A2 RO137964 A2 RO 137964A2 RO A202200481 A ROA202200481 A RO A202200481A RO 202200481 A RO202200481 A RO 202200481A RO 137964 A2 RO137964 A2 RO 137964A2
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
geopolymer
power plant
alkaline
plant ash
concrete
Prior art date
Application number
ROA202200481A
Other languages
Romanian (ro)
Inventor
Adrian Victor Lăzărescu
Brăduţ- Alexandru Ionescu
Vasilica Vasile
Andreea-Cristina Hegyi
Original Assignee
Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare În Construcţii, Urbanism Şi Dezvoltare Teritorială Durabilă "Urban - Incerc"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare În Construcţii, Urbanism Şi Dezvoltare Teritorială Durabilă "Urban - Incerc" filed Critical Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare În Construcţii, Urbanism Şi Dezvoltare Teritorială Durabilă "Urban - Incerc"
Priority to ROA202200481A priority Critical patent/RO137964A2/en
Publication of RO137964A2 publication Critical patent/RO137964A2/en

Links

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

The invention relates to a process for manufacturing a cement-free alkali-activated geopolymer micro concrete and to lining elements made of said concrete, to be used in lining outer or inner walls or other vertical or inclined elements thereof. According to the invention, the process comprises the following stages: preparing a dry mixture of 40% by mass, at the most, of F-class power plant ash with a fineness, as sieve residue, of 0.045 mm and natural river aggregates with a maximum granulation of 4 mm, with disperse reinforcement of metallic fibres, an alkali activator consisting of a Na2SiO3 solution and NaOH solution, in various molar concentrations, at a mass ratio in the range of 0.5...2.5, so that the metallic fibers content in the composite mass ranges between 5...15 kg/m3 of binder, gravimetrically dosing the dry mixture and the alkali activator so as to achieve an alkali activator : power plant ash ratio ranging between 0.5...1.0, preparing the geopolymer micro concrete, by mixing the dry mixture with the alkali activator, in a mixer, for 5...10 min, the resulting composite is poured in specific moulds where it is vibrated for 3...5 min and then it is subjected to a heat treatment at a temperature ranging between 50...80°C, for 4...48 h, followed by dismantling, trimming and storage. The lining elements, as claimed, have variable shapes and sizes, with a maximum side size of 500 ± 5mm and a minimum thickness of three times the size of the biggest grain of natural aggregates, and the following physical-mechanical characteristics, 7 days after casting: dry-state fingerprint density in the range of 1500...2000 kg/m3, water absorption of 8% at the most, good freeze-thaw resistance and resistance to environment factors and to usually employed cleaning solutions.

Description

Procedeu de realizare și elemente de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de cimentManufacturing process and cladding elements from alkaline-activated geopolymer microconcrete, without cement content

Invenția se referă la un Procedeu de realizare și elemente de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment, utilizând ca materii prime cenușa de termocentrală disponibilă în România, un activator alcalin pe bază de silicat de sodiu (Na2SiO3) și hidroxid de sodiu (NaOH) și agregate naturale de râu sort cu dimensiuniea maximă de 4 mm, destinat realizării elementelor de placare a pereților exteriori sau interiori ai construcțiilor sau a altor elemente înclinate sau verticale ale acestora.The invention refers to a Manufacturing process and cladding elements from alkaline activated geopolymer microconcrete, without cement content, using as raw materials power plant ash available in Romania, an alkaline activator based on sodium silicate (Na2SiO3) and sodium hydroxide (NaOH) and natural river sort aggregates with a maximum size of 4 mm, intended for the production of cladding elements of external or internal walls of buildings or other inclined or vertical elements thereof.

în urma Procedeu de realizare și elemente de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment se obțin elemente finite, de forma unor plăci, armate dispers, destinate utilizării la realizarea de finisaje sub formă de acoperiri prin placare a suprafeței pereților exteriori sau interiori ai construcțiilor sau a altor elemente înclinate sau verticale ale acestora.following the Production process and cladding elements from alkaline activated geopolymer microconcrete, without cement content, finished elements are obtained, in the form of plates, dispersedly reinforced, intended for use in the creation of finishes in the form of coatings by cladding the surface of external or internal walls of constructions or other inclined or vertical elements thereof.

Elementele de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment sunt elemente prefabricate, gata pentru pus în operă, a căror structură este formată dintr-o matrice de liant geopolimer în care sunt înglobate agregate naturale de râu cu granula maximă de 4 mm și armare dispersă cu fibre metalice. în funcție de tiparul de turnare utilizat, elementele de placare pot fi cu fața expusă (exterioară) plană sau având diferite profilaturi / modele.Alkaline-activated geopolymer microconcrete cladding elements without cement content are prefabricated elements, ready to be put into operation, whose structure consists of a geopolymer binder matrix in which natural river aggregates with a maximum grain of 4 mm are embedded and dispersed reinforcement with metallic fibers. depending on the molding pattern used, the cladding elements can be flat on the exposed (external) face or have different profiles / designs.

Principala particularitate a Procedeului de realizare și elemente de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment este utilizarea materiilor prime locale, a cenușii de termocentrală activată alcalin și agregatelor naturale de proveniență românească.The main peculiarity of the Alkaline-activated geopolymer microconcrete production process and cladding elements, without cement content, is the use of local raw materials, alkaline-activated power plant ash and natural aggregates of Romanian origin.

în principiu, materiile prime utilizate pentru producerea microbetonului geopolimeric sunt cenușa de termocentrală, activatorul alcalin, agregatele naturale de râu și fibrele metalice pentru armare dispersă. Activatorul alcalin este o soluție realizată din amestecarea cantitativ controlată de soluție de silicat de sodiu Na2SiO3 și o soluție de hidroxid de sodiu NaOH.basically, the raw materials used for the production of geopolymeric microconcrete are power plant ash, alkaline activator, natural river aggregates and metal fibers for dispersed reinforcement. The alkaline activator is a solution made by quantitatively controlled mixing of sodium silicate solution Na2SiO3 and a solution of sodium hydroxide NaOH.

Așa cum arăta Davidovits încă din 1979, matricea liantului geopolimeric se bazează pe o structură Si-O-Al-O, prin alternarea tetraedrelor de S1O4 și AIO4, unite între ele în trei direcții cu toți atomii de oxigen, numindu-le materiale geopolimere (Davidovits, 1979). într-o metodă simplificată, se poate afirma că geopolimerii pot fi sintetizați prin activarea alcalină a unor materiale care sunt bogate în S1O2 și AI2O3 (Al Bakri Abdullah et al., 201 lb).As Davidovits showed as early as 1979, the matrix of the geopolymer binder is based on a Si-O-Al-O structure, by alternating tetrahedra of S1O4 and AIO4, joined together in three directions with all oxygen atoms, calling them geopolymeric materials ( Davidovits, 1979). in a simplified method, it can be stated that geopolymers can be synthesized by alkaline activation of materials that are rich in S1O2 and Al2O3 (Al Bakri Abdullah et al., 201 lb).

OFICIUL DESTAT PENTRU INVENȚII MÂRCI Cerere de brevet de InvențieDESTAT OFFICE FOR TRADEMARKS INVENTIONS Patent Application

L 2^22. ..........L 2^22. ..........

Nr.............................................No.................................................

Dala depozit........0..7.0.0^.......·_Dala warehouse........0..7.0.0^.......·_

Aportul de oxizi necesar producerii liantului geopolimer al fiecărui material în parte este prezentat în figura 1. Agregatele naturale de râu formează un schelet îmbrăcat în matricea de liant geopolimeric.The supply of oxides required for the production of the geopolymer binder of each individual material is shown in figure 1. The natural river aggregates form a skeleton covered in the geopolymer binder matrix.

Formula empirică pentru întregul proces de geopolimerizare a liantului este (Davidovits, 1988):The empirical formula for the entire geopolymerization process of the binder is (Davidovits, 1988):

Mn{-(SiO2)z-AlO2}n,wH2O (1) unde: M - reprezintă elementul alcalin, care poate fi: K (potasiu); Na (sodiu); Ca (calciu);Mn{-(SiO2)z-AlO2}n,wH 2 O (1) where: M - represents the alkaline element, which can be: K (potassium); Na (sodium); Ca (calcium);

Simbolul indică prezența unei legături;The symbol indicates the presence of a link;

n - reprezintă gradul de policondensare (sau polimerizare);n - represents the degree of polycondensation (or polymerization);

z - este 1, 2, 3 sau mai mare, până la 32;z - is 1, 2, 3 or greater, up to 32;

w - reprezintă numărul moleculelor de apă legată.w - represents the number of bound water molecules.

Cenușă de termocentrală * SiO2 Power plant ash * SiO 2

Silicat de sodiu * A12O3 Sodium silicate * A1 2 O 3

Hidroxid de sodiu ----- — -4 Na2OSodium hydroxide ----- — -4 Na 2 O

Apă-------------'** H2OWater-------------'** H 2 O

Fig. 1. Originea elementelor molare care compun pasta geopolimeră activată alcalin în momentul în care cele două componente ale materialului geopolimer (solidele reactive și soluția alcalină) reacționează, se formează o rețea alumino-silicată, rezultând un produs dur, rezistent la apă (Duxon et al., 2007). Reacția de geopolimerizare mai poate fi exprimată chimic și conform șirului de ecuații chimice (2).Fig. 1. The origin of the molar elements that compose the alkaline activated geopolymer paste when the two components of the geopolymer material (the reactive solids and the alkaline solution) react, an alumino-silicate network is formed, resulting in a hard, water-resistant product (Duxon et al ., 2007). The geopolymerization reaction can also be expressed chemically according to the series of chemical equations (2).

2SÎOj AljO, + 3 OH“+ 3 H?O ™—* 2 [AÎ(OH)JT* [StO^OH).]2- , -HjO2SÎOj AljO, + 3 OH“+ 3 H ? O ™—* 2 [Al(OH)JT* [StO^OH).] 2- , -HjO

[AI(OH)J-*(SrO2(OH)2f----—►[AI(OH)J-*(SrO 2 (OH) 2 f----—►

HCț OHCţ O

HO O’ polycondensa bonHO O' polycondensa bon

(2)(2)

Reacția de geopolimerizare (Duxon et al., 2007) în prezent, aceste materiale sunt în curs de dezvoltare, cercetările fiind încurajate preponderent de nevoia de a reduce emisiile de CO2 la nivel global. Având excelente proprietăți mecanice și rezistențe în medii agresive, aceste materiale reprezintă o oportunitate atât pentruGeopolymerization reaction (Duxon et al., 2007) these materials are currently under development, research being encouraged mainly by the need to reduce CO2 emissions globally. Having excellent mechanical properties and resistances in aggressive environments, these materials represent an opportunity for both

mediul încojurător, cât și pentru inginerie, o alternativă la tehnologia tradițională (Lloyd și Rangan, 2010). Trebuie totuși ținut cont și de faptul că producerea de activatori pe baza de silicat de sodiu sau hidroxid de sodiu produce emisii care nu sunt de tipul “gazelor cu efect de seră” (SOx, NOx, fosfați, etc.), însă pot deveni problematici dacă nu se continuă dezvoltarea unor metode riguroase de producere a acestora (Herbert et al., 2011).environment as well as for engineering, an alternative to traditional technology (Lloyd and Rangan, 2010). However, it must also be taken into account that the production of activators based on sodium silicate or sodium hydroxide produces emissions that are not of the type of "greenhouse gases" (SOx, NOx, phosphates, etc.), but can become problematic if the development of rigorous methods of their production is not continued (Herbert et al., 2011).

La nivel mondial, cercetări cu privire la materialele geopolimere activate alcalin există, dar punerea în operă a acestora diferă foarte mult, datorită unor factori care influențează foarte mult acest tip de material liant. Parametrii care influențează caracteristicile finale ale liantului geopolimer sunt:Worldwide, research on alkaline-activated geopolymer materials exists, but their implementation differs greatly, due to factors that greatly influence this type of binding material. The parameters that influence the final characteristics of the geopolymer binder are:

- Caracteristicile fizico-chimice ale cenușii de termocentrală- Physico-chemical characteristics of power plant ash

- Proprietățile activatorului alcalin- The properties of the alkaline activator

- Raportul dintre Soluția Na2SiC>3 și Soluția NaOH- The ratio between Na2SiC>3 Solution and NaOH Solution

- Raportul dintre activatorul alcalin și materialul sursă- Ratio of alkaline activator to source material

- Raportul dintre materiile prime solide și apa- The ratio between solid raw materials and water

- Parametrii tratamentului termic- Thermal treatment parameters

Cantitatea mare de cenușă de termocentrală rezultată în urma arderilor cărbunilor pentru producerea de energie electrică, pe teritoriul României, poate crea noi oportunități de realizare a acestui tip de materiale inovative, cu durabilitate satisfăcătoare și cu impact negativ asupra mediului, redus. în România există multe centrale termoelectrice ale căror cenușă, rezultată ca subprodus/deșeu ar putea fi exploatată pentru producerea de beton geopolimer bazat pe cenușă de termocentrală (Figura 2).The large amount of thermal power plant ash resulting from the combustion of coal for the production of electricity, in Romania, can create new opportunities for the realization of this type of innovative materials, with satisfactory durability and with a low negative impact on the environment. in Romania there are many thermal power plants whose ash, resulting as a by-product/waste, could be exploited for the production of geopolymer concrete based on power plant ash (Figure 2).

Fig. 2. Repartiția geografică a centralelor din România (CEPROCIM, 2009) am în brevetul de invenție cu numărul R000121965 se menționează o invenție referitoare la o compoziție de ciment ecologic cu conținut de 35-40% cenușă de termocentrală. Acest material se deosebește de liantul geopolimer care face obiectul prezentei solicitări prin aceea că are un conținut de ciment de 6-8% și soluție apoasă de ester a unei rășini modificate, rezultată din conifere de 0,180,22 1 și este destinat realizării construcțiilor rutiere hidrotehnice.Fig. 2. The geographical distribution of power plants in Romania (CEPROCIM, 2009) in the invention patent number R000121965, an invention is mentioned regarding an ecological cement composition with a content of 35-40% power plant ash. This material differs from the geopolymer binder that is the subject of this request in that it has a cement content of 6-8% and an aqueous ester solution of a modified resin, resulting from conifers of 0.180.22 1 and is intended for the realization of hydrotechnical road constructions .

în brevetul de invenție cu numărul R000123502 se menționează o invenție referitoare la o compoziție pentru beton macroporos polimeric destinat construcțiilor civile și industriale. Compoziția betonului macroporos polimeric este constituită din agregate polimerice sub formă de cuburi având laturi de 25 mm, 15 mm și 10 mm, și sub formă de sfere cu diametrul de 3 mm, agregat mineral, cu o granulație de 0, 05...0, 1 mm, liant mineral, rășină acrilică, rășină epoxidică bisfenolică, întăritor și apă, ceea ce îl diferențiază net de microbetonul geopolimer care face obiectul prezentei solicitări.in the patent number R000123502 an invention is mentioned regarding a composition for polymeric macroporous concrete intended for civil and industrial constructions. The composition of the polymeric macroporous concrete consists of polymer aggregates in the form of cubes with sides of 25 mm, 15 mm and 10 mm, and in the form of spheres with a diameter of 3 mm, mineral aggregate, with a grain size of 0, 05...0 , 1 mm, mineral binder, acrylic resin, bisphenolic epoxy resin, hardener and water, which clearly differentiates it from the geopolymer microconcrete that is the subject of this request.

în brevetul de invenție cu numărul RO00125903 se menționează o invenție referitoare la o compoziție și un procedeu de obținere a unui amestec ciment-polimer precum și procedeu de aplicare a compoziției la pavat drumuri și șosele. Acest amestec ciment - polimer se diferențiază net de microbetonul geopolimer care face obiectul prezentei solicitări deoarece se utilizează ca materii prime cenușă de termocentrală dar și ciment, negru de fum și oxid de zinc, iar domeniul de utilizare este total diferit.in the invention patent with the number RO00125903, an invention is mentioned regarding a composition and a process for obtaining a cement-polymer mixture as well as a process for applying the composition to paving roads and highways. This cement-polymer mixture is clearly different from the geopolymer microconcrete that is the subject of this request because it uses power plant ash as raw materials but also cement, carbon black and zinc oxide, and the field of use is totally different.

în brevetul de invenție cu numărul R000106126 se menționează o invenție referitoare la un procedeu de obținere a unor produse din betoane pe bază de cenușă de termocentrală. Conținutul de activator chimic calcic și de deșeuri din fibră de sticlă, precum și întărirea realizată 15 °C - 30°C și umiditate de 70 - 100% sau prin efect de seră diferențiază acest procedeul de cel de realizare a microbetonului geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment care face obiectul prezentei solicitări.in the invention patent with the number R000106126, an invention related to a process for obtaining concrete products based on thermal power plant ash is mentioned. The content of calcium chemical activator and glass fiber waste, as well as the hardening carried out at 15 °C - 30 °C and humidity of 70 - 100% or by greenhouse effect differentiates this process from that of making alkaline activated geopolymer microconcrete, without cement content that is the subject of this request.

în brevetul de invenție cu numărul EP2852562, publicat și sub numerele UAa201413803, CA2874234, CN104781209, US20150321960, AU2013264456, DK2852562, BR112014029174, ES2625015, ID2015/01680, MYPI 2014003224, IN2396/MUMNP/2014, PT2852562,in patent number EP2852562, published also under numbers UAa201413803, CA2874234, CN104781209, US20150321960, AU2013264456, DK2852562, BR112014029174, ES2625015, ID2015/01680, MYPI 2014003224, IN2396/MUMNP/2014, PT2852562,

WO2013/176545 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține zahăr, derivați ai acestuia, acizi organici și sare.WO2013/176545 mentions an invention related to a geopolymer material, but which in its composition contains sugar, its derivatives, organic acids and salt.

In brevetul de invenție cu numărul EP2951133, publicat și sub numerele KR1020150118969, US20150376060, RU2015133906, ID2017/00351, TH160513,In the patent number EP2951133, published also under the numbers KR1020150118969, US20150376060, RU2015133906, ID2017/00351, TH160513,

BR112015018590, IN2336/KOLNP/2015, RU0002664723, WO2014/118242, se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer rezistent la foc, realizat însă cu compuși pe bază de magneziu.BR112015018590, IN2336/KOLNP/2015, RU0002664723, WO2014/118242, mentions an invention relating to a fire-resistant geopolymer material, but made with magnesium-based compounds.

în brevetul de invenție cu numărul US09290416 se menționează o invenție referitoare la un procedeu de realizare a unui material geopolimer pe bază de cenușă de termocentrală, dar principiul de realizare este bazat pe metodă de calcul teoretic al compoziției. Un procedeu asemănător este prezentat și în brevetul de invenție cu numărul W02005049522, publicat și sub numerele ZA2006/04360, EP1689691, US20070125272, CN1882516, CA2545407, NZ547756, AU2004290614, IN131 l/KOLNP/2006, EP1689691, a cărui principală diferență față de propunerea prezentată este conținutul de 40-60% agregate, iar activatorul alcalin poate conține un silicat a metalelor din grupa alcalino-pământoase, nu neapărat silicatul de sodiu.in the invention patent with the number US09290416, an invention is mentioned regarding a process for making a geopolymer material based on thermal power plant ash, but the principle of making it is based on the method of theoretical calculation of the composition. A similar process is presented in patent number W02005049522, also published under numbers ZA2006/04360, EP1689691, US20070125272, CN1882516, CA2545407, NZ547756, AU2004290614, IN131 l/KOLNP/2006, EP 1689691, whose main difference from the proposal shown is the content of 40-60% aggregates, and the alkaline activator may contain a silicate of the alkaline-earth metals, not necessarily sodium silicate.

în brevetul de invenție cu numărul CN 106630903 se menționează o invenție referitoare la beton geopolimer în a cărui compoziție se regăsește cenușă de termocentrală și zgură dar destinat execuției de fundații cu durabilitate ridicată.in the invention patent with the number CN 106630903, an invention is mentioned regarding geopolymer concrete whose composition includes thermal power plant ash and slag but intended for the execution of foundations with high durability.

în brevetul de invenție cu numărul WO2011135584, publicat și sub numărul IN1365/MUM/2010, se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer activat alcalin, dar în compoziția căruia se regăsește și hidroxid de calciu și ciment Portland.in the invention patent with the number WO2011135584, also published under the number IN1365/MUM/2010, an invention is mentioned regarding an alkaline activated geopolymer material, but in the composition of which calcium hydroxide and Portland cement are also found.

în brevetul de invenție cu numărul IN1830/CHE/2015 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer dar pe bază de cenușă de vatră (cenușă grea) activată alcalin, cu întărire la temperatura normală, fără tratament termic.in the invention patent with the number IN1830/CHE/2015, an invention is mentioned regarding a geopolymer material but based on alkaline activated hearth ash (fatty ash), with hardening at normal temperature, without heat treatment.

în brevetul de invenție cu numărul CN 104529300 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer cu conținut de pulbere de sticlă, zgură, caolin, oxid de zinc, dioxid de titan etc.in the invention patent with the number CN 104529300, an invention is mentioned regarding a geopolymer material containing glass powder, slag, kaolin, zinc oxide, titanium dioxide, etc.

în brevetul de invenție cu numărul IN6203/DELNP/2011, publicat și sub numerele EP2385966, US20110271876, CN102325736, W02010/079414 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține zgură de furnal și bauxită.in the invention patent with the number IN6203/DELNP/2011, also published under the numbers EP2385966, US20110271876, CN102325736, W02010/079414, an invention is mentioned regarding a geopolymer material, but which in its composition contains blast furnace slag and bauxite.

în brevetul de invenție cu numărul NZ707001, publicat și sub numerele US20150321954, AU2013344816, WO2014/075134 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține și carbonat de sodiu.in the invention patent with the number NZ707001, published also under the numbers US20150321954, AU2013344816, WO2014/075134, an invention related to a geopolymer material, but which also contains sodium carbonate in its composition, is mentioned.

în brevetul de invenție cu numărul CN103172295 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziția activatorului conține trietanolamina, a reducător de apă naftalinic, pudră de cuarț și lapte de var.in the invention patent with the number CN103172295, an invention related to a geopolymer material is mentioned, but which in the composition of the activator contains triethanolamine, a naphthalene water reducer, quartz powder and milk of lime.

în brevetul de invenție cu numărul IN7105/CHE/2015 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține nisip cu curbă granulometrică controlată, fără armare dispersă.in the invention patent with the number IN7105/CHE/2015, an invention related to a geopolymer material is mentioned, but which in its composition contains sand with a controlled granulometric curve, without dispersed reinforcement.

în brevetul de invenție cu numărul CN 109437701 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține și argilă și pubră de cristobalit.in the invention patent with the number CN 109437701, an invention related to a geopolymer material is mentioned, but which also contains clay and cristobalite powder in its composition.

în brevetul de invenție cu numărul CN106336158 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține și pudră de deșeuri minerale, silice ultrafină, agent reducător de apă și agregate.the invention patent number CN106336158 mentions an invention related to a geopolymer material, but which in its composition also contains mineral waste powder, ultrafine silica, water reducing agent and aggregates.

în brevetul de invenție cu numărul CN106082927 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține și zgură, micro-pudră din deșeuri din construcții și pudră de hidroxid de sodiu.in the invention patent with the number CN106082927, an invention related to a geopolymer material is mentioned, but which in its composition also contains slag, micro-powder from construction waste and sodium hydroxide powder.

în brevetul de invenție cu numărul JP2016005994 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține și zgură de furnal și silice ultrafină.patent number JP2016005994 mentions an invention related to a geopolymer material, but which in its composition also contains blast furnace slag and ultrafine silica.

în brevetul de invenție cu numărul RU0002599742 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține și hidroxid de potasiu și silice ultrafină, iar activatorul alcalin conține și silicat de potasiu.patent number RU0002599742 mentions an invention related to a geopolymer material, but which in its composition also contains potassium hydroxide and ultrafine silica, and the alkaline activator also contains potassium silicate.

în brevetul de invenție cu numărul WO201603 0904 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție nu conține hidroxid de sodiu, în schimb conține zgură de furnal.patent number WO201603 0904 mentions an invention related to a geopolymer material, but which in its composition does not contain sodium hydroxide, instead it contains blast furnace slag.

în brevetul de invenție cu numărul RU0002517729 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține un aditiv intensificator de gelifiere pe bază de minerale argiloase (montmorilonit), iar temperatura de tratament termic este cuprinsă în intervalul 25°C -75°C.in the invention patent with the number RU0002517729, an invention related to a geopolymer material is mentioned, but which in its composition contains a gelation enhancing additive based on clay minerals (montmorillonite), and the heat treatment temperature is in the range of 25°C -75 °C.

în brevetul de invenție cu numărul IN201841008645 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține zgură de furnal, nanosilice, apă de mare și praf de marmură.in the invention patent with the number IN201841008645, an invention related to a geopolymer material is mentioned, but which in its composition contains furnace slag, nanosilica, sea water and marble dust.

în brevetul de invenție cu numărul CN101891498 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține praf de aluminiu.in the invention patent with the number CN101891498, an invention related to a geopolymer material is mentioned, but which in its composition contains aluminum dust.

în brevetul de invenție cu numărul IN201737001848, publicat și sub numerele AU2015303826, US20170204008, CN107074651, W02016/023073 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține fie cenușă de termocentrală, fie un fîlo-silicat de aluminiu ca înlocuitor al acesteia.in the invention patent with the number IN201737001848, published also under the numbers AU2015303826, US20170204008, CN107074651, W02016/023073, an invention is mentioned regarding a geopolymer material, but which in its composition contains either power plant ash or an aluminum phyllo-silicate as a substitute of it.

în brevetul de invenție cu numărul W02014141051, publicat și sub numărul EP2970003 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer celular, cu densitate aparentă de 400 kg/m3 - 1200 kg/m3 și rezistență la compresiune la 28 zile de la turnare de 3 - 17 MPa și care în compoziție conține ciment Portland, zgură de furnal, meta-caolin, praf de cuptor, aluminosilicați puzzolanici bogați în oxid de calciu și agent de gelifiere.in the invention patent with the number W02014141051, published and under the number EP2970003, an invention is mentioned regarding a cellular geopolymer material, with an apparent density of 400 kg/m 3 - 1200 kg/m 3 and a compressive strength 28 days after casting of 3 - 17 MPa and which in the composition contains Portland cement, furnace slag, meta-kaolin, furnace dust, pozzolanic aluminosilicates rich in calcium oxide and gelling agent.

în brevetul de invenție cu numărul WO2012083255, publicat și sub numerele CA2821512, EP2651846, JP2013545714, MX342948, RU2013132983, KR1020140010018, RU0002599742, BR112013014685, VN35844 ΊΉ147136, CN107265937, IN5571/CHENP/2013, EG27474 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține aditiv puzzolanic, nanosilice, iar temperatura de tratament termic este 90-150 °C.in patent number WO2012083255, published also under numbers CA2821512, EP2651846, JP2013545714, MX342948, RU2013132983, KR1020140010018, RU0002599742, BR112013014685, VN35844 ΊΉ147136, CN107265937, IN5571/CHENP/2013, EG27474 mentions an invention relating to a geopolymer material, but which in the composition contains pozzolanic additive, nanosilica, and the heat treatment temperature is 90-150 °C.

în brevetul de invenție cu numărul IN9721/DELNP/2014, publicat și sub numerele UAa201412514, CA2871577, CN104245621, EP2841390, JP2015514675, KR1020150006855, RU2014146785, NZ702224, AU2013252686, RU0002622263, BR112014025056, MYPI 2014703079, W02013/163010, se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține și sulfat de calciu.in the invention patent number IN9721/DELNP/2014, published also under the numbers UAa201412514, CA2871577, CN104245621, EP2841390, JP2015514675, KR1020150006855, RU2014146785, NZ702224, AU2013252 686, RU0002622263, BR112014025056, MYPI 2014703079, W02013/163010, an invention relating to to a geopolymer material, but which also contains calcium sulfate in its composition.

în brevetul de invenție cu numărul CN106854045, publicat și sub numerele CN106854072, CN106854059 se menționează o invenție referitoare la o metodă de realizare a unui material geopolimeric care, însă, utilizează zgură și agregate reciclate.in the invention patent with the number CN106854045, published also under the numbers CN106854072, CN106854059, an invention is mentioned regarding a method of making a geopolymeric material which, however, uses slag and recycled aggregates.

în brevetul de invenție cu numărul US20180015515, publicat și sub numerele SG11201607307Q, MYPI 2017702815, CA2976409, CN107249765, KR1020170116086, PH1/2017/501408, ID2018/01002, WO2016/128994, se menționează o invenție referitoare la o metodă de realizare a elementelor de pavaj utilizând deșeuri municipale. Principala diferență față de prezenta solicitare este realizarea unui geopolymer utilizând nu cenușa de termocentrală ci, cenușa rezultată din arderea deșeurilor municipale solide.in patent number US20180015515, published also under numbers SG11201607307Q, MYPI 2017702815, CA2976409, CN107249765, KR1020170116086, PH1/2017/501408, ID2018/01002, WO2016/1 28994, mention is made of an invention relating to a method of making the elements of paving using municipal waste. The main difference from the present request is the realization of a geopolymer using not the thermal power plant ash, but the ash resulting from the burning of municipal solid waste.

în brevetul de invenție cu numărul IN201841049049 se menționează o invenție referitoare la o metodă de realizare a elementelor de pavaj din material geopolimeric dar, acestea se raportează la condițiile de testare și admisibilitate conf. IS 15658:2006, mai permisiv din punct de vedere al limitelor de acceptabilitate și care prevede testarea la 28 de zile de la turnare, iar în compoziția geopolimerului se utilizează zgură de furnal.in the invention patent with the number IN201841049049, an invention is mentioned regarding a method of making paving elements from geopolymeric material, but they refer to the test and admissibility conditions according to IS 15658:2006, more permissive in terms of limits of acceptability and which provides for testing 28 days after pouring, and blast furnace slag is used in the composition of the geopolymer.

în brevetul de invenție cu numărul US20100058957 se menționează o invenție referitoare la o metodă de realizare a unui material geopolimeric, care se poate folosi la fabricarea elementelor de pavaj, dar în compoziția acesteia utilizându-se agregate reciclate iar activatorul alcalin și putând conține hidroxizi, carbonați, aluminați, silicați ai metalelor alcalono-pământoase sau combinații ai acestora.in the invention patent with the number US20100058957 an invention is mentioned regarding a method of making a geopolymeric material, which can be used in the manufacture of paving elements, but in its composition using recycled aggregates and the alkaline activator and may contain hydroxides, carbonates , aluminates, silicates of alkaline earth metals or combinations thereof.

Cu toate că în documentele prezentate mai sus există elemente comune cu Procedeu de realizare și elemente de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment - în general prezența cenușii de termocentrală și utilizarea metodei de activare alcalină a acesteia, nici unul dintre ele nu face referire la un produs sau procedeu de obținere a unui microbeton geopolimer utilizând exclusiv cenușă de termocentrală disponibilă în România și fiecare dintre cele anterior prezentate au cel puțin o particularitate care le diferențiază. Așa cum s-a prezentat anterior, caracteristicile generale, compoziția oxidică și finețea cenușii de termocentrală, precum și etapele tehnologice de preparare a activatorului alcalin sunt esențiale pentru realizarea liantului geopolimer, respectiv a produsului finit - elementul de placare din microbeton geopolimer, și diferențiază evident procedeul de realizare a microbetonului geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment care face obiectul prezentei solicitări, în raport cu documentele prezentate și analizate mai sus.Although in the documents presented above there are common elements with Production process and cladding elements from alkaline activated geopolymer microconcrete without cement content - generally the presence of power plant ash and the use of its alkaline activation method, none of them refers to a product or process for obtaining a geopolymer microconcrete using exclusively thermal power plant ash available in Romania, and each of the previously presented has at least one particularity that differentiates them. As previously presented, the general characteristics, the oxide composition and the fineness of the power plant ash, as well as the technological stages of preparation of the alkaline activator are essential for the realization of the geopolymer binder, respectively the finished product - the geopolymer microconcrete cladding element, and clearly differentiate the process from production of the alkaline-activated geopolymer microconcrete, without cement content, which is the subject of this request, in relation to the documents presented and analyzed above.

Scopul acestei invenții este de a oferi, utilizând materiale locale din România, o soluție completă și prietenoasă cu mediul pentru realizarea de elemente de placare din materiale de construcții alternative, cu impact redus asupra mediului prin aplicarea conceptului de economie circulară pentru cenușa de termocentrală care dintr-un sub-produs industrial devine materie primă în proiectarea și realizarea materialelor geopolimere activate alcalin, prevenind astfel conversia sa în deșeu haldat.The purpose of this invention is to offer, using local materials from Romania, a complete and environmentally friendly solution for the production of cladding elements from alternative construction materials, with a low impact on the environment by applying the circular economy concept for power plant ash that from - an industrial by-product becomes a raw material in the design and production of alkaline activated geopolymer materials, thus preventing its conversion into landfilled waste.

Inovativitatea acestei invenții constă în valorificarea materialelor locale prin dezvoltarea de compoziții noi de materiale activate alcalin doar pe bază de cenușă de termocentrală și proiectarea specifică a compozițiilor potrivite pentru realizarea elementelor prefabricate pentru placare cu caracteristici fizico-mecanice satisfăcătoare domeniului de utilizare preconizat.The innovativeness of this invention consists in the valorization of local materials through the development of new compositions of alkaline activated materials based only on thermal power plant ash and the specific design of compositions suitable for the realization of prefabricated elements for cladding with physical-mechanical characteristics satisfying the intended field of use.

Problema pe care o rezolvă acest Procedeu de realizare elemente de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment, prin concepți sa, este oferirea unei posibilități de realizare a unui material fără conținut de ciment, care reintroduce în circuitul economic un subprodus/deșeu - cenușa de termocentrală care până în prezent este haldat. Prezenta solicitare este fundamental motivată pe necesitatea, identificată atât la nivel global, cât și la nivel național, de a implementa principiile unei dezvoltări durabile, cu consum sustenabil a resurselor, de valorificare a deșeurilor existente și prevenție a generării unora noi, în contextul ecologic mondial de reducere drastică a efectelor cu caracter nociv referitor la poluarea, destabilizarea ecosistemelor, încălzirea globală și toate elementele conexe acestora. în acest sens prezenta propunere abordează cercetarea în profunzime a potențialului valorificării cenușii de termocentrală, ca materie primă.The problem solved by this Process for making cladding elements from alkaline activated geopolymer microconcrete, without cement content, by its conception, is to offer a possibility of making a material without cement content, which reintroduces a by-product/waste into the economic circuit - power plant ash that is still being dumped. The present request is fundamentally motivated by the need, identified both at global and national level, to implement the principles of sustainable development, with sustainable consumption of resources, of valorizing existing waste and preventing the generation of new ones, in the global ecological context of drastic reduction of harmful effects related to pollution, destabilization of ecosystems, global warming and all related elements. in this sense, this proposal approaches the in-depth research of the potential of the utilization of thermal power plant ash, as a raw material.

Dificultatea realizării microbetonului geopolimer constă în aceea că caracteristicile fizicochimice ale cenușii de termocentrală variază în funcție de parametrii tehnologici ai termocentralei, tipul de cărbune ars, tipul instalației de captare, modalitățile de prelucrare post-captare a cenușii etc. Astfel, cenușa de termocentrală poate prezenta variații ale compoziției oxidice, granulozitate, suprafață specifică etc., toate acestea influențând evoluția mecanismului de geopolimerizare. De asemenea, raportul liant - agregate naturale și distribuția granulometrică a agregatelor influențează definitoriu distribuția agregatelor în matricea geopolimerică și caracteristicile fizico-mecanice, de rezistență și durabilitate a elementelor de placare. Utilizarea fibrelor metalice ca material de armare dispersă în matricea compozită de liant geopolimer aduce, pe de o parte avantaje din punct de vedere a performanțelor fizico-mecanice și de durabilitate, dar pe de altă parte, introduce o problema de dozare, mai ales a activatorului alcalin. Ponderea activatrului alcalin în întregul amestec precum și disponibilitatea sa pentru principalul scop, acela de contribuție în reacțiile deThe difficulty of making geopolymer microconcrete lies in the fact that the physicochemical characteristics of power plant ash vary depending on the technological parameters of the power plant, the type of coal burned, the type of capture facility, the methods of post-capture processing of the ash, etc. Thus, thermal power plant ash can present variations in the oxide composition, granularity, specific surface, etc., all of which influence the evolution of the geopolymerization mechanism. Also, the binder - natural aggregates ratio and the granulometric distribution of the aggregates decisively influence the distribution of the aggregates in the geopolymeric matrix and the physical-mechanical characteristics, strength and durability of the cladding elements. The use of metallic fibers as dispersed reinforcement material in the geopolymer binder composite matrix brings, on the one hand, advantages in terms of physical-mechanical performance and durability, but on the other hand, it introduces a dosing problem, especially of the activator alkaline. The share of the alkaline activator in the entire mixture as well as its availability for the main purpose, that of contributing to the reactions of

geopolimerizare, poate fi influneța lucrabilitatea și omogenitatea amestecului, acești doi indicatori fiind totodată influențați de ponderea de fibre metalice și potențialul lor de dispersie omogenă în timpul malaxării.geopolymerization, the workability and homogeneity of the mixture can be influenced, these two indicators being also influenced by the weight of metallic fibers and their potential for homogeneous dispersion during mixing.

Avantajele utilizării Procedeului de realizare și elemente de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment sunt posibilitatea reintroducerii în circuitul economic a unui subprodus/deșeu haldat, poluant - cenușa de termocentrală și posibilitatea de realizare a unor elemente prefabricate mici (elemente de placare) care pot fi utilizate după 7 zile de la turnare, reducând astfel durata de depozitare în vederea maturării, durată care în cazul prefabricatelor similare din beton este de 28 de zile de la turnare. Mai mult, elementele prefabricate pentru placare realizate din microbetonul geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment, maturate mai repede decât cele din beton, prezintă la maturitate caracteristici de rezistență mecanică comparabile cu cele din beton și o densitate a materialului mai mică, ceea ce reduce inclusiv efortul de depozitare, transport, manipulare și punere în operă. Acste elemente prefabricare prezintă o suprafață netedă, lisă, fără fisuri, cu bune caracteristici estetice, cu absorbție redusă de apă, rezistență la agenți abrazivi sau tratamente de curățare, Pe de altă parte, Procedeul de realizare și elemente de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment contribuie la reducerea emisiilor de carbon ca urmare a faptului că nu utilizează ciment - cunoscut fiind faptul că industria producătoare de ciment este puternic poluatoare.The advantages of using the Manufacturing process and cladding elements from alkaline activated geopolymer microconcrete, without cement content, are the possibility of re-introducing into the economic circuit a polluting by-product/dumped waste - thermal power plant ash and the possibility of making small prefabricated elements (cladding elements ) that can be used after 7 days from casting, thus reducing the storage time for maturing, which in the case of similar precast concrete is 28 days from casting. Furthermore, precast cladding elements made from cement-free, alkali-activated geopolymer microconcrete, which mature faster than concrete, have at maturity mechanical strength characteristics comparable to concrete and a lower material density, which reduces including storage, transportation, handling and commissioning effort. These precast elements present a smooth, smooth, crack-free surface with good aesthetic characteristics, with low water absorption, resistance to abrasive agents or cleaning treatments, On the other hand, the production process and cladding elements of alkaline activated geopolymer microconcrete , without cement content contributes to the reduction of carbon emissions as a result of the fact that it does not use cement - it is known that the cement production industry is highly polluting.

Exemplu de realizareExample of realization

Procedeu de realizare și elemente de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment utilizează următoarele materii prime:Manufacturing process and cladding elements from alkaline-activated geopolymer microconcrete, without cement content, uses the following raw materials:

I. cenușa de termocentrală - material pulverulent, cu finețea caracterizată ca rest pe sita de 0,045 mm, maxim 40%. Se utilizează cenușă de termocentrală Clasa F, conform ASTM C618/2019 cu următoarele condiții impuse pentru compoziția oxidică: (SiO2 + AI2O3 + Fe2O3) >70%; SO3<5%; PC<6%.I. thermal power plant ash - pulverulent material, with fineness characterized as residue on the 0.045 mm sieve, maximum 40%. Class F thermal power plant ash is used, according to ASTM C618/2019 with the following conditions imposed for the oxide composition: (SiO 2 + AI2O3 + Fe 2 O 3 ) >70%; SO 3 <5%;PC<6%.

II. activatorul alcalin - soluție preparată prin amestecarea în proporții cunoscute a soluției de silicat de sodiu (Na2SO3) și hidroxid de sodiu (NaOH).II. alkaline activator - solution prepared by mixing sodium silicate solution (Na 2 SO 3 ) and sodium hydroxide (NaOH) in known proportions.

III. agregate naturale de râu cu granula maximă de 4 mm. IV. fibre metalice lise.III. natural river aggregates with a maximum grain size of 4 mm. IV. smooth metallic fibers.

Parametrii tehnologici impuși pentru Procedeu de realizare și elemente de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment și etapele procesului tehnologic sunt:The technological parameters imposed for the production process and cladding elements from alkaline activated geopolymer microconcrete, without cement content and the stages of the technological process are:

> Proprietățile materiilor prime de preparare ale activatorului alcalin> Properties of alkaline activator raw materials

- soluția de silicat de sodiu (Na2SC>3) - produs comercializat și cunoscut și sub numele de apă de sticlă, cu un raport între concentrațiile molare procentuale S1O2 / Na2O în intervalul 1,5 și 3,5, se utilizează ca atare;- sodium silicate solution (Na2SC>3) - marketed product and also known as glass water, with a ratio between molar percentage concentrations S1O2 / Na2O in the range of 1.5 and 3.5, is used as such;

- soluția de hidroxid de sodiu (NaOH) - se prepară prin dizolvarea în apă a fulgilor de hidroxid de sodiu (NaOH), astfel încât să se obțină concentrații molare de 8M, 1 OM sau 12M. Soluția de hidroxid de sodiu (NaOH) se utilizează după 24 h de la preparare și păstrare în recipiente închise.- sodium hydroxide (NaOH) solution - is prepared by dissolving sodium hydroxide (NaOH) flakes in water, so as to obtain molar concentrations of 8M, 1 OM or 12M. The sodium hydroxide (NaOH) solution is used after 24 h of preparation and storage in closed containers.

> Prepararea activatorului alcalin - se realizează prin combinarea soluțiilor de Na2SiO3 și NaOH. Raportul masic dintre soluția Na2SiO3 și soluția NaOH utilizate pentru prepararea activatorului alcalin, este cuprins în intervalul 0,5 - 2,5.> Preparation of alkaline activator - it is done by combining solutions of Na2SiO3 and NaOH. The mass ratio between the Na2SiO3 solution and the NaOH solution used for the preparation of the alkaline activator is in the range of 0.5 - 2.5.

> Vârsta activatorului alcalin - activatorul alcalin se utilizează după 24 h de la preparare și păstrare în recipiente închise.> Age of the alkaline activator - the alkaline activator is used after 24 h of preparation and storage in closed containers.

> Raportul masic dintre activatorul alcalin și cenușa de termocentrală este cuprins în intervalul 0,5 - 1,0.> The mass ratio between the alkaline activator and power plant ash is in the range of 0.5 - 1.0.

> Raportul procentual masic dintre agregatele naturale de râu și liantul geopolimeric este 50% - 50%, 60% - 40%, 65% - 35% sau 70% - 30%.> Mass percentage ratio between natural river aggregates and geopolymer binder is 50% - 50%, 60% - 40%, 65% - 35% or 70% - 30%.

> Tehnologia de preparare - amestecarea componenților se realizează la o temperatură de (20±3)°C, în următoarele etape:> Preparation technology - the mixing of the components is carried out at a temperature of (20±3)°C, in the following stages:

- realizarea amestecului uscat prin adăugarea în amestecul de agregate a cantității prestabilite de cenușă de termocentrală și omogenizarea materiei uscate (agregat + cenușă) prin malaxare la viteză redusă pentru încă 60 de secunde.- making the dry mixture by adding the predetermined amount of power plant ash to the aggregate mixture and homogenizing the dry matter (aggregate + ash) by mixing at low speed for another 60 seconds.

- introducerea fibrelor metalice, în raport masic de 5-15 kg/m3 de liant în amestecul uscat și omogenizarea amestecului prin malaxare la viteză redusă pentru încă 60 de secunde.- the introduction of metallic fibers, in a mass ratio of 5-15 kg/m 3 of binder in the dry mixture and the homogenization of the mixture by kneading at low speed for another 60 seconds.

- adăugarea activatorului alcalin cu o viteză astfel încât întreaga cantitate de soluție să fie introdusă în cuva de malaxare pe durata a 90 de secunde.- adding the alkaline activator at a rate so that the entire amount of solution is introduced into the mixing tank during 90 seconds.

- malaxarea la viteză redusă a amestecului proaspăt de microbeton geopolimer timp de 5 - 10 minute, în funcție de lucrabilitatea amestecului.- low-speed mixing of the fresh geopolymer microconcrete mixture for 5 - 10 minutes, depending on the workability of the mixture.

> Turnarea în tipare - microbetonul geopolimer proaspăt se toarnă în tipare de polipropilenă, cu forme și geometrie uzuale pentru elementele de placare. Dimensiunea laturii tiparului (lungime și / sau lățime) va fi de maxim 500±5 mm. Indiferent de dimensiunile și forma tiparelor selectate, se vor asigura condițiile necesare pentru a se obține o grosime a produsului finit de min. 3 x dimensiunea maximă a granulei de agregat.> Pouring into molds - fresh geopolymer microconcrete is poured into polypropylene molds with the usual shapes and geometry for cladding elements. The size of the side of the print (length and / or width) will be a maximum of 500±5 mm. Regardless of the dimensions and shape of the selected patterns, the necessary conditions will be ensured to obtain a thickness of the finished product of min. 3 x maximum aggregate grain size.

> Vibrarea - după turnarea în tipare, acestea se vibrează timp de 5 minute pentru omogenizare și eliminarea eventualelor bule de aer incluse în masa de microbeton geopolimer în procesul de preparare sau turnare.> Vibration - after pouring in the patterns, they are vibrated for 5 minutes to homogenize and eliminate any air bubbles included in the geopolymer microconcrete mass during the preparation or casting process.

> Procedura de tratament termic - microbetonul geopolimer preparat se întărește prin păstrare la temperatura de 50°C -80°C, timp de 4-48 h.> Heat treatment procedure - the prepared geopolymer microconcrete hardens by keeping it at a temperature of 50°C -80°C, for 4-48 h.

> După parcurgerea etapei de tratament termic, produsele se lasă pentru răcire la temperatura ambientală, se decofrează și, dacă este nevoie, se efectuează operațiuni finale de finisare (debavurare). După întărirea sub tratament termic, produsul finit se decofrează cu ușurință deoarece microbetonul geopoliremic nu are aderență mare la polipropilena din care sunt realizate matrițele.> After completing the heat treatment stage, the products are left to cool to ambient temperature, they are removed from the mold and, if necessary, final finishing operations (deburring) are carried out. After hardening under heat treatment, the finished product is easily removed from the formwork because the geopolymeric microconcrete does not have great adhesion to the polypropylene from which the molds are made.

> Pentru atingerea maturității prin definitivarea reacțiilor de polimerizare, elementele decofrate se depozitează pe paleți, în condiții de temperatură 20±3°C și 60±5% umiditate realtivă a aerului, ferite de acțiunea directă a razelor solare, ploii, gerului sau altor condiții extreme de mediu, până la atingerea vârstei de 7 zile de la turnare, după care pot fi utilizate la realizarea lucrărilor de finisare prin placare a pereților construcțiilor. La atingerea acestei vârste produsele îndeplinesc cerințele necesare punerii în operă facile și de durabilitate.> To reach maturity by finalizing the polymerization reactions, the unformed elements are stored on pallets, in temperature conditions of 20±3°C and 60±5% relative air humidity, protected from the direct action of sunlight, rain, frost or other conditions environmental extremes, until reaching the age of 7 days from casting, after which they can be used for finishing works by cladding the walls of buildings. At this age, the products meet the requirements for easy commissioning and durability.

î n figura 3 este prezentat schematic fluxul tehnologic pentru Procedeu de realizare și elemente de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment.Figure 3 shows schematically the technological flow for the manufacturing process and cladding elements from alkaline-activated geopolymer microconcrete, without cement content.

Figura 3. Fluxul tehnologic pentru Procedeu de realizare și elemente de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de cimentFigure 3. Technological flow for Production process and cladding elements from alkaline activated geopolymer microconcrete, without cement content

Punerea în operă a elementelor de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment se realizează fără dificultăți particulare, de către personal calificat pentru astfel de lucrări, în mod similar cu punerea în operă a dementelor de placare clasice din beton, utilizânduse adezivi specifici pentru lucrări de placare, disponibili pe piața materialelor de construcții.The installation of the cladding elements made of alkaline activated geopolymer microconcrete, without cement content, is carried out without particular difficulties, by personnel qualified for such works, in a similar way to the installation of classic concrete cladding elements, using specific adhesives for cladding works, available on the building materials market.

Elementele de placare rezultate ca urmare a parcurgerii procesului tehnologic prezentat în diagrama din figura 3 sunt produse prefabricate care, la vârsta de 7 zile de la turnare, prezintă următoarele caracteristici fîzico-mecanice și de aspect;The cladding elements resulting from the technological process shown in the diagram in figure 3 are prefabricated products which, at the age of 7 days after casting, present the following physical-mechanical and appearance characteristics;

> Aspect - culoare gri-maro închis, aspect neted, iară porozitate deschisă la suprafață.> Appearance - dark gray-brown color, smooth appearance, and open porosity on the surface.

> Forma - variabilă, în funcție de forma matriței.> Shape - variable, depending on mold shape.

> Dimensiuni - variabilă, în funcție de forma matriței. Dimensiunea laturii tiparului (lungime și / sau lățime) maxim 500±5 mm, grosimea minimă de 3 x dimensiunea celei mai mari granulei de agregate naturale, în funcție de profilatura tiparului (matriței).> Dimensions - variable, depending on mold shape. The size of the side of the pattern (length and / or width) maximum 500±5 mm, the minimum thickness of 3 x the size of the largest grain of natural aggregates, depending on the profile of the pattern (mold).

> Densitate aparentă - 1500 - 2000 kg/m3.> Apparent density - 1500 - 2000 kg/m 3 .

> Absorbție de apă - maxim 8%.> Water absorption - maximum 8%.

> Rezistența la încovoiere - minim 5 N/mm2.> Bending strength - minimum 5 N/mm 2 .

> Rezistența la îngheț-dezgheț, la acțiunea factorilor de mediu și la tratamente și soluții de curățare utilizate în mod curent.> Resistance to freeze-thaw, to the action of environmental factors and to treatments and cleaning solutions used on a regular basis.

Aceste caracteristici fizico-mecanice pot varia în funcție de tipul și caracteristicile cenușii de termocentrală, concentrația molară a soluției de NaOH, raportul masic dintre soluția NazSiO?, și soluția NaOH utilizat pentru prepararea activatorului alcalin, raportul masic dintre activatorul alcalin și cenușa de termocentrală, temperatura și durata tratamentului termic, valorile prezentate mai sus fiind nivelul minim de performanță atins.These physical-mechanical characteristics can vary depending on the type and characteristics of the power plant ash, the molar concentration of the NaOH solution, the mass ratio between the NazSiO? solution and the NaOH solution used to prepare the alkaline activator, the mass ratio between the alkaline activator and the power plant ash, the temperature and the duration of the heat treatment, the values presented above being the minimum level of performance achieved.

In figura 4 sunt prezentate, exemplificativ, fără a fi considerate semnificativ din punct de vedere al formei și dimensiunilor, pavelele din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment.Figure 4 shows, by way of example, without being considered significant from the point of view of shape and dimensions, the pavers made of alkaline activated geopolymer microconcrete, without cement content.

Fig. 4. Element de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de cimentFig. 4. Alkaline-activated geopolymer microconcrete cladding element, without cement content

BibliografieBibliography

1. Nagy G. L., Brevet de invenție nr. R000121965 Compoziție de beton ecologic, http://online.osim.ro/cgibin/invsearch8 (accesat august 2019).1. Nagy G. L., Patent of invention no. R000121965 Ecological concrete composition, http://online.osim.ro/cgibin/invsearch8 (accessed August 2019).

2. Stănculescu M., Brevet de invenție nr. R000123502 Beton macroporos polimeric, http://online.osim.ro/cgibin/invsearch8 (accesat august 2019).2. Stănculescu M., Invention patent no. R000123502 Polymeric macroporous concrete, http://online.osim.ro/cgibin/invsearch8 (accessed August 2019).

3. Voina N., Brevet de invenție nr. R000106126 Procedeu de obținere a unor produse din betoane pe bază de cenușă de termocentrală, http://online.osim.ro/cgi-bin/invsearch8 (accesat august 2019).3. Voina N., Patent of invention no. R000106126 Process for obtaining concrete products based on power plant ash, http://online.osim.ro/cgi-bin/invsearch8 (accessed August 2019).

4. lorgoiu C.-D., Velcea M, Brevet de invenție nr. ROOO125903 Compoziție și procedeu de obținere a unui amestec ciment-polimer precum și procedeu de aplicare a compoziției la pavat drumuri și șosele, http://online.osim.ro/cgi-bin/invsearch8 (accesat august 2019).4. lorgoiu C.-D., Velcea M, Invention patent no. ROOO125903 Composition and process for obtaining a cement-polymer mixture as well as the process for applying the composition to paving roads and highways, http://online.osim.ro/cgi-bin/invsearch8 (accessed August 2019).

5. Kakebeeke P., Izaak J., Keulen A., EP2852562 Geopolymer activator composition and geopolymer binder, paste and concrete prepared therewith (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)5. Kakebeeke P., Izaak J., Keulen A., EP2852562 Geopolymer activator composition and geopolymer binder, paste and concrete prepared therewith (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

6. Werz J., Kesselheim B., Rudert D., Beimdiek K., EP2951133 Geopolymer-binder system for fire concretes, dry fire concrete mix containing the binder system and also the use of the mix (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)6. Werz J., Kesselheim B., Rudert D., Beimdiek K., EP2951133 Geopolymer-binder system for fire concretes, dry fire concrete mix containing the binder system and also the use of the mix (https://patentscope.wipo .int/search/en/search.isf accessed August 2019)

7. Allouche E. N., Diaz-Loya E. L, US09290416 Method for geopolymer concrete (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)7. Allouche E. N., Diaz-Loya E. L, US09290416 Method for geopolymer concrete (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

8. Shudong C., Tianting D., Qihua L., J., Kai K., Jianfeng Y., Miaochen L., Maolin H., CN106630903 Highdurability geopolymer concrete foundation (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)8. Shudong C., Tianting D., Qihua L., J., Kai K., Jianfeng Y., Miaochen L., Maolin H., CN106630903 Highdurability geopolymer concrete foundation (https://patentscope.wipo.int/search /en/search.isf accessed August 2019)

9. Revathi V., Saravankumar R., IN1830/CHE/20I5 Innovative bottom ash geopolymer concrete blocks (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)9. Revathi V., Saravankumar R., IN1830/CHE/20I5 Innovative bottom ash geopolymer concrete blocks (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

10. Haifeng L., Qin Z., Feng C., CN 104529300 Geopolymer-base sea-base concrete proiective coating (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)10. Haifeng L., Qin Z., Feng C., CN 104529300 Geopolymer-base sea-base concrete projective coating (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

11. Alter S., Wright M., IN6203/DELNP/2011 Geopolymer compositions (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)11. Alter S., Wright M., IN6203/DELNP/2011 Geopolymer compositions (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

12. Chalmers D. P., Kidd P. G., Sleep P. D., NZ707001 Geopolymer cement (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)12. Chalmers D. P., Kidd P. G., Sleep P. D., NZ707001 Geopolymer cement (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

13. Weijin J., Fazhi N., Zhanxing S., CN103172295 Compound activator and geopolymer cement concrete prepared from same (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)13. Weijin J., Fazhi N., Zhanxing S., CN103172295 Compound activator and geopolymer cement concrete prepared from same (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

14. Aleem Μ. I. A., Urna R. N., IN7105/CHE/2015 Environmental friendly zero cement geopolymer concrete using flyash and manufactured sand (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)14. Aleem M. I. A., Urna R. N., IN7105/CHE/2015 Environmental friendly zero cement geopolymer concrete using flyash and manufactured sand (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

15. Feng R., Xing L., CN109437701 Corrosion-resistant geopolymer concrete and preparation method thereof (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)15. Feng R., Xing L., CN109437701 Corrosion-resistant geopolymer concrete and preparation method thereof (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

16. Shaojie J., Hansheng S., Xinwei L., CN106336158 Geopolymer concrete prefabricated part and production method thereof (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)16. Shaojie J., Hansheng S., Xinwei L., CN106336158 Geopolymer concrete prefabricated part and production method thereof (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

17. Qiong L., Shuangli X., Dongsheng X., Cao Li C., CN106082927 Alkali-activated slag geopolymer concrete and preparing method thereof (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)17. Qiong L., Shuangli X., Dongsheng X., Cao Li C., CN106082927 Alkali-activated slag geopolymer concrete and preparing method thereof (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

18. Kazuo I., Koji H., Shunji T., Osamu L, JP2016005994 Geopolymer composition and mortar or concrete or secondary concrete produCT (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)18. Kazuo I., Koji H., Shunji T., Osamu L, JP2016005994 Geopolymer composition and mortar or concrete or secondary concrete produCT (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

19. Gong W., Lutz W., Pegg L, RU0002599742 Geopolymer composite for ultra-high quality concrete (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)19. Gong W., Lutz W., Pegg L, RU0002599742 Geopolymer composite for ultra-high quality concrete (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

20. Parvatam S. P., Manmohan S. J., W02016030904 A process for geopolymer concrete making with curing at ambient temperatura and without using sodium hydroxide (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accesat august 2019)20. Parvatam S. P., Manmohan S. J., W02016030904 A process for geopolymer concrete making with curing at ambient temperature and without using sodium hydroxide (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accessed August 2019)

21. Gong W., Lutz W., Pegg I., RU0002517729 Geopolymer composite binders with given properties for cement and concrete (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)21. Gong W., Lutz W., Pegg I., RU0002517729 Geopolymer composite binders with given properties for cement and concrete (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

22. Tirupathi V. Μ., IN201841008645 Geopolymer concrete composition and method of producing the same using marine water (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)22. Tirupathi V. Μ., IN201841008645 Geopolymer concrete composition and method of producing the same using marine water (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

23. Peiming L., Qin L., Lifeng S., Jianping Z., Chen C., CN101891498 Method for preparing fly ash-based geopolymer aerated concrete (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)23. Peiming L., Qin L., Lifeng S., Jianping Z., Chen C., CN101891498 Method for preparing fly ash-based geopolymer aerated concrete (https://patentscope.wipo.int/search/en/search. isf accessed August 2019)

24. Willis N. J., IN201737001848 Geopolymers and geopolymer aggregates (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)24. Willis N. J., IN201737001848 Geopolymers and geopolymer aggregates (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

25. Gong W., Lutz W., Pegg L, W02014141051 High-strength geopolymer composite cellular concrete (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)25. Gong W., Lutz W., Pegg L, W02014141051 High-strength geopolymer composite cellular concrete (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

26. Gong W., Lutz W., Pegg L, WO2012083255 Geopolymer composite for ultra high performance concrete (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)26. Gong W., Lutz W., Pegg L, WO2012083255 Geopolymer composite for ultra high performance concrete (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

27. Dubey A., IN9721/DELNP/2014 Dimensionally stable geopolymer compositions and method (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)27. Dubey A., IN9721/DELNP/2014 Dimensionally stable geopolymer compositions and method (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

28. Sheng S., CN106854045 Method for preparing concrete from geopolymer and recycled aggregate (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)28. Sheng S., CN106854045 Method for preparing concrete from geopolymer and recycled aggregate (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

29. Sivakumar S. K., US20180015515 A novei method and an apparatus in converting unsorted municipal solid waste into geo-polymer pellets/briquettes and geo-polymer bricks/paver blocks (https://patentscoDe.wiDQ.int/search/en/search.isf accesat august 2019)29. Sivakumar S. K., US20180015515 A new method and an apparatus in converting unsorted municipal solid waste into geo-polymer pellets/briquettes and geo-polymer bricks/paver blocks (https://patentscoDe.wiDQ.int/search/en/search. isf accessed August 2019)

30. Partheeban P., IN201841049049 A geopolymer concrete with ggbs paver block (https://Datentscope.wipo.int/search/en/search.i sf accesat august 2019)30. Partheeban P., IN201841049049 A geopolymer concrete with ggbs paver block (https://Datentscope.wipo.int/search/en/search.i sf accessed August 2019)

31. Chett B., US20100058957 Pervious concrete comprising a geopolymerized pozzolanic ash binder (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)31. Chett B., US20100058957 Pervious concrete comprising a geopolymerized pozzolanic ash binder (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

32. Davidovits J. (1979), Synthesis of new high-temperature Geopolymers for reinforcedplastics and composites, SPE PACTE’79, Costa Mesa, California, Society of Plastics Engineers, SUApp:151-15432. Davidovits J. (1979), Synthesis of new high-temperature Geopolymers for reinforced plastics and composites, SPE PACTE'79, Costa Mesa, California, Society of Plastics Engineers, SUApp:151-154

33. Al Bakri Abdullah A.M.M., Hussin K., Bnuhussain M., Ismail K.N., Ahmad M.I. (2011b), Chemical Reactions in the Geopolymerisation Process Using Fly Ash-Based Geopolymer: A review, Australian Journal of Basic and Applied Sciences.33. Al Bakri Abdullah A.M.M., Hussin K., Bnuhussain M., Ismail K.N., Ahmad M.I. (2011b), Chemical Reactions in the Geopolymerisation Process Using Fly Ash-Based Geopolymer: A review, Australian Journal of Basic and Applied Sciences.

34. Davidovits J. (1988), Geopolymers of the first generation: SILIFACE-Process, Geopolymer ’88, First Europrean Conference on Soft Mineralogy, Compiegne, France pp:49-67.34. Davidovits J. (1988), Geopolymers of the first generation: SILIFACE-Process, Geopolymer ’88, First European Conference on Soft Mineralogy, Compiegne, France pp:49-67.

35. Duxon P., Provis J.L., Lukey G.C., van Demeter J.S.J. (2007), The role of inorganic polymer technology in the developent of‘green concrete’, Cement Concr. Res 37:1590-1597.35. Duxon P., Provis J.L., Lukey G.C., van Demeter J.S.J. (2007), The role of inorganic polymer technology in the development of 'green concrete', Cement Concr. Res 37:1590-1597.

36. Lloyd N.A., Rangan B.V. (2010), Geopolymer concrete with fly ash, Second International Conference on Sustainable Materials and Technologies, Italia.36. Lloyd N.A., Rangan B.V. (2010), Geopolymer concrete with fly ash, Second International Conference on Sustainable Materials and Technologies, Italy.

37. Herbert G., d’Espinose de Lacaillerie J.B, Roussel N. (2011), An environmental evaluation of geopolymer based concrete production: reviewing current research trends, J.Cleaner Prod. 19(11): 1229-1238.37. Herbert G., d'Espinose de Lacaillerie J.B, Roussel N. (2011), An environmental evaluation of geopolymer based concrete production: reviewing current research trends, J.Cleaner Prod. 19(11): 1229-1238.

38. CEPROCIM, (2009), C439 - Utilizarea cenușii zburătoare (adaos de tip II) în betoane, în vederea îmbunătățirii caracteristicilor de durabilitate conform cu standardele și/sau reglementările corespunzătoare, armonizate cu directiva europeană produse pentru construcții, Ministerul Dezvoltării Regionale și Turismului, București, România38. CEPROCIM, (2009), C439 - The use of fly ash (type II admixture) in concrete, in order to improve the durability characteristics in accordance with the appropriate standards and/or regulations, harmonized with the European directive on construction products, Ministry of Regional Development and Tourism , Bucharest Romania

Revendicare 1Claim 1

Procedeu de realizare și elemente de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment, utilizând ca materii prime cenușa de termocentrală Clasa F, conform ASTM C618/2019, cu finețea caracterizată ca rest pe sita de 0,045 mm, maxim 40% disponibilă în România, un activator alcalin pe bază de silicat de sodiu (ȚS^SiCh) și hidroxid de sodiu (NaOH), agregate naturale de râu cu granula maximă de 4 mm, și armare dispersă cu fibre metalice destinat realizării elementelor de placare, pentru utilizare în lucrări de finisare / protecție a pereților sau a altor elemente înclinate sau verticale, ale construcțiilor.. Raportul masic dintre soluția NazSiCh și soluția NaOH utilizat pentru prepararea activatorului alcalin este cuprins în intervalul 0,5 - 2,5, iar raportul masic dintre activatorul alcalin și cenușa de termocentrală este cuprins în intervalul 0,5 1,0. Conținutul de fibre metalice pentru armarea dispersă în masa de compozit este de 5-15 kg/m3 liant.Manufacturing process and cladding elements from alkaline-activated geopolymer microconcrete, without cement content, using Class F thermal power plant ash as raw materials, according to ASTM C618/2019, with the fineness characterized as the residue on the 0.045 mm sieve, maximum 40% available in Romania, an alkaline activator based on sodium silicate (ȚS^SiCh) and sodium hydroxide (NaOH), natural river aggregates with a maximum grain size of 4 mm, and dispersed reinforcement with metal fibers intended for the production of cladding elements, for use in finishing works / protection of walls or other inclined or vertical elements of constructions.. The mass ratio between the NazSiCh solution and the NaOH solution used for the preparation of the alkaline activator is in the range of 0.5 - 2.5, and the mass ratio between the alkaline activator and power plant ash is in the range 0.5 1.0. The content of metal fibers for the reinforcement dispersed in the composite mass is 5-15 kg/m 3 binder.

Revendicare 2Claim 2

Microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment, armat dispers, realizat ca urmare a aplicării Procedeului de realizare și elemente de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment, utilizând ca materii prime cenușa de termocentrală Clasa F, conform ASTM C618/2019, cu finețea caracterizată ca rest pe sita de 0,045 mm, maxim 40% disponibilă în România, un activator alcalin pe bază de silicat de sodiu (Na2SiO3) și hidroxid de sodiu (NaOH), agregate naturale de râu cu granula maximă de 4 mm, și armare dispersă cu fibre metalice destinat realizării elementelor de placare, pentru utilizare în lucrări de finisare / protecție a pereților sau a altor elemente înclinate sau verticale, ale construcțiilor. Caracteristicicle fizicomecanice ale Microbetonului geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment, la vârsta de 7 zile de la turnare sunt: densitate aparentă în stare întărită 1500-2000 kg/m3, absorbție de apă max. 8%, rezistența la întindere prin încovoiere min. 5,0 N/mm2 și rezistența la compresiune min. 25 N/mm2.Alkaline-activated geopolymer microconcrete, without cement content, dispersed reinforced, made as a result of the application of the Production Process and cladding elements from alkaline-activated geopolymer microconcrete, without cement content, using Class F thermal power plant ash as raw materials, according to ASTM C618/ 2019, with the fineness characterized as a residue on the sieve of 0.045 mm, maximum 40% available in Romania, an alkaline activator based on sodium silicate (Na2SiO3) and sodium hydroxide (NaOH), natural river aggregates with a maximum grain size of 4 mm , and dispersed reinforcement with metal fibers intended for the production of cladding elements, for use in finishing works / protection of walls or other inclined or vertical elements of constructions. The physico-mechanical characteristics of the alkaline-activated geopolymer microconcrete, without cement content, at the age of 7 days after casting are: apparent density in hardened state 1500-2000 kg/m 3 , water absorption max. 8%, tensile strength by bending min. 5.0 N/mm 2 and the compressive strength min. 25 N/mm 2 .

Revendicare 3Claim 3

Element de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment, produsă prin Procedeu de realizare și elemente de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment, pentru utilizare în lucrări de finisare / protecție a pereților sau a altor elemente înclinate sau verticale, ale construcțiilor, cu următoarele caracteristici fizicomecanice (valori înregistrate la vârsta de 7 zile după turnare): formă și dimensiuni variabile în funcție de caracteristicile tiparului, cu dimensiune maximă a laturii de 500±5 mm, grosime minimă egală cu 3 x dimensiunea celei mai mari granulei de agregate naturale, densitate aparentă în stare uscată 1500-2000 kg/m3, rezistența la îngheț-dezgheț, la acțiunea factorilor de mediu și la tratamente și soluții de curățare utilizate în mod curent.Alkaline-activated micro-concrete geopolymer cladding element, without cement content, produced by Production process and cladding elements from alkaline-activated geopolymer micro-concrete, without cement content, for use in finishing work / protection of walls or other inclined elements or vertical, of constructions, with the following physico-mechanical characteristics (values recorded at the age of 7 days after casting): variable shape and dimensions depending on the characteristics of the pattern, with a maximum side size of 500±5 mm, a minimum thickness equal to 3 x the size of the larger grains of natural aggregates, apparent density in dry state 1500-2000 kg/m 3 , resistance to freeze-thaw, to the action of environmental factors and to currently used treatments and cleaning solutions.

DESCRIERE MODIFICATAMODIFIED DESCRIPTION

Procedeu de realizare a unui microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment și elemente de placare realizate din acestaProcess for making an alkaline activated geopolymer microconcrete without cement content and cladding elements made from it

Invenția se referă la un Procedeu de realizare a unui microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment și elemente de placare realizate din acesta, utilizând ca materii prime cenușa de termocentrală disponibilă în România, un activator alcalin pe bază de silicat de sodiu (NaaSiCb) și hidroxid de sodiu (NaOH) și agregate naturale de râu sort cu dimensiunea maximă de 4 mm, destinat realizării elementelor de placare a pereților exteriori sau interiori ai construcțiilor sau a altor elemente înclinate sau verticale ale acestora.The invention refers to a Process for making an alkaline activated geopolymer microconcrete, without cement content and cladding elements made from it, using as raw materials the power plant ash available in Romania, an alkaline activator based on sodium silicate (NaaSiCb) and sodium hydroxide (NaOH) and natural river sort aggregates with a maximum size of 4 mm, intended for the production of cladding elements of external or internal walls of constructions or other inclined or vertical elements thereof.

In urma Procedeului de realizare a unui microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment și elemente de placare realizate din acesta se obțin elemente finite, de forma unor plăci, armate dispers, destinate utilizării la realizarea de finisaje sub formă de acoperiri prin placare a suprafeței pereților exteriori sau interiori ai construcțiilor sau a altor elemente înclinate sau verticale ale acestora.Following the Process of making an alkaline activated geopolymer microconcrete, without cement content and cladding elements made from it, finished elements are obtained, in the form of plates, dispersedly reinforced, intended for use in the creation of finishes in the form of surface cladding external or internal walls of buildings or other inclined or vertical elements thereof.

Elementele de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment sunt elemente prefabricate, gata pentru pus în operă, a căror structură este formată dintr-o matrice de liant geopolimer în care sunt înglobate agregate naturale de râu cu granula maximă de 4 mm și armare dispersă cu fibre metalice. în funcție de tiparul de turnare utilizat, elementele de placare pot fi cu fața expusă (exterioară) plană sau având diferite profilaturi / modele.Alkaline-activated geopolymer microconcrete cladding elements without cement content are prefabricated elements, ready to be put into operation, whose structure consists of a geopolymer binder matrix in which natural river aggregates with a maximum grain of 4 mm are embedded and dispersed reinforcement with metallic fibers. depending on the molding pattern used, the cladding elements can be flat on the exposed (external) face or have different profiles / patterns.

Principala particularitate a Procedeului de realizare a unui microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment și elemente de placare realizate din acesta este utilizarea materiilor prime locale, a cenușii de termocentrală activată alcalin și agregatelor naturale de proveniență românească.The main feature of the Process for making an alkaline-activated geopolymer microconcrete, without cement content and cladding elements made from it, is the use of local raw materials, alkaline-activated power plant ash and natural aggregates of Romanian origin.

în principiu, materiile prime utilizate pentru producerea microbetonului geopolimeric sunt cenușa de termocentrală, activatorul alcalin, agregatele naturale de râu și fibrele metalice pentru armare dispersă. Activatorul alcalin este o soluție realizată din amestecarea cantitativ controlată de soluție de silicat de sodiu NaaSiCh și o soluție de hidroxid de sodiu NaOH.basically, the raw materials used for the production of geopolymeric microconcrete are power plant ash, alkaline activator, natural river aggregates and metal fibers for dispersed reinforcement. The alkaline activator is a solution made by quantitatively controlled mixing of sodium silicate solution NaaSiCh and a solution of sodium hydroxide NaOH.

Așa cum arăta Davidovits încă din 1979, matricea liantului geopolimeric se bazează pe o structură Si-O-Al-O, prin alternarea tetraedrelor de S1O4 și AIO4, unite între ele în trei direcții cu toți atomii de oxigen, numindu-le materiale geopolimere (Davidovits, 1979). într-o metodă simplificată, se poate afirma că geopolimerii pot fi sintetizați prin activarea alcalină a unor materiale care sunt bogate în S1O2 și AI2O3 (Al Bakri Abdullah et al., 2011b).As Davidovits showed as early as 1979, the matrix of the geopolymer binder is based on a Si-O-Al-O structure, by alternating tetrahedra of S1O4 and AIO4, joined together in three directions with all oxygen atoms, calling them geopolymeric materials ( Davidovits, 1979). in a simplified method, it can be stated that geopolymers can be synthesized by alkaline activation of materials that are rich in S1O2 and AI2O3 (Al Bakri Abdullah et al., 2011b).

RO 137964 A2 DESCRIERE MODIFICATĂRO 137964 A2 MODIFIED DESCRIPTION

Aportul de oxizi necesar producerii liantului geopolimer al fiecărui material în parte este prezentat în figura 1. Agregatele naturale de râu formează un schelet îmbrăcat în matricea de liant geopolimeric.The supply of oxides required for the production of the geopolymer binder of each individual material is shown in figure 1. The natural river aggregates form a skeleton covered in the geopolymer binder matrix.

Formula empirică pentru întregul proces de geopolimerizare a liantului este (Davidovits, 1988):The empirical formula for the entire geopolymerization process of the binder is (Davidovits, 1988):

Mn{-(SiO2)z-AlO2}n,wH2O (1) unde: M - reprezintă elementul alcalin, care poate fi: K (potasiu); Na (sodiu); Ca (calciu);Mn{-(SiO 2 )z-AlO 2 }n,wH 2 O (1) where: M - represents the alkaline element, which can be: K (potassium); Na (sodium); Ca (calcium);

Simbolul indică prezența unei legături;The symbol indicates the presence of a link;

n - reprezintă gradul de policondensare (sau polimerizare);n - represents the degree of polycondensation (or polymerization);

z - este 1, 2, 3 sau mai mare, până la 32;z - is 1, 2, 3 or greater, up to 32;

w - reprezintă numărul moleculelor de apă legată.w - represents the number of bound water molecules.

Cenușă de termocentrală * SiO2 Power plant ash * SiO 2

Silicat de sodiu ·' A12O3 Sodium silicate ·' A1 2 O 3

Hidroxid de sodiu ’> k: - - - — Na2OSodium hydroxide '> k: - - - — Na 2 O

Apă H2OWater H 2 O

Fig. 1. Originea elementelor molare care compun pasta geopolimeră activată alcalin în momentul în care cele două componente ale materialului geopolimer (solidele reactive și soluția alcalină) reacționează, se formează o rețea alumino-silicată, rezultând un produs dur, rezistent la apă (Duxon et al., 2007). Reacția de geopolimerizare mai poate fi exprimată chimic și conform șirului de ecuații chimice (2).Fig. 1. The origin of the molar elements that compose the alkaline activated geopolymer paste when the two components of the geopolymer material (the reactive solids and the alkaline solution) react, an alumino-silicate network is formed, resulting in a hard, water-resistant product (Duxon et al ., 2007). The geopolymerization reaction can also be expressed chemically according to the series of chemical equations (2).

2SiO2-AI2Oj + 3 OH-·!- 3 H2O-------► 2 [ΑΙ(ΟΗ)4Γ+ [SiO^OH)./2SiO 2 -AI 2 Oj + 3 OH - ·!- 3 H 2 O-------► 2 [ΑΙ(ΟΗ) 4 Γ+ [SiO^OH)./

-HO 0'-HO 0'

[Al (OHfSiCyOH)/- ----—> HO-AI- O-SÎ-OH ----►[Al (OHfSiCyOH)/- ----—> HO -AI- O-SI-OH ----►

HO V ροϊνϊοπΰθπϊάίοπ I I . I ~--------------? ? ?HO V ροϊνϊοπΰθπϊάίοπ I I . I ~-------------? ? ?

(2)(2)

Reacția de geopolimerizare (Duxon et al., 2007) în prezent, aceste materiale sunt în curs de dezvoltare, cercetările fiind încurajate preponderent de nevoia de a reduce emisiile de CO2 la nivel global. Având excelente proprietăți mecanice și rezistențe în medii agresive, aceste materiale reprezintă o oportunitate atât pentruGeopolymerization reaction (Duxon et al., 2007) these materials are currently under development, research being encouraged mainly by the need to reduce CO 2 emissions globally. Having excellent mechanical properties and resistances in aggressive environments, these materials represent an opportunity for both

RO 137964 Α2 cpr RO 137964 Α2 cpr

DESCRIERE MODIFICATA mediul încojurător, cât și pentru inginerie, o alternativă la tehnologia tradițională (Lloyd și Rangan, 2010). Trebuie totuși ținut cont și de faptul că producerea de activatori pe baza de silicat de sodiu sau hidroxid de sodiu produce emisii care nu sunt de tipul “gazelor cu efect de seră” (SOx, NOx, fosfați, etc.), însă pot deveni problematici dacă nu se continuă dezvoltarea unor metode riguroase de producere a acestora (Herbert et al., 2011).CHANGED DESCRIPTION environmental as well as engineering alternative to traditional technology (Lloyd and Rangan, 2010). However, it must also be taken into account that the production of activators based on sodium silicate or sodium hydroxide produces emissions that are not of the type of "greenhouse gases" (SOx, NOx, phosphates, etc.), but can become problematic if the development of rigorous methods of their production is not continued (Herbert et al., 2011).

La nivel mondial, cercetări cu privire la materialele geopolimere activate alcalin există, dar punerea în operă a acestora diferă foarte mult, datorită unor factori care influențează foarte mult acest tip de material liant. Parametrii care influențează caracteristicile finale ale liantului geopolimer sunt:Worldwide, research on alkaline-activated geopolymer materials exists, but their implementation differs greatly, due to factors that greatly influence this type of binding material. The parameters that influence the final characteristics of the geopolymer binder are:

- Caracteristicile fizico-chimice ale cenușii de termocentrală- Physico-chemical characteristics of power plant ash

- Proprietățile activatorului alcalin- The properties of the alkaline activator

- Raportul dintre Soluția NajSiCh și Soluția NaOH- The ratio between NajSiCh Solution and NaOH Solution

- Raportul dintre activatorul alcalin și materialul sursă- Ratio of alkaline activator to source material

- Raportul dintre materiile prime solide și apa- The ratio between solid raw materials and water

- Parametrii tratamentului termic- Thermal treatment parameters

Cantitatea mare de cenușă de termocentrală rezultată în urma arderilor cărbunilor pentru producerea de energie electrică, pe teritoriul României, poate crea noi oportunități de realizare a acestui tip de materiale inovative, cu durabilitate satisfăcătoare și cu impact negativ asupra mediului, redus. în România există multe centrale termoelectrice ale căror cenușă, rezultată ca subprodus/deșeu ar putea fi exploatată pentru producerea de beton geopolimer bazat pe cenușă de termocentrală (Figura 2).The large amount of thermal power plant ash resulting from the burning of coal for the production of electricity, in Romania, can create new opportunities for the creation of this type of innovative materials, with satisfactory durability and with a low negative impact on the environment. in Romania there are many thermal power plants whose ash, resulting as a by-product/waste, could be exploited for the production of geopolymer concrete based on power plant ash (Figure 2).

f Zalau f Oradta __J · ♦ Arad X Timișoara Otira V · ♦ * \ #· Mintia X. Piroirni <*Rovituri > ·· Xu * V ·· Crauva f Zalau Oradea __J · ♦ Arad X Timisoara Otira V · ♦ * \ #· The mind X. Piroirni <*Ruins > ·· Xu * V ·· Crave X/*1 ·· \ Suturi \ OMAJNIA X la»! • X BkiH | ·· i Bmov I * · Galiti .. Câmpulung »' ’ ’ jj Dwwti (C Zv.rF··'' ·'’ i'iPL) 11 / ' ·· jXjitdaMtfy λ'Λ Giurgiu --< X/* 1 ·· \ Sutures \ TRIBUTE X la»! • X BkiH | ·· i Bmov I * · Galiti .. Campulung »''' jj Dwwti (C Zv. r F··''·''i'iPL) 11 / ' ·· jXjitdaMtfy λ'Λ Giurgiu --<

•Centrale termoelectrice• Thermoelectric plants

DESCRIERE MODIFICATĂ în brevetul de invenție cu numărul R000121965 se menționează o invenție referitoare la o compoziție de ciment ecologic cu conținut de 35-40% cenușă de termocentrală. Acest material se deosebește de liantul geopolimer care face obiectul prezentei solicitări prin aceea că are un conținut de ciment de 6-8% și soluție apoasă de ester a unei rășini modificate, rezultată din conifere de 0,180,22 1 și este destinat realizării construcțiilor rutiere hidrotehnice.AMENDED DESCRIPTION patent number R000121965 mentions an invention related to an ecological cement composition with a content of 35-40% power plant ash. This material differs from the geopolymer binder that is the subject of this request in that it has a cement content of 6-8% and an aqueous ester solution of a modified resin, resulting from conifers of 0.180.22 1 and is intended for the realization of hydrotechnical road constructions .

în brevetul de invenție cu numărul R000123502 se menționează o invenție referitoare la o compoziție pentru beton macroporos polimeric destinat construcțiilor civile și industriale. Compoziția betonului macroporos polimeric este constituită din agregate polimerice sub formă de cuburi având laturi de 25 mm, 15 mm și 10 mm, și sub formă de sfere cu diametrul de 3 mm, agregat mineral, cu o granulație de 0, 05...0, 1 mm, liant mineral, rășină acrilică, rășină epoxidică bisfenolică, întăritor și apă, ceea ce îl diferențiază net de microbetonul geopolimer care face obiectul prezentei solicitări.in the patent number R000123502 an invention is mentioned regarding a composition for polymeric macroporous concrete intended for civil and industrial constructions. The composition of the polymeric macroporous concrete consists of polymer aggregates in the form of cubes with sides of 25 mm, 15 mm and 10 mm, and in the form of spheres with a diameter of 3 mm, mineral aggregate, with a grain size of 0, 05...0 , 1 mm, mineral binder, acrylic resin, bisphenolic epoxy resin, hardener and water, which clearly differentiates it from the geopolymer microconcrete that is the subject of this request.

în brevetul de invenție cu numărul R000125903 se menționează o invenție referitoare la o compoziție și un procedeu de obținere a unui amestec ciment-polimer precum și procedeu de aplicare a compoziției la pavat drumuri și șosele. Acest amestec ciment - polimer se diferențiază net de microbetonul geopolimer care face obiectul prezentei solicitări deoarece se utilizează ca materii prime cenușă de termocentrală dar și ciment, negru de fum și oxid de zinc, iar domeniul de utilizare este total diferit.in the invention patent with the number R000125903, an invention is mentioned regarding a composition and a process for obtaining a cement-polymer mixture as well as a process for applying the composition to paving roads and highways. This cement-polymer mixture is clearly different from the geopolymer microconcrete that is the subject of this request because it uses power plant ash as raw materials but also cement, carbon black and zinc oxide, and the field of use is totally different.

în brevetul de invenție cu numărul R000106126 se menționează o invenție referitoare la un procedeu de obținere a unor produse din betoane pe bază de cenușă de termocentrală. Conținutul de activator chimic calcic și de deșeuri din fibră de sticlă, precum și întărirea realizată 15 °C - 30°C și umiditate de 70 - 100% sau prin efect de seră diferențiază acest procedeul de cel de realizare a microbetonului geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment care face obiectul prezentei solicitări.in the invention patent with the number R000106126, an invention related to a process for obtaining concrete products based on thermal power plant ash is mentioned. The content of calcium chemical activator and glass fiber waste, as well as the hardening carried out at 15 °C - 30 °C and humidity of 70 - 100% or by greenhouse effect differentiates this process from that of making alkaline activated geopolymer microconcrete, without cement content that is the subject of this request.

în brevetul de invenție cu numărul EP2852562, publicat și sub numerele UAa201413803, CA2874234, CN104781209, US20150321960, AU2013264456, DK2852562, BR112014029174, ES2625015, ID2015/01680, MYPI 2014003224, IN2396/MUMNP/2014, PT2852562, WO2013/176545 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține zahăr, derivați ai acestuia, acizi organici și sare.in patent number EP2852562, published also under numbers UAa201413803, CA2874234, CN104781209, US20150321960, AU2013264456, DK2852562, BR112014029174, ES2625015, ID2015/01680, MYPI 2014003224, IN2396/MUMNP/2014, PT2852562, WO2013/176545 an invention is mentioned referring to a geopolymer material, but which in its composition contains sugar, its derivatives, organic acids and salt.

In brevetul de invenție cu numărul EP2951133, publicat și sub numerele KR1020150118969, US20150376060, RU2015133906, ID2017/00351, TH160513,In the patent number EP2951133, published also under the numbers KR1020150118969, US20150376060, RU2015133906, ID2017/00351, TH160513,

BR112015018590, IN2336/KOLNP/2015, RU0002664723, WO2014/118242, se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer rezistent la foc, realizat însă cu compuși pe bază de magneziu.BR112015018590, IN2336/KOLNP/2015, RU0002664723, WO2014/118242, mentions an invention relating to a fire-resistant geopolymer material, but made with magnesium-based compounds.

DESCRIERE MODIFICATĂ în brevetul de invenție cu numărul US09290416 se menționează o invenție referitoare la un procedeu de realizare a unui material geopolimer pe bază de cenușă de termocentrală, dar principiul de realizare este bazat pe metodă de calcul teoretic al compoziției. Un procedeu asemănător este prezentat și în brevetul de invenție cu numărul W02005049522, publicat și sub numerele ZA2006/04360, EP1689691, US20070125272, CN1882516, CA2545407, NZ547756,AMENDED DESCRIPTION in the invention patent number US09290416 an invention is mentioned regarding a process for making a geopolymer material based on thermal power plant ash, but the principle of making it is based on the method of theoretical calculation of the composition. A similar process is presented in patent number W02005049522, also published under numbers ZA2006/04360, EP1689691, US20070125272, CN1882516, CA2545407, NZ547756,

AU2004290614, INI31 l/KOLNP/2006, EP1689691, a cărui principală diferență față de propunerea prezentată este conținutul de 40-60% agregate, iar activatorul alcalin poate conține un silicat a metalelor din grupa alcalino-pământoase, nu neapărat silicatul de sodiu.AU2004290614, INI31 l/KOLNP/2006, EP1689691, whose main difference from the presented proposal is the content of 40-60% aggregates, and the alkaline activator may contain a silicate of alkaline earth metals, not necessarily sodium silicate.

în brevetul de invenție cu numărul CN106630903 se menționează o invenție referitoare la beton geopolimer în a cărui compoziție se regăsește cenușă de termocentrală și zgură dar destinat execuției de fundații cu durabilitate ridicată.in the invention patent with the number CN106630903, an invention related to geopolymer concrete is mentioned, in the composition of which there is power plant ash and slag, but intended for the execution of foundations with high durability.

în brevetul de invenție cu numărul WO2011135584, publicat și sub numărul IN1365/MUM/2010, se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer activat alcalin, dar în compoziția căruia se regăsește și hidroxid de calciu și ciment Portland.in the invention patent with the number WO2011135584, also published under the number IN1365/MUM/2010, an invention is mentioned regarding an alkaline activated geopolymer material, but in the composition of which calcium hydroxide and Portland cement are also found.

în brevetul de invenție cu numărul IN1830/CHE/2015 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer dar pe bază de cenușă de vatră (cenușă grea) activată alcalin, cu întărire la temperatura normală, fără tratament termic.in the invention patent with the number IN1830/CHE/2015, an invention is mentioned regarding a geopolymer material but based on alkaline activated hearth ash (fatty ash), with hardening at normal temperature, without heat treatment.

în brevetul de invenție cu numărul CN104529300 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer cu conținut de pulbere de sticlă, zgură, caolin, oxid de zinc, dioxid de titan etc.in the invention patent with the number CN104529300, an invention related to a geopolymer material containing glass powder, slag, kaolin, zinc oxide, titanium dioxide, etc. is mentioned.

în brevetul de invenție cu numărul IN6203/DELNP/2011, publicat și sub numerele EP2385966, US20110271876, CN102325736, W02010/079414 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține zgură de furnal și bauxită.in the invention patent with the number IN6203/DELNP/2011, also published under the numbers EP2385966, US20110271876, CN102325736, W02010/079414, an invention is mentioned regarding a geopolymer material, but which in its composition contains blast furnace slag and bauxite.

în brevetul de invenție cu numărul NZ707001, publicat și sub numerele US20150321954, AU2013344816, WO2014/075134 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține și carbonat de sodiu.in the invention patent with the number NZ707001, published also under the numbers US20150321954, AU2013344816, WO2014/075134, an invention related to a geopolymer material, but which also contains sodium carbonate in its composition, is mentioned.

în brevetul de invenție cu numărul CN103172295 se menționează o invenție referitoare Ia un material geopolimer, dar care în compoziția activatorului conține trietanolamina, a reducător de apă naftalinic, pudră de cuarț și lapte de var.in the invention patent with the number CN103172295, an invention related to a geopolymer material is mentioned, but which in the composition of the activator contains triethanolamine, a naphthalene water reducer, quartz powder and milk of lime.

în brevetul de invenție cu numărul IN7105/CHE/2015 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține nisip cu curbă granulometrică controlată, fără armare dispersă.in the invention patent with the number IN7105/CHE/2015, an invention related to a geopolymer material is mentioned, but which in its composition contains sand with a controlled granulometric curve, without dispersed reinforcement.

în brevetul de invenție cu numărul CN109437701 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține și argilă și pubră de cristobaJit.in the invention patent with the number CN109437701, an invention related to a geopolymer material is mentioned, but which in its composition also contains clay and cristobaJite powder.

DESCRIERE MODIFICATĂ în brevetul de invenție cu numărul CN106336158 se menționează o invenție referitoare la 5 » » un material geopolimer, dar care în compoziție conține și pudră de deșeuri minerale, silice ultrafmă, agent reducător de apă și agregate.AMENDED DESCRIPTION in the patent number CN106336158 an invention is mentioned regarding 5 » » a geopolymer material, but which also contains mineral waste powder, ultrafine silica, water reducing agent and aggregates.

în brevetul de invenție cu numărul CN106082927 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține și zgură, micro-pudră din deșeuri din construcții și pudră de hidroxid de sodiu.in the invention patent with the number CN106082927, an invention related to a geopolymer material is mentioned, but which in its composition also contains slag, micro-powder from construction waste and sodium hydroxide powder.

în brevetul de invenție cu numărul JP2016005994 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține și zgură de furnal și silice ultrafmă.patent number JP2016005994 mentions an invention related to a geopolymer material, but which in its composition also contains blast furnace slag and ultrafine silica.

în brevetul de invenție cu numărul RU0002599742 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține și hidroxid de potasiu și silice ultrafmă, iar activatorul alcalin conține și silicat de potasiu.in the invention patent with the number RU0002599742, an invention related to a geopolymer material is mentioned, but which in the composition also contains potassium hydroxide and ultrafine silica, and the alkaline activator also contains potassium silicate.

în brevetul de invenție cu numărul WO2016030904 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție nu conține hidroxid de sodiu, în schimb conține zgură de furnal.patent number WO2016030904 mentions an invention related to a geopolymer material, but which in its composition does not contain sodium hydroxide, instead it contains blast furnace slag.

în brevetul de invenție cu numărul RU0002517729 se menționează o invenție referitoare la » J J un material geopolimer, dar care în compoziție conține un aditiv intensificator de gelifiere pe bază de minerale argiloase (montmorilonit), iar temperatura de tratament termic este cuprinsă în intervalul 25°C -75°C.in the invention patent with the number RU0002517729, an invention is mentioned regarding » J J a geopolymer material, but which in the composition contains a gelation enhancing additive based on clay minerals (montmorillonite), and the heat treatment temperature is in the range of 25°C -75°C.

în brevetul de invenție cu numărul IN201841008645 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține zgură de furnal, nanosilice, apă de mare și praf de marmură.in the invention patent with the number IN201841008645, an invention related to a geopolymer material is mentioned, but which in its composition contains furnace slag, nanosilica, sea water and marble dust.

în brevetul de invenție cu numărul CN101891498 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține praf de aluminiu.in the invention patent with the number CN101891498, an invention related to a geopolymer material is mentioned, but which in its composition contains aluminum dust.

în brevetul de invenție cu numărul IN201737001848, publicat și sub numerele AU2015303826, US20170204008, CN107074651, W02016/023073 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține fie cenușă de termocentrală, fie un filo-silicat de aluminiu ca înlocuitor al acesteia.in the invention patent number IN201737001848, published also under the numbers AU2015303826, US20170204008, CN107074651, W02016/023073, an invention is mentioned regarding a geopolymer material, but which in its composition contains either power plant ash or an aluminum phyllo-silicate as a substitute of it.

în brevetul de invenție cu numărul W02014141051, publicat și sub numărul EP2970003 se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer celular, cu densitate aparentă de 400 kg/m3 - 1200 kg/m3 și rezistență la compresiune la 28 zile de la turnare de 3 - 17 MPa și care în compoziție conține ciment Portland, zgură de furnal, meta-caolin, praf de cuptor, aluminosilicați puzzolanici bogați în oxid de calciu și agent de gelifiere.in the invention patent with the number W02014141051, published and under the number EP2970003, an invention is mentioned regarding a cellular geopolymer material, with an apparent density of 400 kg/m 3 - 1200 kg/m 3 and a compressive strength 28 days after casting of 3 - 17 MPa and which in the composition contains Portland cement, furnace slag, meta-kaolin, furnace dust, pozzolanic aluminosilicates rich in calcium oxide and gelling agent.

în brevetul de invenție cu numărul WO2012083255, publicat și sub numerele CA2821512, EP2651846, JP2013545714, MX342948, RU2013132983, KR1020140010018, RU0002599742, BR112013014685, VN35844 TH147136, CN107265937, IN5571/CHENP/2013, EG27^4 sein patent number WO2012083255, published also under numbers CA2821512, EP2651846, JP2013545714, MX342948, RU2013132983, KR1020140010018, RU0002599742, BR112013014685, VN35844 TH 147136, CN107265937, IN5571/CHENP/2013, EG27^4

RO 137964 Α2RO 137964 Α2

DESCRIERE MODIFICATĂ menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține aditiv puzzolanic, nanosilice, iar temperatura de tratament termic este 90-150 °C.AMENDED DESCRIPTION mentions an invention related to a geopolymer material, but which in the composition contains pozzolanic additive, nanosilica, and the heat treatment temperature is 90-150 °C.

în brevetul de invenție cu numărul IN9721/DELNP/2014, publicat și sub numerele UAa201412514, CA2871577, CN104245621, EP2841390, JP2015514675, KR1020150006855, RU2014146785, NZ702224, AU2013252686, RU0002622263, BR112014025056, MYPI 2014703079, W02013/163010, se menționează o invenție referitoare la un material geopolimer, dar care în compoziție conține și sulfat de calciu.in the invention patent number IN9721/DELNP/2014, published also under the numbers UAa201412514, CA2871577, CN104245621, EP2841390, JP2015514675, KR1020150006855, RU2014146785, NZ702224, AU2013252 686, RU0002622263, BR112014025056, MYPI 2014703079, W02013/163010, an invention relating to to a geopolymer material, but which also contains calcium sulfate in its composition.

în brevetul de invenție cu numărul CN106854045, publicat și sub numerele CN106854072, CN 106854059 se menționează o invenție referitoare la o metodă de realizare a unui material geopolimeric care, însă, utilizează zgură și agregate reciclate.in the invention patent with the number CN106854045, published also under the numbers CN106854072, CN 106854059, an invention is mentioned regarding a method of making a geopolymeric material which, however, uses slag and recycled aggregates.

în brevetul de invenție cu numărul US20180015515, publicat și sub numerele SG11201607307Q, MYPI 2017702815, CA2976409, CN107249765, KR1020170116086, PH1/2017/501408, ID2018/01002, WO2016/128994, se menționează o invenție referitoare la o metodă de realizare a elementelor de pavaj utilizând deșeuri municipale. Principala diferență față de prezenta solicitare este realizarea unui geopolymer utilizând nu cenușa de termocentrală ci, cenușa rezultată din arderea deșeurilor municipale solide.in patent number US20180015515, published also under numbers SG11201607307Q, MYPI 2017702815, CA2976409, CN107249765, KR1020170116086, PH1/2017/501408, ID2018/01002, WO2016/1 28994, mention is made of an invention relating to a method of making the elements of paving using municipal waste. The main difference with the present request is the realization of a geopolymer using not the thermal power plant ash, but the ash resulting from the burning of municipal solid waste.

în brevetul de invenție cu numărul IN201841049049 se menționează o invenție referitoare la o metodă de realizare a elementelor de pavaj din material geopolimeric dar, acestea se raportează la condițiile de testare și admisibilitate conf. IS 15658:2006, mai permisiv din punct de vedere al limitelor de acceptabilitate și care prevede testarea la 28 de zile de la turnare, iar în compoziția geopolimerului se utilizează zgură de furnal.in the invention patent with the number IN201841049049, an invention is mentioned regarding a method of making paving elements from geopolymeric material, but they refer to the test and admissibility conditions according to IS 15658:2006, more permissive in terms of limits of acceptability and which provides for testing 28 days after pouring, and blast furnace slag is used in the composition of the geopolymer.

în brevetul de invenție cu numărul US20100058957 se menționează o invenție referitoare la o metodă de realizare a unui material geopolimeric, care se poate folosi la fabricarea elementelor de pavaj, dar în compoziția acesteia utilizându-se agregate reciclate iar activatorul alcalin și putând conține hidroxizi, carbonați, aluminați, silicați ai metalelor alcalono-pământoase sau combinații ai acestora.in the invention patent with the number US20100058957 an invention is mentioned regarding a method of making a geopolymeric material, which can be used in the manufacture of paving elements, but in its composition using recycled aggregates and the alkaline activator and may contain hydroxides, carbonates , aluminates, silicates of alkaline earth metals or combinations thereof.

Cu toate că în documentele prezentate mai sus există elemente comune cu Procedeul de realizare a unui microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment și elemente de placare realizate din acesta - în general prezența cenușii de termocentrală și utilizarea metodei de activare alcalină a acesteia, nici unul dintre ele nu face referire la un produs sau procedeu de obținere a unui microbeton geopolimer utilizând exclusiv cenușă de termocentrală disponibilă în România și fiecare dintre cele anterior prezentate au cel puțin o particularitate care le diferențiază. Așa cum s-a prezentat anterior, caracteristicile generale, compoziția oxidică și finețea cenușii de termocentrală, precum și etapele tehnologice de preparare a activatorului alcalin sunt esențiale pentru realizarea liantului geopolimer, respectiv a produsului finit - elementuj.de placare dinAlthough in the documents presented above there are elements in common with the Process for making an alkaline activated geopolymer microconcrete without cement content and cladding elements made from it - in general the presence of power plant ash and the use of its alkaline activation method, neither one of them does not refer to a product or process for obtaining a geopolymer microconcrete using exclusively thermal power plant ash available in Romania, and each of the previously presented has at least one particularity that differentiates them. As previously presented, the general characteristics, oxide composition and fineness of the power plant ash, as well as the technological stages of preparation of the alkaline activator are essential for the realization of the geopolymer binder, respectively the finished product - cladding element from

DESCRIERE MODIFICATĂ microbeton geopolimer, și diferențiază evident procedeul de realizare a microbetonului geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment care face obiectul prezentei solicitări, în raport cu documentele prezentate și analizate mai sus.MODIFIED DESCRIPTION geopolymer microconcrete, and clearly differentiates the process of making the alkali-activated geopolymer microconcrete, without cement content, which is the subject of this request, in relation to the documents presented and analyzed above.

Scopul acestei invenții este de a oferi, utilizând materiale locale din România, o soluție completă și prietenoasă cu mediul pentru realizarea de elemente de placare din materiale de construcții alternative, cu impact redus asupra mediului prin aplicarea conceptului de economie circulară pentru cenușa de termocentrală care dintr-un sub-produs industrial devine materie primă în proiectarea și realizarea materialelor geopolimere activate alcalin, prevenind astfel conversia sa în deșeu haldat.The purpose of this invention is to offer, using local materials from Romania, a complete and environmentally friendly solution for the production of cladding elements from alternative construction materials, with a low impact on the environment by applying the circular economy concept for power plant ash that from - an industrial by-product becomes a raw material in the design and production of alkaline activated geopolymer materials, thus preventing its conversion into landfilled waste.

Inovativitatea acestei invenții constă în valorificarea materialelor locale prin dezvoltarea de compoziții noi de materiale activate alcalin doar pe bază de cenușă de termocentrală și proiectarea specifică a compozițiilor potrivite pentru realizarea elementelor prefabricate pentru placare cu caracteristici fîzico-mecanice satisfăcătoare domeniului de utilizare preconizat.The innovativeness of this invention consists in the valorization of local materials through the development of new compositions of alkaline activated materials based only on thermal power plant ash and the specific design of compositions suitable for the realization of prefabricated elements for cladding with physical-mechanical characteristics satisfying the intended field of use.

Problema pe care o rezolvă acest Procedeu de realizare a unui microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment și elemente de placare realizate din acesta, prin concepția sa, este oferirea unei posibilități de realizare a unui material fără conținut de ciment, care reintroduce în circuitul economic un subprodus/deșeu - cenușa de termocentrală care până în prezent este haldat. Prezenta solicitare este fundamental motivată pe necesitatea, identificată atât la nivel global, cât și la nivel național, de a implementa principiile unei dezvoltări durabile, cu consum sustenabil a resurselor, de valorificare a deșeurilor existente și prevenție a generării unora noi, în contextul ecologic mondial de reducere drastică a efectelor cu caracter nociv referitor la poluarea, destabilizarea ecosistemelor, încălzirea globală și toate elementele conexe acestora. în acest sens prezenta propunere abordează cercetarea în profunzime a potențialului valorificării cenușii de termocentrală, ca materie primă.The problem solved by this Process for making an alkali-activated geopolymer microconcrete, without cement content and cladding elements made from it, by its conception, is to offer a possibility to make a material without cement content, which reintroduces into the circuit economically a by-product/waste - power plant ash which is still landfilled. The present request is fundamentally motivated by the need, identified both at global and national level, to implement the principles of sustainable development, with sustainable consumption of resources, of valorizing existing waste and preventing the generation of new ones, in the global ecological context of drastic reduction of harmful effects related to pollution, destabilization of ecosystems, global warming and all related elements. in this sense, this proposal approaches the in-depth research of the potential of the utilization of thermal power plant ash, as a raw material.

Dificultatea realizării microbetonului geopolimer constă în aceea că caracteristicile fîzicochimice ale cenușii de termocentrală variază în funcție de parametrii tehnologici ai termocentralei, tipul de cărbune ars, tipul instalației de captare, modalitățile de prelucrare post-captare a cenușii etc. Astfel, cenușa de termocentrală poate prezenta variații ale compoziției oxidice, granulozitate, suprafață specifică etc., toate acestea influențând evoluția mecanismului de geopolimerizare. De asemenea, raportul liant - agregate naturale și distribuția granulometrică a agregatelor influențează definitoriu distribuția agregatelor în matricea geopolimerică și caracteristicile fizico-mecanice, de rezistență și durabilitate a elementelor de placare. Utilizarea fibrelor metalice ca material de armare dispersă în matricea compozită de liant geopolimer aduce, pe de o parte avantaje din punct de vedere a performanțelor fîzico-mecanice și de durabilitate, dar pe de altă parte, introduce o problema de dozare, mai ales a activatorului alcalin. Ponderea activatrului alcalin rin întregulThe difficulty of making geopolymer microconcrete lies in the fact that the physicochemical characteristics of power plant ash vary depending on the technological parameters of the power plant, the type of coal burned, the type of capture facility, the methods of post-capture processing of the ash, etc. Thus, thermal power plant ash can present variations in the oxide composition, granularity, specific surface, etc., all of which influence the evolution of the geopolymerization mechanism. Also, the binder - natural aggregates ratio and the granulometric distribution of the aggregates decisively influence the distribution of the aggregates in the geopolymeric matrix and the physical-mechanical characteristics, strength and durability of the cladding elements. The use of metallic fibers as dispersed reinforcement material in the geopolymer binder composite matrix brings, on the one hand, advantages in terms of physical-mechanical performance and durability, but on the other hand, it introduces a dosing problem, especially of the activator alkaline. The weight of the alkaline activator in the whole

DESCRIERE MODIFICATA amestec precum și disponibilitatea sa pentru principalul scop, acela de contribuție în reacțiile de geopolimerizare, poate fi influneța lucrabilitatea și omogenitatea amestecului, acești doi indicatori fiind totodată influențați de ponderea de fibre metalice și potențialul lor de dispersie omogenă în timpul malaxării.MODIFIED DESCRIPTION mixture as well as its availability for the main purpose, that of contributing to geopolymerization reactions, can influence the workability and homogeneity of the mixture, these two indicators being also influenced by the weight of metallic fibers and their potential for homogeneous dispersion during mixing.

Avantajele utilizării Procedeului de realizare a unui microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment și elemente de placare realizate din acesta sunt posibilitatea reintroducerii în circuitul economic a unui subprodus/deșeu haldat, poluant - cenușa de termocentrală și posibilitatea de realizare a unor elemente prefabricate mici (elemente de placare) care pot fi utilizate după 7 zile de la turnare, reducând astfel durata de depozitare în vederea maturării, durată care în cazul prefabricatelor similare din beton este de 28 de zile de la turnare. Mai mult, elementele prefabricate pentru placare realizate din microbetonul geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment, maturate mai repede decât cele din beton, prezintă la maturitate caracteristici de rezistență mecanică comparabile cu cele din beton și o densitate a materialului mai mică, ceea ce reduce inclusiv efortul de depozitare, transport, manipulare și punere în operă. Acste elemente prefabricare prezintă o suprafață netedă, lisă, fără fisuri, cu bune caracteristici estetice, cu absorbție redusă de apă, rezistență la agenți abrazivi sau tratamente de curățare, Pe de altă parte, Procedeul de realizare a unui microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment și elemente de placare realizate din acesta contribuie la reducerea emisiilor de carbon ca urmare a faptului că nu utilizează ciment - cunoscut fiind faptul că industria producătoare de ciment este puternic poluatoare.The advantages of using the Process for making an alkaline activated geopolymer microconcrete, without cement content and cladding elements made from it, are the possibility of re-introducing into the economic circuit a polluting by-product/dumped waste - thermal power plant ash and the possibility of making small prefabricated elements (cladding elements) that can be used after 7 days from casting, thus reducing the storage time for maturing, which in the case of similar concrete prefabs is 28 days from casting. Furthermore, precast cladding elements made from cement-free, alkali-activated geopolymer microconcrete, which mature faster than concrete, have at maturity mechanical strength characteristics comparable to concrete and a lower material density, which reduces including storage, transportation, handling and commissioning effort. These precast elements present a smooth, smooth surface without cracks, with good aesthetic characteristics, with low water absorption, resistance to abrasive agents or cleaning treatments, On the other hand, the Process for making an alkaline-activated geopolymer microconcrete, without content of cement and cladding elements made from it contribute to the reduction of carbon emissions as a result of the fact that it does not use cement - it is known that the cement production industry is highly polluting.

Exemplu de realizareExample of realization

Procedeu de realizare a unui microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment și elemente de placare realizate din acesta utilizează următoarele materii prime:The process of making an alkaline activated geopolymer microconcrete without cement content and cladding elements made from it uses the following raw materials:

I. cenușa de termocentrală - material pulverulent, cu finețea caracterizată ca rest pe sita de 0,045 mm, maxim 40%. Se utilizează cenușă de termocentrală Clasa F, conform ASTM C618/2019 cu următoarele condiții impuse pentru compoziția oxidică: (SiO2 + A12O3 + Fe2O3) >70%; SO3<5%; PC<6%.I. thermal power plant ash - pulverulent material, with fineness characterized as residue on the 0.045 mm sieve, maximum 40%. Class F power plant ash is used, according to ASTM C618/2019 with the following conditions imposed for the oxide composition: (SiO 2 + A1 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) >70%; SO 3 <5%;PC<6%.

II. activatorul alcalin - soluție preparată prin amestecarea în proporții cunoscute a soluției de silicat de sodiu (Na2SO3) și hidroxid de sodiu (NaOH).II. alkaline activator - solution prepared by mixing sodium silicate solution (Na 2 SO 3 ) and sodium hydroxide (NaOH) in known proportions.

III. agregate naturale de râu cu granula maximă de 4 mm. IV. fibre metalice lise.III. natural river aggregates with a maximum grain size of 4 mm. IV. smooth metallic fibers.

Parametrii tehnologici impuși pentru Procedeul de realizare a unui microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment și elemente de placare realizate din acesta și etapele procesului tehnologic sunt: IThe technological parameters imposed for the Process of making an alkaline activated geopolymer microconcrete, without cement content and cladding elements made from it and the stages of the technological process are: I

DESCRIERE MODIFICATĂ > Proprietățile materiilor prime de preparare ale activatorului alcalinCHANGED DESCRIPTION > Alkaline Activator Raw Material Properties

- soluția de silicat de sodiu (Na2SO3) - produs comercializat și cunoscut și sub numele de apă de sticlă, cu un raport între concentrațiile molare procentuale SiO2 / Na2O în intervalul 1,5 și 3,5, se utilizează ca atare;- sodium silicate solution (Na 2 SO3) - marketed product and also known as glass water, with a ratio between percentage molar concentrations of SiO 2 / Na 2 O in the range of 1.5 and 3.5, is used as such;

- soluția de hidroxid de sodiu (NaOH) - se prepară prin dizolvarea în apă a fulgilor de hidroxid de sodiu (NaOH), astfel încât să se obțină concentrații molare de 8M, 1 OM sau 12M. Soluția de hidroxid de sodiu (NaOH) se utilizează după 24 h de la preparare și păstrare în recipiente închise.- sodium hydroxide (NaOH) solution - is prepared by dissolving sodium hydroxide (NaOH) flakes in water, so as to obtain molar concentrations of 8M, 1 OM or 12M. The sodium hydroxide solution (NaOH) is used after 24 h of preparation and storage in closed containers.

> Prepararea activatorului alcalin - se realizează prin combinarea soluțiilor de Na2SiO3 și NaOH. Raportul masic dintre soluția Na2SiO3 și soluția NaOH utilizate pentru prepararea activatorului alcalin, este cuprins în intervalul 0,5 - 2,5.> Preparation of the alkaline activator - it is done by combining solutions of Na 2 SiO3 and NaOH. The mass ratio between the Na 2 SiO3 solution and the NaOH solution used for the preparation of the alkaline activator is in the range of 0.5 - 2.5.

> Vârsta activatorului alcalin - activatorul alcalin se utilizează după 24 h de la preparare și păstrare în recipiente închise.> Age of the alkaline activator - the alkaline activator is used after 24 h of preparation and storage in closed containers.

> Raportul masic dintre activatorul alcalin și cenușa de termocentrală este cuprins în intervalul 0,5 - 1,0.> The mass ratio between the alkaline activator and power plant ash is in the range of 0.5 - 1.0.

> Raportul procentual masic dintre agregatele naturale de râu și liantul geopolimeric este 50% - 50%, 60% - 40%, 65% - 35% sau 70% - 30%.> Mass percentage ratio between natural river aggregates and geopolymer binder is 50% - 50%, 60% - 40%, 65% - 35% or 70% - 30%.

> Tehnologia de preparare - amestecarea componenților se realizează la o temperatură de (20±3)°C, în următoarele etape:> Preparation technology - the mixing of the components is carried out at a temperature of (20±3)°C, in the following stages:

- realizarea amestecului uscat prin adăugarea în amestecul de agregate a cantității prestabilite de cenușă de termocentrală și omogenizarea materiei uscate (agregat + cenușă) prin malaxare la viteză redusă pentru încă 60 de secunde.- making the dry mixture by adding the predetermined amount of power plant ash to the aggregate mixture and homogenizing the dry matter (aggregate + ash) by mixing at low speed for another 60 seconds.

- introducerea fibrelor metalice, în raport masic de 5-15 kg/m3 de liant în amestecul uscat și omogenizarea amestecului prin malaxare la viteză redusă pentru încă 60 de secunde.- the introduction of metallic fibers, in a mass ratio of 5-15 kg/m 3 of binder in the dry mixture and the homogenization of the mixture by kneading at low speed for another 60 seconds.

- adăugarea activatorului alcalin cu o viteză astfel încât întreaga cantitate de soluție să fie introdusă în cuva de malaxare pe durata a 90 de secunde.- adding the alkaline activator at a rate so that the entire amount of solution is introduced into the mixing tank during 90 seconds.

- malaxarea la viteză redusă a amestecului proaspăt de microbeton geopolimer timp de 5 - 10 minute, în funcție de lucrabilitatea amestecului.- low-speed mixing of the fresh geopolymer microconcrete mixture for 5 - 10 minutes, depending on the workability of the mixture.

> Turnarea în tipare - microbetonul geopolimer proaspăt se toarnă în tipare de polipropilenă, cu forme și geometrie uzuale pentru elementele de placare. Dimensiunea laturii tiparului (lungime și / sau lățime) va fi de maxim 500±5 mm. Indiferent de dimensiunile și forma tiparelor selectate, se vor asigura condițiile necesare pentru a se obține o grosime a produsului finit de min. 3 x dimensiunea maximă a granulei de agregat.> Pouring into molds - fresh geopolymer microconcrete is poured into polypropylene molds with the usual shapes and geometry for cladding elements. The size of the side of the print (length and / or width) will be a maximum of 500±5 mm. Regardless of the dimensions and shape of the selected patterns, the necessary conditions will be ensured to obtain a thickness of the finished product of min. 3 x maximum aggregate grain size.

RO 137964 Α2 93RO 137964 Α2 93

DESCRIERE MODIFICATĂ > Vibrarea - după turnarea în tipare, acestea se vibrează timp de 5 minute pentru omogenizare și eliminarea eventualelor bule de aer incluse în masa de microbeton geopolimer în procesul de preparare sau turnare.MODIFIED DESCRIPTION > Vibration - after pouring into the molds, they are vibrated for 5 minutes to homogenize and eliminate any air bubbles included in the geopolymer microconcrete mass during the preparation or casting process.

> Procedura de tratament termic - microbetonul geopolimer preparat se întărește prin păstrare la temperatura de 50°C -80°C, timp de 4-48 h.> Heat treatment procedure - the prepared geopolymer microconcrete hardens by keeping it at a temperature of 50°C -80°C, for 4-48 h.

> După parcurgerea etapei de tratament termic, produsele se lasă pentru răcire la temperatura ambientală, se decofrează și, dacă este nevoie, se efectuează operațiuni finale de finisare (debavurare). După întărirea sub tratament termic, produsul finit se decofrează cu ușurință deoarece microbetonul geopoliremic nu are aderență mare la polipropilena din care sunt realizate matrițele.> After completing the heat treatment stage, the products are left to cool to ambient temperature, they are removed from the mold and, if necessary, final finishing operations (deburring) are carried out. After hardening under heat treatment, the finished product is easily removed from the formwork because the geopolymeric microconcrete does not have great adhesion to the polypropylene from which the molds are made.

> Pentru atingerea maturității prin definitivarea reacțiilor de polimerizare, elementele decofrate se depozitează pe paleți, în condiții de temperatură 20±3°C și 60±5% umiditate realtivă a aerului, ferite de acțiunea directă a razelor solare, ploii, gerului sau altor condiții extreme de mediu, până la atingerea vârstei de 7 zile de la turnare, după care pot fi utilizate la realizarea lucrărilor de finisare prin placare a pereților construcțiilor. La atingerea acestei vârste produsele îndeplinesc cerințele necesare punerii în operă facile și de durabilitate.> To reach maturity by finalizing the polymerization reactions, the unformed elements are stored on pallets, in temperature conditions of 20±3°C and 60±5% relative air humidity, protected from the direct action of sunlight, rain, frost or other conditions environmental extremes, until reaching the age of 7 days from casting, after which they can be used for finishing works by cladding the walls of buildings. At this age, the products meet the requirements for easy commissioning and durability.

în figura 3 este prezentat schematic fluxul tehnologic pentru Procedeu de realizare a unui microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment și elemente de placare realizate din acesta.Figure 3 shows schematically the technological flow for the Process of making an alkaline-activated geopolymer microconcrete without cement content and cladding elements made from it.

Cenușă de Agregate naturale de râu Fibre metalice Soluție de silicat Hidroxid de sodiu termocentrală sort 0/4 mm de sodiu (Na2SC>3) (NaOH)Ash Natural river aggregates Metal fibers Silicate solution Thermal power plant sodium hydroxide sort 0/4 mm sodium (Na2SC>3) (NaOH)

RO 137964 Α2RO 137964 Α2

DESCRIERE MODIFICATAMODIFIED DESCRIPTION

Punerea în operă a elementelor de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment se realizează fără dificultăți particulare, de către personal calificat pentru astfel de lucrări, în mod similar cu punerea în operă a elementelor de placare clasice din beton, utilizânduse adezivi specifici pentru lucrări de placare, disponibili pe piața materialelor de construcții.The installation of cladding elements made of alkaline activated geopolymer microconcrete, without cement content, is carried out without particular difficulties, by personnel qualified for such works, in a similar way to the installation of classic cladding elements made of concrete, using specific adhesives for cladding works, available on the building materials market.

Elementele de placare rezultate ca urmare a parcurgerii procesului tehnologic prezentat în diagrama din figura 3 sunt produse prefabricate care, la vârsta de 7 zile de la turnare, prezintă următoarele caracteristici fîzico-mecanice și de aspect:The cladding elements resulting from the technological process shown in the diagram in figure 3 are prefabricated products which, at the age of 7 days after casting, present the following physical-mechanical and appearance characteristics:

> Aspect - culoare gri-maro închis, aspect neted, fără porozitate deschisă la suprafață.> Appearance - dark gray-brown color, smooth appearance, no open porosity on the surface.

> Forma - variabilă, în funcție de forma matriței.> Shape - variable, depending on mold shape.

> Dimensiuni - variabilă, în funcție de forma matriței. Dimensiunea laturii tiparului (lungime și / sau lățime) maxim 500±5 nun, grosimea minimă de 3 x dimensiunea celei mai mari granulei de agregate naturale, în funcție de profilatura tiparului (matriței).> Dimensions - variable, depending on mold shape. The size of the side of the pattern (length and / or width) maximum 500±5 nun, the minimum thickness of 3 x the size of the largest grain of natural aggregates, depending on the profile of the pattern (mold).

> Densitate aparentă - 1500 - 2000 kg/ra3.> Apparent density - 1500 - 2000 kg/ra 3 .

> Absorbție de apă - maxim 8%.> Water absorption - maximum 8%.

> Rezistența la încovoiere - minim 5 N/mm2.> Bending strength - minimum 5 N/mm 2 .

> Rezistența la îngheț-dezgheț, la acțiunea factorilor de mediu și la tratamente și soluții de curățare utilizate în mod curent.> Resistance to freeze-thaw, to the action of environmental factors and to treatments and cleaning solutions used on a regular basis.

Aceste caracteristici fîzico-mecanice pot varia în funcție de tipul și caracteristicile cenușii de termocentrală, concentrația molară a soluției de NaOH, raportul masic dintre soluția Na?SiO3 și soluția NaOH utilizat pentru prepararea activatorului alcalin, raportul masic dintre activatorul alcalin și cenușa de termocentrală, temperatura și durata tratamentului termic, valorile prezentate mai sus fiind nivelul minim de performanță atins.These physico-mechanical characteristics may vary depending on the type and characteristics of the power plant ash, the molar concentration of the NaOH solution, the mass ratio between the Na?SiO3 solution and the NaOH solution used to prepare the alkaline activator, the mass ratio between the alkaline activator and the power plant ash, temperature and duration of heat treatment, the values presented above being the minimum level of performance achieved.

In figura 4 sunt prezentate, exemplificativ, fără a fi considerate semnificativ din punct de vedere al formei și dimensiunilor, pavelele din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut de ciment.Figure 4 shows, by way of example, without being considered significant from the point of view of shape and dimensions, the pavers made of alkaline activated geopolymer microconcrete, without cement content.

Fig. 4. Element de placare din microbeton geopolimer activat alcalin, fără conținut dt cimentFig. 4. Alkaline-activated geopolymer microconcrete cladding element, without cement content

DESCRIERE MODIFICATĂCHANGED DESCRIPTION

BibliografieBibliography

1. Nagy G. L., Brevet de invenție nr. R000121965 Compoziție de beton ecologic, http://online.osim.ro/cgibin/invsearch8 (accesat august 2019).1. Nagy G. L., Patent of invention no. R000121965 Ecological concrete composition, http://online.osim.ro/cgibin/invsearch8 (accessed August 2019).

2. Stănculescu M., Brevet de invenție nr. R000123502 Beton macroporos polimeric, http://online.osim.iO/cgibin/invsearch8 (accesat august 2019).2. Stănculescu M., Invention patent no. R000123502 Polymeric macroporous concrete, http://online.osim.iO/cgibin/invsearch8 (accessed August 2019).

3. Voina N., Brevet de invenție nr. R000106126 Procedeu de obținere a unor produse din betoane pe bază de cenușă de termocentrală, http://online.osim.ro/cgi-bin/invsearch8 (accesat august 2019).3. Voina N., Patent of invention no. R000106126 Process for obtaining concrete products based on power plant ash, http://online.osim.ro/cgi-bin/invsearch8 (accessed August 2019).

4. lorgoiu C.-D., Velcea M, Brevet de invenție nr. R000125903 Compoziție și procedeu de obținere a unui amestec ciment-polimer precum și procedeu de aplicare a compoziției la pavat drumuri și șosele, http://online.osim.ro/cgi-bin/invsearch8 (accesat august 2019).4. lorgoiu C.-D., Velcea M, Invention patent no. R000125903 Composition and process for obtaining a cement-polymer mixture as well as the process for applying the composition to paving roads and highways, http://online.osim.ro/cgi-bin/invsearch8 (accessed August 2019).

5. Kakebeeke P., Izaak J., Keulen A., EP2852562 Geopolymer activator composition and geopolymer binder, paste and concrete prepared therewith (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)5. Kakebeeke P., Izaak J., Keulen A., EP2852562 Geopolymer activator composition and geopolymer binder, paste and concrete prepared therewith (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

6. Werz J., Kesselheim B., Rudert D., Beimdiek K., EP2951133 Geopolymer-binder system for fire concretes, dry fire concrete mix containing the binder system and also the use of the mix (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accesat august 2019)6. Werz J., Kesselheim B., Rudert D., Beimdiek K., EP2951133 Geopolymer-binder system for fire concretes, dry fire concrete mix containing the binder system and also the use of the mix (https://patentscope.wipo .int/search/en/search.jsf accessed August 2019)

7. Allouche E. N., Diaz-Loya E. L, US09290416 Method for geopolymer concrete (https://patentscope.wipo.int/searcli/en/search.isf accesat august 2019)7. Allouche E. N., Diaz-Loya E. L, US09290416 Method for geopolymer concrete (https://patentscope.wipo.int/searcli/en/search.isf accessed August 2019)

8. Shudong C., Tianting D., Qihua L., J., Kai K., Jianfeng Y., Miaochen L., Maolin H., CN106630903 Highdurability geopolymer concrete foundation (https://patentscope.wipo.int/searcli/en/search.jsf accesat august 2019)8. Shudong C., Tianting D., Qihua L., J., Kai K., Jianfeng Y., Miaochen L., Maolin H., CN106630903 Highdurability geopolymer concrete foundation (https://patentscope.wipo.int/searcli /en/search.jsf accessed August 2019)

9. Revathi V., Saravankumar R., IN1830/CHE/2015 Innovative bottom ash geopolymer concrete blocks (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accesat august 2019)9. Revathi V., Saravankumar R., IN1830/CHE/2015 Innovative bottom ash geopolymer concrete blocks (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accessed August 2019)

10. Haifeng L., Qin Z., Feng C., CN104529300 Geopolymer-base sea-base concrete proiective coating (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accesat august 2019)10. Haifeng L., Qin Z., Feng C., CN104529300 Geopolymer-base sea-base concrete projective coating (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accessed August 2019)

11. Alter S., Wright M., IN6203/DELNP/2011 Geopolymer compositions (https://patentscope.wipo.int/searcli/en/search.jsf accesat august 2019)11. Alter S., Wright M., IN6203/DELNP/2011 Geopolymer compositions (https://patentscope.wipo.int/searcli/en/search.jsf accessed August 2019)

12. Chalmers D. P., Kidd P. G., Sleep P. D., NZ707001 Geopolymer cement (https://patentscope.wipo.int/searcli/en/searcli.isf accesat august 2019)12. Chalmers D. P., Kidd P. G., Sleep P. D., NZ707001 Geopolymer cement (https://patentscope.wipo.int/searcli/en/searcli.isf accessed August 2019)

13. Weijin J., Fazhi N., Zhanxing S., CN103172295 Compound activator and geopolymer cement concrete prepared from same (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.i sf accesat august 2019)13. Weijin J., Fazhi N., Zhanxing S., CN103172295 Compound activator and geopolymer cement concrete prepared from same (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.i sf accessed August 2019)

14. Aleem Μ. I. A., Urna R. N., IN7105/CHE/2015 Environmental friendly zero cement geopolymer concrete using flyash and manufactured sand (https://patentscope.wipo.int/searcli/en/searcli.isf accesat august 2019)14. Aleem M. I. A., Urna R. N., IN7105/CHE/2015 Environmental friendly zero cement geopolymer concrete using flyash and manufactured sand (https://patentscope.wipo.int/searcli/en/searcli.isf accessed August 2019)

15. Feng R., Xing L., CN109437701 Corrosion-resistant geopolymer concrete and preparation method thereof (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accesat august 2019)15. Feng R., Xing L., CN109437701 Corrosion-resistant geopolymer concrete and preparation method thereof (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accessed August 2019)

16. Shaojie J., Hansheng S., Xinwei L., CN106336158 Geopolymer concrete prefabricated part and production method thereof (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accesat august 2019)16. Shaojie J., Hansheng S., Xinwei L., CN106336158 Geopolymer concrete prefabricated part and production method thereof (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accessed August 2019)

17. Qiong L., Shuangli X., Dongsheng X., Cao Li C., CN106082927 Alkali-activated slag geopolymer concrete and preparing method thereof (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accesat august 2019)17. Qiong L., Shuangli X., Dongsheng X., Cao Li C., CN106082927 Alkali-activated slag geopolymer concrete and preparing method thereof (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accessed August 2019)

18. Kazuo L, Koji H., Shunji T., Osamu L, JP2016005994 Geopolymer composition and mortar or concrete or secondary concrete produCT (https://patentscope.wipo.int/searcli/en/search.jsf accesat august 2019)18. Kazuo L, Koji H., Shunji T., Osamu L, JP2016005994 Geopolymer composition and mortar or concrete or secondary concrete produCT (https://patentscope.wipo.int/searcli/en/search.jsf accessed August 2019)

19. Gong W., Lutz W., Pegg L, RU0002599742 Geopolymer composite for ultra-high quality concrete (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accesat august 2019)19. Gong W., Lutz W., Pegg L, RU0002599742 Geopolymer composite for ultra-high quality concrete (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accessed August 2019)

20. Parvatam S. P., Manmohan S. J., W02016030904 A process for geopolymer concrete making with curing at ambient temperature and without using sodium hydroxide (https://patentscope.wipo.int/searcli/en/searcli.isf accesat august 2019)20. Parvatam S. P., Manmohan S. J., W02016030904 A process for geopolymer concrete making with curing at ambient temperature and without using sodium hydroxide (https://patentscope.wipo.int/searcli/en/searcli.isf accessed August 2019)

21. Gong W., Lutz W., Pegg L, RU0002517729 Geopolymer composite binders with given properties for cement and concrete (https://patentscope.wipo.int/searcli/eii/search.isf accesat august 2019)21. Gong W., Lutz W., Pegg L, RU0002517729 Geopolymer composite binders with given properties for cement and concrete (https://patentscope.wipo.int/searcli/eii/search.isf accessed August 2019)

22. Tirupathi V. Μ., IN201841008645 Geopolymer concrete composition and method of producing the same using marine water (https://patentscope.wipo.iiit/searcli/en/search.isf accesat august 2019)22. Tirupathi V. Μ., IN201841008645 Geopolymer concrete composition and method of producing the same using marine water (https://patentscope.wipo.iiit/searcli/en/search.isf accessed August 2019)

23. Peiming L., Qin L., Lifeng S., Jianping Z., Chen C., CN101891498 Method for preparing fly ash-based geopolymer aerated concrete (https://pateiitscope.wipo.iiit/searcli/en/searcli.isf accesat august 2019)23. Peiming L., Qin L., Lifeng S., Jianping Z., Chen C., CN101891498 Method for preparing fly ash-based geopolymer aerated concrete (https://pateiitscope.wipo.iiit/searcli/en/searcli. isf accessed August 2019)

24. Willis N. J., IN201737001848 Geopolymers and geopolymer aggregates (https://patentscope.wipo.int/searcli/en/searcli.isf accesat august 2019)24. Willis N. J., IN201737001848 Geopolymers and geopolymer aggregates (https://patentscope.wipo.int/searcli/en/searcli.isf accessed August 2019)

25. Gong W., Lutz W., Pegg L, W02014141051 High-strength geopolymer composite cellular concrete (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)25. Gong W., Lutz W., Pegg L, W02014141051 High-strength geopolymer composite cellular concrete (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

26. Gong W., Lutz W., Pegg L, WO2012083255 Geopolymer composite for ultra high performance concrete (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accesat august 2019)26. Gong W., Lutz W., Pegg L, WO2012083255 Geopolymer composite for ultra high performance concrete (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accessed August 2019)

27. Dubey A., IN9721/DELNP/2014 Dimensionally stable geopolymer compositions and method (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accesat august 2019)27. Dubey A., IN9721/DELNP/2014 Dimensionally stable geopolymer compositions and method (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accessed August 2019)

28. Sheng S., CN106854045 Method for preparing concrete from geopolymer and recycled aggregate (https://patentscope.wipo.int/searcli/en/search.isf accesat august 2019)28. Sheng S., CN106854045 Method for preparing concrete from geopolymer and recycled aggregate (https://patentscope.wipo.int/searcli/en/search.isf accessed August 2019)

RO 137964 A2 (fjRO 137964 A2 (fj

DESCRIERE MODIFICATAMODIFIED DESCRIPTION

29. Sivakumar S. K., US20180015515 A novei method and an apparatus in converting unsorted municipal solid waste into geo-polymer pellets/briquettes and geo-polymer bricks/paver blocks (https://Datentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)29. Sivakumar S. K., US20180015515 A new method and an apparatus in converting unsorted municipal solid waste into geo-polymer pellets/briquettes and geo-polymer bricks/paver blocks (https://Datentscope.wipo.int/search/en/search. isf accessed August 2019)

30. Partheeban P., IN201841049049 A geopolymer concrete with ggbs paver block (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accesat august 2019)30. Partheeban P., IN201841049049 A geopolymer concrete with ggbs paver block (https://patentscope.wipo.int/search/en/search.isf accessed August 2019)

31. Chett B., US20100058957 Pervious concrete comprising a geopolymerized pozzolanic ash binder ('https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accesat august 2019)31. Chett B., US20100058957 Pervious concrete comprising a geopolymerized pozzolanic ash binder ('https://patentscope.wipo.int/search/en/search.jsf accessed August 2019)

32. Davidovits J. (1979), Synthesis of new high-temperature Geopolymers for reinforcedplastics and composites, SPE PACTE’79, Costa Mesa, California, Society of Plastics Engineers, SUA pp: 151-15432. Davidovits J. (1979), Synthesis of new high-temperature Geopolymers for reinforced plastics and composites, SPE PACTE'79, Costa Mesa, California, Society of Plastics Engineers, USA pp: 151-154

33. Al Bakri Abdullah A.M.M., Hussin K., Bnuhussain M., Ismail K.N., Ahmad M.I. (201 lb), Chemical Reactions in the Geopolymerisation Process Using Fly Ash-Based Geopolymer: A review, Australian Journal of Basic and Applied Sciences.33. Al Bakri Abdullah A.M.M., Hussin K., Bnuhussain M., Ismail K.N., Ahmad M.I. (201 lb), Chemical Reactions in the Geopolymerisation Process Using Fly Ash-Based Geopolymer: A review, Australian Journal of Basic and Applied Sciences.

34. Davidovits J. (1988), Geopolymers of the first generation: SILIFACE-Process, Geopolymer ’88, First Europrean Conference on Soft Mineralogy, Compiegne, France pp:49-67.34. Davidovits J. (1988), Geopolymers of the first generation: SILIFACE-Process, Geopolymer ’88, First European Conference on Soft Mineralogy, Compiegne, France pp:49-67.

35. Duxon P., Provis J.L., Lukey G.C., van Demeter J.S.J. (2007), The role of inorganic polymer technology in the developent of‘green concrete’, Cement Concr. Res 37:1590-1597.35. Duxon P., Provis J.L., Lukey G.C., van Demeter J.S.J. (2007), The role of inorganic polymer technology in the development of 'green concrete', Cement Concr. Res 37:1590-1597.

36. Lloyd N.A., Rangan B.V. (2010), Geopolymer concrete with fly ash, Second International Conference on Sustainable Materials and Technologies, Italia.36. Lloyd N.A., Rangan B.V. (2010), Geopolymer concrete with fly ash, Second International Conference on Sustainable Materials and Technologies, Italy.

37. Herbert G., d’Espinose de Lacaillerie J.B, Roussel N. (2011), An environmental evaluation of geopolymer based concrete production: reviewing current research trends, J.Cleaner Prod. 19(11): 1229-1238.37. Herbert G., d'Espinose de Lacaillerie J.B, Roussel N. (2011), An environmental evaluation of geopolymer based concrete production: reviewing current research trends, J.Cleaner Prod. 19(11): 1229-1238.

38. CEPROCIM, (2009), C439 - Utilizarea cenușii zburătoare (adaos de tip II) în betoane, în vederea îmbunătățirii caracteristicilor de durabilitate conform cu standardele și/sau reglementările corespunzătoare, armonizate cu directiva europeană produse pentru construcții, Ministerul Dezvoltării Regionale și Turismului, București, România38. CEPROCIM, (2009), C439 - The use of fly ash (type II admixture) in concrete, in order to improve the durability characteristics in accordance with the appropriate standards and/or regulations, harmonized with the European directive on construction products, Ministry of Regional Development and Tourism , Bucharest Romania

Claims (1)

Revendicare 1Claim 1 PROCEDEU DE REALIZARE A UNUI MICROBETON GEOPOLIMER ACTIVAT ALCALIN, FĂRĂ CONȚINUT DE CIMENT, caracterizat prin aceea că, are următoarele etape: 1). Se utilizează ca materii prime cenușa de termocentrală Clasa F cu finețea ca rest pe sita de 0,045 mm, maxim 40%, disponibilă în România, un activator alcalin pe bază de silicat de sodiu (NazSiCh) și hidroxid de sodiu (NaOH), agregate naturale de râu cu granula maximă de 4 mm, și armare dispersă cu fibre metalice, astfel încât conținutul de fibre metalice în masa de compozit este de 5-15 kg/m3 liant. 2). Se dozează gravimetric cenușa de termocentrală Clasa F și, respectiv, agregatele naturale de râu cu granula maximă de 4 mm. 3). Se realizează amestecul uscat de cenușa de termocentrală Clasa F și agregatele naturale de râu cu granula maximă de 4 mm. 4). Se dozează gravimetric fibrele metalice. 5). Se realizează amestecul uscat care conține cenușa de termocentrală Clasa F , agregatele naturale de râu cu granula maximă de 4 mm și fibre metalice. 6). Se prepară activatorul alcalin compus din soluție de NazSiCh și soluție NaOH (de diferite concentrații molare) astfel încât raportul masic dintre acestea să fie cuprins în intervalul 0,5 - 2,5. 7). Se dozează gravimetric amestecul uscat și activatorul alcalin, astfel încât raportul masic dintre activatorul alcalin și cenușa de termocentrală să fie cuprins în intervalul 0,5 - 1,0. 8). Se prepară microbetonul geopolimer prin malaxare timp de 5-10 minute a amestecului uscat cu activatorul alcalin. 9). Compozitul rezultat se toarnă în tipare specifice și de vibrează timp de 3-5 minute. 10). Se efectuează tratamentul termic prin menținerea tiparelor cu compozit la temperatura de 50°C -80°C, timp de 4-48 h. 11). Decofrare, debavurare, depozitare.PROCEDURE FOR MAKING AN ALKALINE ACTIVATED GEOPOLYMER MICROCONCRETE WITHOUT CEMENT CONTENT, characterized in that it has the following stages: 1). Class F thermal power plant ash with a fineness of 0.045 mm sieve residue, maximum 40%, available in Romania, an alkaline activator based on sodium silicate (NazSiCh) and sodium hydroxide (NaOH), natural aggregates are used as raw materials of river with the maximum grain of 4 mm, and dispersed reinforcement with metal fibers, so that the content of metal fibers in the composite mass is 5-15 kg/m 3 binder. 2). Class F thermal power plant ash and natural river aggregates with a maximum grain size of 4 mm are dosed gravimetrically. 3). The dry mixture of Class F thermal power plant ash and natural river aggregates with a maximum grain size of 4 mm is made. 4). The metallic fibers are dosed gravimetrically. 5). The dry mixture containing Class F thermal power plant ash, natural river aggregates with a maximum grain size of 4 mm and metal fibers is made. 6). Prepare the alkaline activator composed of NazSiCh solution and NaOH solution (of different molar concentrations) so that the mass ratio between them is between 0.5 and 2.5. 7). The dry mixture and the alkaline activator are dosed gravimetrically, so that the mass ratio between the alkaline activator and the power plant ash is in the range of 0.5 - 1.0. 8). The geopolymer microconcrete is prepared by mixing the dry mixture with the alkaline activator for 5-10 minutes. 9). The resulting composite is poured into specific molds and vibrated for 3-5 minutes. 10). The heat treatment is carried out by maintaining the patterns with composite at a temperature of 50°C -80°C, for 4-48 h. 11). Stripping, deburring, storage. Revendicare 2Claim 2 MICROBETON GEOPOLIMER ACTIVAT ALCALIN, FĂRĂ CONȚINUT DE CIMENT, caracterizat prin aceea că, este constituit din cenușa de termocentrală Clasa F cu finețea ca rest pe sita de 0,045 mm, maxim 40% disponibilă în România, un activator alcalin pe bază de silicat de sodiu (NazSiOs) și hidroxid de sodiu (NaOH), agregate naturale de râu cu granula maximă de 4 mm și armare dispersă cu fibre metalice.ALKALINE ACTIVATED GEOPOLIMER MICROCONCRETE, WITHOUT CEMENT CONTENT, characterized by the fact that it consists of Class F thermal power plant ash with a fineness as residue on the 0.045 mm sieve, maximum 40% available in Romania, an alkaline activator based on sodium silicate ( NazSiOs) and sodium hydroxide (NaOH), natural river aggregates with a maximum grain size of 4 mm and dispersed reinforcement with metal fibers. Revendicare 3Claim 3 ELEMENTE DE PLACARE REALIZATE DIN MICROBETON GEOPOLIMER, caracterizate prin aceea că, au formă și dimensiuni variabile în funcție de dimensiunile tiparului, cu următoarele caracteristici fizico-mecanice (valori înregistrate la vârsta de 7 zile după turnare): formă și dimensiuni variabile în funcție de caracteristicile tiparului, cu dimensiune maximă a laturii de 500±5 mm, grosime minimă egală cu 3 x dimensiunea celei mai mari granulei de agregate naturale, densitate aparentă în stare uscată 1500-2000 kg/m3, absorbție de apă max. 8%, rezistența la îngheț-dezgheț, la acțiunea factorilor de mediu și la tratamente și soluții de curățare utilizate în mod curent.CLADDING ELEMENTS MADE OF MICROCONCRETE GEOPOLIMER, characterized by the fact that they have variable shape and dimensions depending on the dimensions of the pattern, with the following physical-mechanical characteristics (values recorded at the age of 7 days after casting): variable shape and dimensions depending on the characteristics of the pattern, with maximum side size of 500±5 mm, minimum thickness equal to 3 x the size of the largest grain of natural aggregates, apparent density in dry state 1500-2000 kg/m 3 , water absorption max. 8%, resistance to freeze-thaw, to the action of environmental factors and to treatments and cleaning solutions used on a regular basis.
ROA202200481A 2022-08-09 2022-08-09 Manufacturing process and lining elements made of cement-free alkali-activated geopolymer micro concrete RO137964A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA202200481A RO137964A2 (en) 2022-08-09 2022-08-09 Manufacturing process and lining elements made of cement-free alkali-activated geopolymer micro concrete

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA202200481A RO137964A2 (en) 2022-08-09 2022-08-09 Manufacturing process and lining elements made of cement-free alkali-activated geopolymer micro concrete

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RO137964A2 true RO137964A2 (en) 2024-02-28

Family

ID=89983957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA202200481A RO137964A2 (en) 2022-08-09 2022-08-09 Manufacturing process and lining elements made of cement-free alkali-activated geopolymer micro concrete

Country Status (1)

Country Link
RO (1) RO137964A2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Azevedo et al. Potential use of ceramic waste as precursor in the geopolymerization reaction for the production of ceramic roof tiles
Cheng et al. Durability and microstructure of coral sand concrete incorporating supplementary cementitious materials
Das et al. Geopolymer concrete: Sustainable green concrete for reduced greenhouse gas emission–A review
Thaarrini et al. Comparative study on the production cost of geopolymer and conventional concretes
CN113149530B (en) Red mud modified foam light soil and preparation method and application thereof
Karrech et al. Sustainable geopolymer using lithium concentrate residues
US20090163641A1 (en) Natural aluminosilicate composites and aggregates synthesized in alkaline environment and their manufacturing process
Shilar et al. Evaluation of structural performances of metakaolin based geopolymer concrete
Heidari et al. Effects of waste bricks powder of gachsaran company as a pozzolanic material in concrete
Sevinç et al. Properties of high-calcium fly ash-based geopolymer concretes improved with high-silica sources
Bondar Geo-polymer concrete as a new type of sustainable construction materials
Wang et al. Ultra-high performance concrete: Mix design, raw materials and curing regimes-A review
CN111807776A (en) Inorganic polymer novel lightweight concrete and preparation method thereof
Bayrak et al. Recycling of waste marble powder and waste colemanite in ternary-blended green geopolymer composites: mechanical, durability and microstructural properties
Joudah et al. Sustainability evaluation of alkali-activated mortars incorporating industrial wastes
Rasid et al. Ground palm oil fuel ash and calcined eggshell powder as SiO2–CaO based accelerator in green concrete
Liu et al. Comparison of nano-silica-modified manufactured-sand concrete under steam curing and standard curing
KR101263227B1 (en) Geopolymer Composition having high strength and manufacturing method thereof
Rathee et al. Durability properties of copper slag and coal bottom ash based I-shaped geopolymer paver blocks
CN101857413A (en) Method for preparing fish reef material by utilizing granite ballast powder
Wan Ibrahim et al. Development of fly ash-based geopolymer lightweight bricks using foaming agent-a review
Abdulkareem et al. Strength and porosity characterizations of blended biomass wood ash-fly ash-based geopolymer mortar
Algaifi et al. Optimizing durability and performance in high-volume fly ash-based alkali-activated mortar with palm oil fuel ash and slag: A response surface methodology approach
Tebbal et al. Recycling of brick waste for geopolymer mortar using full factorial design approach
CN115745432A (en) Industrial solid waste based green high-performance road cementing material and application thereof