Claims (35)
1. Геополимерная композиция, характеризующаяся контролируемым временем схватывания и содержащая: по меньшей мере, один реакционноспособный алюмосиликат; по меньшей мере, один замедлитель и, по меньшей мере, один раствор щелочно-силикатного активатора, при этом, по меньшей мере, один замедлитель представляет собой растворимую соль металла, которая гидролизуется в щелочном растворе и соосаждает силикатные компоненты, присутствующие в растворе щелочно-силикатного активатора.1. Geopolymer composition, characterized by a controlled setting time and containing: at least one reactive aluminosilicate; at least one moderator and at least one alkaline silicate activator solution, wherein at least one moderator is a soluble metal salt that hydrolyzes in an alkaline solution and co-precipitates the silicate components present in the alkaline silicate solution activator.
2. Геополимерная композиция по п. 1, в которой, по меньшей мере, один реакционноспособный алюмосиликат содержит характеризующийся низким уровнем содержания Са зольный унос класса F (FFA) и доменный шлак (BFS).2. The geopolymer composition of claim 1, wherein the at least one reactive aluminosilicate comprises low-Ca class F fly ash (FFA) and blast-furnace slag (BFS).
3. Геополимерная композиция по п. 2, в которой характеризующийся низким уровнем содержания Са зольный унос класса F (FFA) является зольным уносом, который содержит оксид кальция в количестве, меньшем или равном приблизительно 8 мас.%.3. The geopolymer composition of claim 2, wherein the low-Ca Class F fly ash (FFA) is a fly ash that contains less than or equal to about 8 wt% calcium oxide.
4. Геополимерная композиция по п. 3, в которой зольный унос содержит, по меньшей мере, 65 мас.% фазы аморфного алюмосиликата.4. The geopolymer composition of claim 3, wherein the fly ash contains at least 65% by weight of an amorphous aluminosilicate phase.
5. Геополимерная композиция по п. 3, в которой зольный унос имеет средний диаметр частиц, выбранный из: 60 мкм и менее, 50 мкм и менее, 45 мкм и менее и 30 мкм и менее.5. The geopolymer composition of claim 3, wherein the fly ash has an average particle diameter selected from: 60 µm or less, 50 µm or less, 45 µm or less, and 30 µm or less.
6. Геополимерная композиция по п. 2, в которой характеризующийся низким уровнем содержания Са зольный унос класса F (FFA) характеризуется величиной потерь при прокаливании (ППП), меньшей или равной 5%.6. The geopolymer composition of claim 2, wherein the low-Ca Class F fly ash (FFA) has a loss on ignition (LOI) value of less than or equal to 5%.
7. Геополимерная композиция по п. 2, в которой, по меньшей мере, один реакционноспособный алюмосиликат, кроме того, содержит метакаолин (МК).7. Geopolymer composition according to claim 2, in which at least one reactive aluminosilicate, in addition, contains metakaolin (MK).
8. Геополимерная композиция по п. 1, в которой, по меньшей мере, один реакционноспособный алюмосиликат содержит, по меньшей мере, один характеризующийся высоким уровнем содержания Са алюмосиликат, выбранный из группы: характеризующегося высоким уровнем содержания Са зольного уноса класса F (FFA), зольного уноса класса С (CFA), доменного шлака (BFS), стекловидного силиката кальция (VCAS), золошлаковых отходов и клинкерной печной пыли (CKD).8. The geopolymer composition of claim 1, wherein the at least one reactive aluminosilicate comprises at least one high-Ca aluminosilicate selected from the group: high-Ca fly ash class F (FFA), Class C fly ash (CFA), blast-furnace slag (BFS), vitreous calcium silicate (VCAS), bottom ash and clinker kiln dust (CKD).
9. Геополимерная композиция по п. 8, в которой, по меньшей мере, один реакционноспособный алюмосиликат, кроме того, содержит метакаолин (МК).9. Geopolymer composition according to claim 8, in which at least one reactive aluminosilicate, in addition, contains metakaolin (MK).
10. Геополимерная композиция по п. 1, в которой, по меньшей мере, один реакционноспособный алюмосиликат содержит доменный шлак (BFS) и метакаолин (МК).10. Geopolymer composition according to claim 1, in which at least one reactive aluminosilicate contains blast furnace slag (BFS) and metakaolin (MK).
11. Геополимерная композиция по п. 1, в которой, по меньшей мере, один реакционноспособный алюмосиликат содержит зольный шлак класса С (CFA) и метакаолин (МК).11. The geopolymer composition of claim 1, wherein the at least one reactive aluminosilicate comprises class C fly ash (CFA) and metakaolin (MK).
12. Геополимерная композиция по п. 1, в которой раствор щелочно-силикатного активатора содержит гидроксиды металлов и силикаты металлов, где металл представляет собой калий, натрий или комбинации из них обоих.12. The geopolymer composition of claim 1, wherein the alkaline silicate activator solution contains metal hydroxides and metal silicates, where the metal is potassium, sodium, or combinations of both.
13. Геополимерная композиция по п. 1, в которой соль металла выбирают из группы: безводного хлорида бария, дигидрата хлорида бария, нитрата бария, нитрита бария, моногидрата метабората бария, нитрата цинка, хлорида цинка, сульфата цинка, хлорида свинца, нитрата свинца, хлорида стронция, нитрата стронция и сульфата стронция.13. Geopolymer composition according to claim 1, in which the metal salt is selected from the group: anhydrous barium chloride, barium chloride dihydrate, barium nitrate, barium nitrite, barium metaborate monohydrate, zinc nitrate, zinc chloride, zinc sulfate, lead chloride, lead nitrate, strontium chloride, strontium nitrate and strontium sulfate.
14. Геополимерная композиция по п. 1, в которой, по меньшей мере, один замедлитель выбирают из группы: безводного хлорида бария, дигидрата хлорида бария, нитрата бария, нитрита бария и моногидрата метабората бария.14. Geopolymer composition according to claim 1, in which at least one moderator is selected from the group: anhydrous barium chloride, barium chloride dihydrate, barium nitrate, barium nitrite and barium metaborate monohydrate.
15. Геополимерная композиция по п. 1, в которой, по меньшей мере, один замедлитель используют в количестве в диапазоне от приблизительно 0,1 до приблизительно 10 мас.%. при расчете на массу вяжущего (ПРНМВ), а более предпочтительно от приблизительно 0,25 до приблизительно 5 мас.% при расчете на массу вяжущего.15. The geopolymer composition of claim 1, wherein at least one retarder is used in an amount ranging from about 0.1 to about 10% by weight. when calculating the weight of the binder (WBCW), and more preferably from about 0.25 to about 5 wt.% when calculating the weight of the binder.
16. Геополимерная композиция по п. 1, в которой геополимерная композиция, кроме того, содержит, по меньшей мере, один заполнитель.16. The geopolymer composition according to claim 1, wherein the geopolymer composition further comprises at least one aggregate.
17. Геополимерная композиция по п. 1, в которой геополимерная композиция, кроме того, содержит, по меньшей мере, один микронный или субмикронный наполнитель.17. The geopolymer composition of claim 1, wherein the geopolymer composition further comprises at least one micron or submicron filler.
18. Геополимерная композиция по п. 1, в которой, по меньшей мере, один замедлитель растворяют в воде и объединяют с, по меньшей мере, одним раствором щелочно-силикатного активатора до смешивания с другими ингредиентами для изготовления геополимерных продуктов.18. The geopolymer composition of claim 1 wherein at least one retarder is dissolved in water and combined with at least one alkali silicate activator solution prior to mixing with other ingredients to make geopolymer products.
19. Геополимерная композиция по п. 1, в которой, по меньшей мере, один замедлитель растворяют в воде для получения раствора замедлителя, и в которой раствор замедлителя добавляют совместно с, по меньшей мере, одним раствором щелочно-силикатного активатора в момент смешивания с другими ингредиентами для изготовления геополимерных продуктов.19. Geopolymer composition according to claim 1, in which at least one moderator is dissolved in water to obtain a moderator solution, and in which the moderator solution is added together with at least one alkali silicate activator solution at the time of mixing with others ingredients for the manufacture of geopolymer products.
20. Геополимерная композиция по п. 1, в которой, по меньшей мере, один замедлитель растворяют в воде для получения раствора замедлителя, и в которой раствор замедлителя добавляют после смешивания раствора активатора с сухими ингредиентами.20. The geopolymer composition of claim 1, wherein at least one retarder is dissolved in water to form a retarder solution, and in which the retarder solution is added after mixing the activator solution with the dry ingredients.
21. Геополимерная композиция по п. 1, в которой время начального схватывания находится в диапазоне от приблизительно 25 минут до приблизительно 24 часов.21. The geopolymer composition of claim 1 wherein the initial set time is in the range of about 25 minutes to about 24 hours.
22. Геополимерная композиция по п. 1, в которой время начального схватывания находится в диапазоне от приблизительно 45 минут до приблизительно 180 минут.22. The geopolymer composition of claim 1 wherein the initial set time is in the range of about 45 minutes to about 180 minutes.
23. Геополимерная композиция по п. 1, в которой время начального схватывания находится в диапазоне от приблизительно 90 минут до приблизительно 360 минут.23. The geopolymer composition of claim 1, wherein the initial set time is in the range of about 90 minutes to about 360 minutes.
24. Способ получения геополимерной композиции, характеризующейся контролируемым временем схватывания, включающий: объединение, по меньшей мере, одного реакционноспособного алюмосиликата, по меньшей мере, одного замедлителя и, по меньшей мере, одного раствора щелочно-силикатного активатора, где замедлитель содержит раствор замедлителя, полученный в результате растворения растворимой соли металла в воде.24. A method for producing a geopolymer composition characterized by a controlled setting time, including: combining at least one reactive aluminosilicate, at least one moderator and at least one solution of an alkali silicate activator, where the moderator contains a solution of the moderator obtained as a result of the dissolution of a soluble metal salt in water.
25. Способ по п. 24, где, по меньшей мере, один реакционноспособный алюмосиликат содержит характеризующийся низким уровнем содержания Са зольный унос класса F (FFA) и доменный шлак (BFS).25. The process of claim 24, wherein the at least one reactive aluminosilicate comprises low-Ca class F fly ash (FFA) and blast furnace slag (BFS).
26. Способ по п. 25, где характеризующийся низким уровнем содержания Са зольный унос класса F (FFA) является зольным уносом, который содержит оксид кальция в количестве, меньшем или равном приблизительно 8 мас.%.26. The process of claim 25, wherein the low-Ca Class F fly ash (FFA) is a fly ash that contains less than or equal to about 8 wt% calcium oxide.
27. Способ по п. 25, где, по меньшей мере, один реакционноспособный алюмосиликат, кроме того, содержит метакаолин (МК).27. The method according to p. 25, where at least one reactive aluminosilicate, in addition, contains metakaolin (MK).
28. Способ по п. 24, где, по меньшей мере, один реакционноспособный алюмосиликат содержит, по меньшей мере, один характеризующийся высоким уровнем содержания Са алюмосиликат, выбираемый из группы: характеризующегося высоким уровнем содержания Са зольного уноса класса F (FFA), зольного уноса класса С (CFA), доменного шлака (BFS), стекловидного силиката кальция (VCAS), золошлаковых отходов и клинкерной печной пыли (CKD).28. The method of claim 24, wherein the at least one reactive aluminosilicate comprises at least one high Ca aluminosilicate selected from the group: high Ca fly ash class F (FFA), fly ash class C (CFA), blast-furnace slag (BFS), vitreous calcium silicate (VCAS), bottom ash and clinker kiln dust (CKD).
29. Способ по п. 28, где, по меньшей мере, один реакционноспособный алюмосиликат, кроме того, содержит метакаолин (МК).29. The method according to p. 28, where at least one reactive aluminosilicate, in addition, contains metakaolin (MK).
30. Способ по п. 24, где, по меньшей мере, один реакционноспособный алюмосиликат содержит доменный шлак (BFS) и метакаолин (МК).30. The method according to p. 24, where at least one reactive aluminosilicate contains blast furnace slag (BFS) and metakaolin (MK).
31. Способ по п. 24, где, по меньшей мере, один реакционноспособный алюмосиликат содержит зольный шлак класса С (CFA) и метакаолин (МК).31. The method of claim 24, wherein the at least one reactive aluminosilicate comprises class C fly ash (CFA) and metakaolin (MK).
32. Способ по п. 24, где растворимую соль металла выбирают из одного представителя из хлорида бария, дегидрата хлорида бария, нитрата бария, нитрита бария, моногидрата метабората бария, гидрата нитрата бария, нитрата цинка, хлорида цинка, сульфата цинка, хлорида стронция, нитрата стронция и сульфата стронция.32. The method of claim 24 wherein the soluble metal salt is selected from one of barium chloride, barium chloride dehydrate, barium nitrate, barium nitrite, barium metaborate monohydrate, barium nitrate hydrate, zinc nitrate, zinc chloride, zinc sulfate, strontium chloride, strontium nitrate and strontium sulfate.
33. Способ по п. 24, где раствор замедлителя смешивают с раствором щелочно-силикатного активатора до смешивания со всеми другими ингредиентами.33. The method of claim 24 wherein the retarder solution is mixed with the alkaline silicate activator solution prior to mixing with all other ingredients.
34. Способ по п. 24, где раствор замедлителя и раствор щелочно-силикатного активатора добавляют по отдельности в момент смешивания со всеми другими ингредиентами.34. The method of claim 24, wherein the retarder solution and the alkaline silicate activator solution are added separately at the time of mixing with all other ingredients.
35. Способ по п. 24, где раствор замедлителя смешивают с раствором щелочно-силикатного активатора на протяжении одного из периодов времени из следующего: приблизительно 10 минут, 30 минут и 24 часов до смешивания со всеми другими ингредиентами.35. The method of claim 24 wherein the retarder solution is mixed with the alkaline silicate activator solution for one of the following: approximately 10 minutes, 30 minutes and 24 hours prior to mixing with all other ingredients.