CZ248898A3 - Cementová pojivová směs - Google Patents
Cementová pojivová směs Download PDFInfo
- Publication number
- CZ248898A3 CZ248898A3 CZ982488A CZ248898A CZ248898A3 CZ 248898 A3 CZ248898 A3 CZ 248898A3 CZ 982488 A CZ982488 A CZ 982488A CZ 248898 A CZ248898 A CZ 248898A CZ 248898 A3 CZ248898 A3 CZ 248898A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- fly ash
- binder
- cementitious
- cafa
- composition
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 143
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 85
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims abstract description 69
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 53
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 87
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 38
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 37
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 20
- 239000010754 BS 2869 Class F Substances 0.000 claims description 19
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 4
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 2
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 claims description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 claims 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 13
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 2
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 102100027708 Astrotactin-1 Human genes 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100024002 Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein U Human genes 0.000 description 1
- 101000936741 Homo sapiens Astrotactin-1 Proteins 0.000 description 1
- 101100507335 Homo sapiens HNRNPU gene Proteins 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N lithium metasilicate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])=O PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052912 lithium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B12/00—Cements not provided for in groups C04B7/00 - C04B11/00
- C04B12/04—Alkali metal or ammonium silicate cements ; Alkyl silicate cements; Silica sol cements; Soluble silicate cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
- C04B28/26—Silicates of the alkali metals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S106/00—Compositions: coating or plastic
- Y10S106/01—Fly ash
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Description
Cementová pojivová směs
Oblast techniky
Vynález se obecně týká cementových materiálů. Vynález se zvláště týká chemicky aktivovaných cementových materiálů s obsahem létavého popílku.
Dosavadní stav techniky
Beton z portlandského cementu se používá u stavebních konstrukcí, ale jeho použití je omezeno v důsledku dlouhé doby tvrdnutí potřebné pro dosažení vysoké pevnosti v tlaku. Chemické přísady jako jsou superplastifikátory a urychlovače tvrdnutí přidané k portlandskému cementu vytvářejí velmi brzy vysokou pevnost v tlaku, ale jsou drahé.
Létavý popílek, který je ukládán do zavážek nebo skladován v povrchových hrázových nádržích vytváří problémy spojené s životním prostředím kvůli možnému znečištění půdy a spodních vod. V oboru byly prováděny pokusy vyřešit tyto problémy přimícháváním létavého popílku k portlandskému cementu při výrobě betonu jako prostředek pro ukládání létavého popílku.
P. Kumar Mehta a další, Concrete Structure, Properties and
Materials, str. 269 - 271, (1986) uvádí, že létavý popílek je možno mísit s portlandským cementem pro zlepšení pevnosti a chemické odolnosti betonu z portlandského cementu. Míšení létavého popílku jako jsou létavé popílky třídy F a třídy C s portlandským cementem bylo však přijato pouze omezeně pro nízkou pocolánovou reaktivitu létavého popílku vedoucí ke zvýšení doby tuhnutí betonu z portlandského cementu.
• · • · ,: ·. ........
. · ···· ···· . . · · · · ·· ···· · • · ···· ···
... ....... ·· ··
-2 Doba tuhnutí směsí portlandského cementu s létavým popílkem může být však zkrácena alkalickými křemičitany. Například Talling, B., „Effect of Curing Conditions on Alkali-Activated Slags“, Flv Ash, Silica Fume, Slag, and Natural Pozzolans in Concrete, ed. V. M. Malhotra, str. 1485 - 1500, (1989) uvádí, že křemičitan sodný zvyšuje rychlost vytváření pevnosti ve vysokopecních struskách.
J. Wastiels a další, „Minerál Polymer Based od Fly Ash“, Proceedings of the 9th International Conference on Solid Waste
Management. Widener University, Philadelphia, PA (1993) ukazuje míšení létavého popílku a vodného roztoku křemičitanu sodného, kde obsah SiO2 : Na2O v silikátovém roztoku je alespoň přibližně 0,80:1. Ačkoliv tyto směsi mohou být vytvrzovány teplem, potřeba velmi velkého množství vodných roztoků křemičitanu sodného, které mají velmi vysoký poměr SiO2 : Na2O činí tyto směsi pomalu tvrdnoucími.
Je tedy stále potřeba cementových materiálů, které rychle dosahují vysoké pevnosti v tlaku.
Podstata vynálezu
Vynález poskytuje rychle tvrdnoucí cementové směsi s vysokou pevností obsahující létavý popílek a pojivo s alkalickým křemičitanem, které bude dále označováno jako pojivová směs CAFA. Pojivo s alkalickým křemičitanem má hmotnostní poměr SiO2 : M2O přibližně 0,20:1 až přibližně 0,75:1, s výhodou přibližně 0,5:1 až přibližně 0,6:1, kde M je jakýkoliv kov ze skupiny Li, Na, K, Ca a Mg. S výhodou je létavým popílkem popílek třídy F nebo třídy C, s výhodou létavý popílek třídy F. Pojivo s alkalickým křemičitanem obsahuje s výhodou složku křemičitanu sodného a složku hydroxidu sodného. S výhodou je složkou křemičitanu sodného vodný roztok obsahující přibližně 38 až přibližně 55 % sušiny křemičitanu sodného a který má poměr SiO2 : Na2O přibližně 2:1 až přibližně 3,22:1, a přibližně 45 až přibližně 62 % • 9 • ·
- 3 • · 9 9 • · · · • · · · • · 9 9
9 9 9 · 9 9 vody, vztaženo na hmotnost složky alkalického křemičitanu. Složka hydroxidu sodného obsahuje s výhodou přibližně 25 až přibližně 100 % hydroxidu sodného a až do přibližně 75 % vody, vztaženo na hmotnost složky hydroxidu sodného.
Pojivové směsi CAFA mohou být míšeny s jemnými kamenivy za poskytnutí maltových směsí CAFA. CAFA maltové směsi mohou být míšeny s hrubými kamenivy, popřípadě s vlákny, za poskytnutí betonových směsí CAFA. Jakékoliv z pojiv, malt a betonových směsí CAFA mohou být vytvrzovány při zvýšených teplotách, přibližně 40 °C až přibližně 120 °C za poskytnutí produktů s vysokou pevností. Po tomto krátkém souhrnu vynálezu bude nyní vynález popsán podrobněji s odkazem na následující popis a neomezující příklady. Pokud není uvedeno jinak, všechna procenta jsou hmotnostní a všechny teploty jsou ve °C.
Vynález poskytuje nové cementové materiály obsahující létavý popílek smísený s pojivém na bázi alkalického křemičitanu. Výsledná pojivová směs CAFA může být použita samostatně. Alternativně může být pojivová směs CAFA smísena s jemnými kamenivy za poskytnutí maltových směsí CAFA. Podobně maltové směsi CAFA mohou být použity samostatně nebo dále smíseny s hrubými kamenivy stejně jako případnými vlákny za poskytnutí betonových směsí CAFA. CAFA pojivové směsi stejně jako maltové směsi CAFA a betonové směsi CAFA jsou dále společně označovány jako směsi CAFA.
Směsi CAFA podle vynálezu mohou využívat jakéhokoliv typu létavého popílku jako jsou částice oddělené od spalin po spalování uhlí, popřípadě smísené s křemičitým dýmem a popelem z rýžových otrub. S výhodou se ve směsích CAFA používá létavý popílek s nízkým obsahem uhlíku, tj. létavý popílek, který obsahuje méně než přibližně 6 % uhlíku. Výhodněji se používá alespoň jeden létavý popílek z třídy C a z třídy F, nejvýhodněji létavý popílek z třídy F, kde třída C a třída F létavého popílku jsou definovány v ASTM C-618.
• · • · • · • · ·
- 4 • · · · • · · • · · • * · • · · • · · ·
Létavý popílek třídy F může být získán spalováním dehtovitého a antracitového uhlí. Létavý popílek třídy C je možno získat spalováním subbitumenózního a hnědého (lignitového) uhlí.
Typicky mohou být létavé popílky jako je létavý popílek třídy C a třídy F přítomny v pojivových směsích CAFA v množství od přibližně 10 % do přibližně 90 % hmotnostních. Létavý popílek třídy F je s výhodou přítomen v množství přibližně 60 % až přibližně 80 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost pojivové směsi CAFA. Typicky má přibližně 90 % létavého popílku třídy F velikost částic s hlavním rozměrem částice menším než přibližně 100 pm.
Pojivo s alkalickým křemičitanem používané v pojivových směsích CAFA je směsí složky alkalického křemičitanu a složky alkalického hydroxidu. Složka alkalického křemičitanu obsahuje alespoň jeden z křemičitanu sodného, křemičitanu draselného, křemičitanu lithného, křemičitanu vápenatého nebo křemičitanu hořečnatého. Složka alkalického křemičitanu obsahuje s výhodou křemičitan sodný.
Složka alkalického křemičitanu se typicky používá ve formě vodného roztoku Složka alkalického křemičitanu s výhodou obsahuje přibližně 38 % až přibližně 55 % hmotnostních, výhodněji přibližně 38 až přibližně 39 % hmotnostních sušiny alkalického křemičitanu a přibližně 45 až přibližně 62 % hmotnostních, výhodněji přibližně 61 až přibližně 62 % hmotnostních vody, vztaženo ha hmotnost roztoku. Jako složka alkalického křemičitanu mohou být použity komerčně dostupné roztoky křemičitanu sodného, které mají poměr SiO2:Na2O přibližně 2:1 až přibližně 3,22:1. Roztoky křemičitanu sodného s poměry SiO2:Na2O v tomto rozmezí je možno získat u firmy PQ Corporation, Valley Forge, PA.
Složka alkalického hydroxidu obsahuje alespoň jednu sloučeninu ze skupiny hydroxid sodný, hydroxid draselný, hydroxid lithný apod., s výhodou hydroxid sodný. Složka alkalického hydroxidu • · • · ···· ♦·· ··· ··· ·· ·· ·· ··
- 5 může obsahovat přibližně 25 až přibližně 100 % hmotnostních, s výhodou přibližně 25 % až přibližně 75 % hmotnostních hydroxidu sodného a až do přibližně 75 %, s výhodou přibližně 25 až přibližně 75 % hmotnostních vody, vztaženo na hmotnost složky hydroxidu sodného. Pojivo obsahující alkalický křemičitan je s výhodou tvořeno z přibližně 25 % až přibližně 75 % složky alkalického křemičitanu a přibližně 25 % až přibližně 75 % hmotnostních složky alkalického hydroxidu, vztaženo na hmotnost pojivá s alkalickým křemičitanem. Relativní množství každé složky se může měnit, pokud má pojivo s alkalickým křemičitanem hmotnostní poměr SiO2:M2O přibližně 0,20:1 až přibližně 0,75:1, kde M může znamenat Li, Na, K, Mg nebo Ca. Pojivo s alkalickým křemičitanem má v roztoku s výhodou převahu monomerních křemičitanových iontů. Pojivo s alkalickým křemičitanem má pH typicky přibližně 10 až přibližně 14,6, přičemž vyšší hodnoty pH v tomto rozmezí jsou výhodné.
Pojivové směsi CAFA mohou být vyráběny míšením pojivá s alkalickým křemičitanem, létavého popílku a popřípadě dalšího množství vody. Jak se bude používat dále, další vodou se rozumí voda, která se přidává do směsi CAFA navíc k vodě přítomné v pojivu s alkalickým křemičitanem. Pro míšení pojivá s alkalickým křemičitanem, létavého popílku a dalšího množství vody nejsou nutno zvláštní postupy míšení. Množství létavého popílku, dodatečného množství vody, jemného kameniva a hrubého kameniva, složky alkalického hydroxidu a složky alkalického křemičitanu používané při výrobě pojivových směsí, maltových směsí a betonových směsí CAFA jsou vyjádřeny níže vždy ve vztahu k celkové hmotnosti těchto směsí. Navíc je množství složky alkalického křemičitanu přidané do těchto směsí vyjádřeno dále vztaženo na použití vodné složky alkalického křemičitanu, kterou je vodný roztok alkalického křemičitanu obsahující přibližně 38 % hmotnostních pevných látek alkalického křemičitanu. Také množství složky alkalického hydroxidu v těchto směsích se dále vyjadřuje ve vztahu k použití složky alkalického hydroxidu, kterou je
- 6 50 % vodný roztok alkalického hydroxidu, který má přibližně 50 % sušiny NaOH.
Pojivové směsi CAFA je možno připravovat jak se popisuje výše s přibližně 1 % až 50 %, s výhodou přibližně 2 % až přibližně 20 %, výhodněji přibližně 10 % až přibližně 15 % složky alkalického křemičitanu; přibližně 2 % až přibližně 20 %, výhodněji přibližně 10 % až přibližně 15 % složky alkalického hydroxidu; až do přibližně 10 %, výhodněji až do přibližně 4 % dodatečné vody a přibližně 15 % až přibližně 90 %, výhodněji přibližně 60 % až přibližně 80 % létavého popílku třídy F. Procenta těchto složek však mohou kolísat v závislosti na obsahu pevných látek ve složkách alkalického křemičitanu a alkalického hydroxidu.
Do pojivových směsí CAFA mohou být přidávány různé aditivní látky pro poskytnutí požadovaných estetických vlastností stejně jako pro zlepšení nárůstu pevnosti. Příklady těchto aditiv zahrnují bez omezení barvicí prostředky, jako jsou barviva. Aditiva použitelná pro zlepšení nárůstu pevnosti zahrnují jemné prášky a vodné roztoky vícemocných sloučenin, jako jsou hlinitany, ferity a vápenaté sloučeniny. Tato aditiva poskytují vícemocné kovové kationty, které působí snížení rozpustnosti silikátových struktur přítomných v pojivové směsi CAFA pro zlepšení trvanlivosti a odolnosti proti vodě. Ačkoliv mohou být v pojivových směsích přítomny hašené vápno a vápenaté produkty, jejich přítomnost není nutná.
Portlandský cement může být přidán do pojivových směsí CAFA v množstvích až do přibližně 15 % hmotnostních pojivové směsi CAFA. Jak se zde používá, pod portlandským cementem se rozumí komerčně dostupné směsi materiálů na bázi vápníku, které tvrdnou v důsledku exotermní hydratace, při které reaguje voda se složkami cementu. Typické cementové směsi obsahují přibližně 55 až přibližně 65 % CaO, přibližně 17 % až přibližně 25 % SiO2, přibližně 5 % až přibližně • · • · ···· ··· ··· ··· ·· ·· ·· ··
-7 10 % hmotnostních AI2O3 a zbytek tvoří Fe2O3, Na20, K2O, uhlík a nerozpustné látky.
Maltové směsi CAFA mohou být připraveny míšením pojivových směsí CAFA s jemnými kamenivy. Jemná kameniva mají mít rozmezí velikosti částic přibližně 0,25 mm až přibližně 4 mm a variaci velikosti částic v rozmezí odpovídajícím ASTM C-33. Maltové směsi CAFA mohou být připraveny míšením přibližně 30 % až přibližně 99 %, s výhodou přibližně 40 % až přibližně 60 % pojivové směsi CAFA a přibližně 1 % až přibližně 70 %, výhodněji přibližně 40 % až přibližně 60 % jemného kameniva. Ještě výhodněji je možno maltové směsi CAFA vyrobit míšením přibližně 45 až přibližně 55 % pojivové směsi CAFA a přibližně 45 % až přibližně 55 % jemného kameniva. Maltové směsi CAFA mohou být tedy namíchány tak, že obsahují široké rozmezí množství létavého popílku, dodatečné vody, složky alkalického křemičitanu, složky alkalického hydroxidu a jemného kameniva. Maltové směsi CAFA mohou být připraveny s obsahem přibližně 15 % až přibližně 60 %, s výhodou přibližně 25 % až přibližně 50 %, výhodněji přibližně 30 % až přibližně 50 % létavého popílku třídy F; až do přibližně 10 %, s výhodou až do přibližně 5 %, výhodněji až do přibližně 3 % dodatečné vody; přibližně 1 % až přibližně 20 %, s výhodou přibližně 2 % až přibližně 10 % složky alkalického křemičitanu; přibližně 1 % až přibližně 20 %, s výhodou přibližně 2 % až přibližně 10 % složky alkalického hydroxidu; a přibližně 0,1 % až přibližně 60 %, s výhodou 30 % až přibližně 60 %, výhodněji přibližně 40 % až přibližně 60 % jemného kameniva. Všechna procenta jsou vztažena na celkovou hmotnost maltové směsi CAFA.
Betonové směsi CAFA mohou být vyrobeny míšením širokého rozmezí maltových směsí CAFA, hrubého kameniva a dalšího množství vody. Množství hrubého kameniva v betonové směsi CAFA je podobné jako množství hrubého kameniva přítomného v betonech z portlandského cementu. Použitelnými hrubými kamenivy jsou běžné • · • » ···· · · * ··· ··· ·· ·· ·· ··
- 8 oblázky a kaménky s velikostí srovnatelnou s velikostí používanou při výrobě betonu z portlandského cementu. Zvláště výhodná hrubá kameniva jsou taková, která vyhovují ASTM C-33.
Betonové směsi CAFA mohou být vyrobeny s obsahem přibližně
25 % až přibližně 99,9 %, s výhodou přibližně 40 % až přibližně 80 %, výhodněji přibližně 45 % až přibližně 65 % maltové směsí SAFA; přibližně 0,1 až přibližně 75 %, s výhodou přibližně 20 % až přibližně 60 %, výhodněji přibližně 35 % až přibližně 55 % hrubého kameniva; a až do 15 %, s výhodou až do 10 %, výhodněji až do 5 % dodatečné io vody.
Takto mohou být připraveny betonové směsi CAFA s širokým rozmezím množství létavého popílku, dodatečné vody, složky alkalického křemičitanu, složky alkalického hydroxidu, jemného kameniva a hrubého kameniva. Betonové směsi CAFA mohou být připraveny s přibližně 10 % až přibližně 90 %, s výhodou přibližně 15 % až přibližně 90 %, výhodněji přibližně 15 % až přibližně 30 % a ještě výhodněji přibližně 15 % až přibližně 25 % létavého popílku třídy F. Může být použito další vody v množství až do přibližně 10 %, s výhodou přibližně 3 %. Složka alkalického křemičitanu použitá v pojivové směsi CAFA může být použita v množství přibližně 1 % až přibližně 20 %, s výhodou přibližně 2 % až přibližně 4 %. Složka alkalického hydroxidu použitá v pojivové směsi CAFA může být použita v množství přibližně 1 % až přibližně 20 %, s výhodou přibližně 2 % až přibližně 4 %. Jemná kameniva je možno použít v množství až do 85 %, s výhodou přibližně 20 % až přibližně 70 %, výhodněji přibližně 25 až přibližně 30 %. Hrubé kamenivo může být použito v množství přibližně 1 % až přibližně 85 %, s výhodou přibližně 40 % až přibližně 60 %, výhodněji přibližně 40 % až přibližně 50 %. Všechna procenta jsou vztažena na celkovou hmotnost betonové směsi CAFA.
• · · · · · ·« ·· • · · · · · · · · · · · · • · · · · · 4·· «·· · · · · · · · ·· · ·
- 9 V betonových směsích CAFA je možno používat vyztužení vlákny. Je použitelné vyztužení vlákny jako vlákny oceli, skla, polypropylenu, grafitu, uhlíku, polyethylenu s vysokou hustotou jako je Spectra™ firmy E. I. DuPont de Nemours & Co., a aramidová vlákna jako je Kevlar™, dostupná rovněž u firmy E. I. DuPont de Nemours & Co. Typ použitých vyztužujících vláken závisí na vlastnostech požadovaných u konečného betonového výrobku. Například ocelových vláken je možno použít pro získání betonových produktů se zvýšenou houževnatostí při lomu.
Míšení směsí CAFA se provádí pro dosažení viskozity, která je dostatečně nízká pro umožnění dopravy a lití směsí CAFA, ale dostatečně vysoká pro zabránění oddělování obsažených částic. Viskozitu směsí CAFA je možno řídit změnou množství a typu létavého popílku, množstvím složky alkalického křemičitanu a složky alkalického hydroxidu v pojivu s alkalickým křemičitanem, stejně jako teplotou pojivá s alkalickým křemičitanem. Například zvýšení množství pojivá s alkalickým křemičitanem ve směsi pojivá CAFA sníží viskozitu pojivové směsi CAFA. Rovněž zvýšení teploty pojivá s alkalickým křemičitanem sníží viskozitu pojivové směsi CAFA.
Jakákoliv ze směsí CAFA může být odlévána do různých tvarů. V průběhu odlévání mohou být prostředky vybrovány nebo pěchovány pro odstranění vzduchových bublin. Jakákoliv z odlévaných směsí CAFA může být potom vytvrzena teplem pro získání produktů s vynikající pevností a příjemnými estetickými vlastnostmi.
Odlévací směsi CAFA mohou být vytvrzeny na místě použitím ohřívacích lamp, izolačních krytů apod. stejně jako mikrovlnným ohřevem. Vytvrzování směsí CAFA teplem se však typicky provádí v peci při teplotě přibližně 40 °C až přibližně 120 °C, s výhodou přibližně 50 °C až přibližně 100 °C, po dobu dostatečně dlouhou pro získání produktů s vysokou pevností v tlaku. Jak se zde používá, doba vytvrzení (curing time) označuje dobu potřebnou pro odvedení
- 10 dostatečného množství vody pro získání samonosného produktu. Doba vytvrzení je typicky přibližně 1,5 hod až přibližně 60 hodin. Vytvrzení za tepla je možno provádět v širokém rozmezí tlaků od přibližně 0,03 MPa až do přibližně 10 MPa. S výhodou se vytvrzování za tepla provádí za atmosférického tlaku.
Odlévané směsi CAFA se po vytvrzení teplem za zvýšené teploty pro získání vytvrzené směsi CAFA vyjdou z formy a s výhodou se uchovávají při pokojové teplotě při přibližně 20 % až přibližně 30 % relativní vlhkosti po dobu přibližně 1 hodina až přibližně 31 dnů, s výhodou přibližně 1 hodina až přibližně 7 dnů. Směsi CAFA však mohou být vytvrzovány při zvýšených teplotách přibližně 40 °C až přibližně 120 °C, vyjmuty z formy a dále vytvrzovány teplem při méně zvýšených teplotách přibližně 40 °C až přibližně 70 °C. Další vytvrzování za tepla při méně zvýšených teplotách může být vhodné pro vytvrzení těsnicích látek a jiných látek pro povrchové ošetření, které mohou být naneseny na vytvrzenou směs CAFA.
Vytvrzené směsi CAFA podle vynálezu se liší, jak bylo identifikováno rentgenovou difrakcí, od nezreagovaného létavého popílku. Aniž by bylo žádoucí vázat se na nějakou konkrétní teorii, přihlašovatelé předpokládají, že míšení létavého popílku s pojivém s alkalickým křemičitanem a vytvrzení za tepla získaného materiálu podle vynálezu sníží krystaličnost křemene, mullitu a jiných krystalických složek létavého popílku za získání nového složení.
Vynález je dále ilustrován následujícími neomezujícími příklady:
Přehled obrázků na výkresech
Pro snadnější porozumění jsou přiloženy obrázky, které ilustrují výhodná provedení. Rozumí se však, že vynález není na tato konkrétní uspořádání a přístroje omezen.
• · · · • · · · · ·
-11 Obr. 1 ukazuje závislost pevnosti betonových směsí CAFA podle vynálezu vzhledem k pevnosti v tlaku dosahované betonem z portlandského cementu typu III tvrzeným teplem při 50 °C.
Obr. 2 ukazuje vztah mezi celkovým spojeným množstvím roztoků křemičitanů sodného a hydroxidu sodného v maltových směsích CAFA a pevností v tlaku.
Obr. 3 ukazuje vztah mezi obsahem uhlíku v létavém popílku a pevností v tlaku maltových směsí CAFA vytvrzovaných teplem při 80 °C.
Příklady provedení vynálezu
Příklady 1-2: Pojivové směsi CAFA
Pojivo s křemičitanem sodným se vyrobí míšením složky hydroxidu sodného a složky křemičitanů sodného. Složka hydroxidu sodného je 50 % vodný roztok hydroxidu, který má obsah pevného NaOH 50 % hmotnostních. Složka křemičitanů sodného obsahuje
37,6 % pevného křemičitanů sodného, který má poměr SiO2:Na2O 3,22:1 a 62,4 % vody. Tento křemičitan sodný je komerčně dostupný jako křemičitan sodný typu N od firmy PQ Corporation, Valley Forge, Pennsylvania. Získané pojivo s křemičitanem sodným má obsah 24,44 % Na20, 13,96 % SiO2 a poměr Na2O:SiO2 0,57:1, a 61,6 % H2O. Pojivo s křemičitanem sodným se míchá s létavým popílkem za získání pojivové směsi CAFA podle tabulky 1. Množství složky hydroxidu sodného a složky křemičitanů sodného použitých pro vytvoření pojivá s křemičitanem sodným stejně jako množství létavého popílku v pojivové směsi CAFA jsou udány v tabulce 1, kde se procenta vztahují na celkovou hmotnost pojivové směsi CAFA.
• ·
- 12Tabulka 1
Složka | Množství (g) | % hmotnostní |
Složka hydroxidu sodného | 741 | 14,82 |
Složka křemičitanu sodného | 702 | 14,03 |
Létavý popílek třídy F1 | 3557 | 71,15 |
Dodatečná voda | 0 | 0,0 |
1 Obsah uhlíku = 2,3 %
Dva vzorky pojivové směsi CAFA podle tabulky 1 se vytvrzují 5 teplem 18 hodin při 90 °C a potom se přenesou do podmínek okolí. Po dvou dnech po odlití se připraví vzorky pro měření pevnosti v tlaku podle ASTN C-192 a ASTM C-617. Vzorky se potom testují na pevnost v tlaku podle ASTM C-39 dva dny po odlití. Pevnosti v tlaku jsou uvedeny v tabulce 1a.
Tabulka 1a
Příklad No. | Teplota vytvrzování (°C) | Čas vytvrzování teplem (hod) | Pevnost v tlaku (MPa) |
1 | 90 | 18 | 86,79 |
2 | 90 | 18 | 77,04 |
Příklady 3-7: Maltové směsi CAFA
Pojivo s křemičitanem sodným se připraví jako v příkladech 1 - 2 15 s tím rozdílem, že se použije množství složky hydroxidu sodného a složky křemičitanu sodného podle tabulky 2. Výsledné pojivo s křemičitanem sodným má obsah 22,96 % Na2O, 13,74 % SiO2,
63,3 % H2O a poměr SiO2:Na2O 0,60:1. Pojivo s křemičitanem sodným • · · · · *: .........
! ·.····♦ ··· · !
- 13 se smíchá s létavým popílkem třídy F, dodatečnou vodou a jemným kamenivem v množství dostatečném pro získání maltové směsi CAFA uvedené v tabulce 2.
Tabulka 2
Složka | Množství (g) | % hmotnostní |
Složka hydroxidu sodného | 358 | 7,15 |
Složka křemičitanu sodného | 358 | 7,15 |
Létavý popílek třídy F1 | 1817 | 36,35 |
Jemné kamenivo | 2436 | 48,71 |
Dodatečná voda | 32 | 0,64 |
1 Obsah uhlíku = 2,3 %
Vzorky maltové směsi CAFA z tabulky 2 se odlijí, vytvrzují teplem při 80 °C různou dobu a vyjmou se do podmínek okolí. Vzorky pro měření pevnosti v tlaku se připraví jako v příkladech 1-2, ale ío 12 dnů po odlití. Pevnost v tlaku se měří podle popisu v příkladech
- 2 dvanáctý den po odlití. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 2a.
Tabulka 2a
Příklad No. | Teplota vytvrzování (°C) | Čas vytvrzování teplem (hod) | Pevnost v tlaku (MPa) |
3 | 80 | 2 | 36,45 |
4 | 80 | 3 | 51,60 |
5 | 80 | 4 | 80,15 |
6 | 80 | 8 | 91,13 |
7 | 80 | 24 | 108,57 |
- 14 Příklad 8: Betonové směsi CAFA
Pojivo s křemičitanem sodným se připraví jako v příkladech 1-2 s tím rozdílem, že se použije množství složky hydroxidu sodného a složky křemičitanu sodného podle tabulky 3. Výsledné pojivo s křemičitanem sodným má obsah 18,94 % Na2O, 10,7 % SiO2, 70,4 % H2O a poměr SiO2:Na2O 0,57:1. Pojivo s křemičitanem sodným se smíchá s létavým popílkem, dodatečnou vodou a jemným a hrubým kamenivem v množství dostatečném pro získání betonové směsi CAFA io uvedené v tabulce 3.
Tabulka 3
Složka | Množství (g) | % hmotnostní |
Složka hydroxidu sodného | 185 | 3,69 |
Složka křemičitanu sodného | 172 | 3,45 |
Dodatečná voda | 106 | 2,11 |
Létavý popílek třídy F1 | 1055 | 21,10 |
Jemné kamenivo | 1324 | 26,48 |
Hrubé kamenivo | 2158 | 43,17 |
1 Obsah uhlíku = 2,3 %
Betonová směs CAFA z tabulky 3 se odlije, vytvrzuje teplem při °C 18 hodin a vyjme se do podmínek okolí. Vzorky pro měření pevnosti v tlaku se připraví jako v příkladech 1 - 2, ale 31 dnů po odlití. Pevnost v tlaku se měří podle popisu v příkladech 1-2 třicátý první den po odlití. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 3a.
• · • ·
- 15 Tabulka 3a
Teplota vytvrzování | Doba vytvrzování | Pevnost v tlaku |
(°C) | (hod) | (MPa) |
50 | 18 | 62,88 |
Obr. 1 ukazuje pevnosti v tlaku dosažené po sedmi dnech na vzorcích maltové směsi CAFA se stejným složením jako příklad 3 jako funkci doby tvrdnutí při 80 °C vzhledem k betonu z portlandského cementu typu III tvrzeného teplem. Vzorky maltových směsí CAFA se vytvrzují při 80 °C po dobu uvedenou v obr. 1 a potom se uloží do podmínek okolí na zbytek sedmidenní doby. Jak je uvedeno v obr. 1, vzorky, které tuhly 24 hod při 80 °C dosahují pevnosti v tlaku po sedmi dnech přibližně 89,6 MPa a vzorky, které tuhly 4 hodiny při 80 °C dosahují po sedmi dnech pevnosti v tlaku přibližně 82,7 MPa, pevnost v tlaku pro beton z portlandského cementu vytvrzený při 55 °C po dobu 10 až 24 hod je sedm dní po odlití přibližně 34,5 MPa. Pevnost v tlaku získaná u maltových směsí CAFA je tedy přibližně 2 až přibližně 3 x větší než pevnost betonu z portlandského cementu. Podobný vzrůst pevnosti pro beton z portlandského cementu se vyskytuje na konci 28 dnů.
Předcházející údaje ukazují, že vynález poskytuje směsi CAFA, u kterých se vytváří pevnost v tlaku daleko rychleji než u materiálů z portlandského cementu. Konstrukční výrobky, které dříve pro vyjmutí z formy vyžadovaly 24 hod při použití portlandského cementu, mohou být nyní vyjmuty za přibližně 1,5 až přibližně 60 hodin. Tento rychlý přírůstek pevnosti umožňuje podstatně zvýšit výstupní výkon výrobních zařízení.
Pevnosti v tlaku vytvrzených směsí CAFA podle vynálezu se liší podle množství přítomného pevného hydroxidu sodného a pevného křemičitanu sodného dodávaných složkami hydroxidu sodného • · • ·
- 16 a křemičitanu sodného ve směsích CAFA jak je ukázáno na obr. 2. Maltové směsi CAFA z obr. 2 jsou vyrobeny se složkou křemičitanu sodného, kterou je křemičitan sodný typu N firmy PQ Corporation, Vailey Forge, PA, která má obsah pevných látek přibližně 37,6 % a s 50 % vodným roztokem hydroxidu sodného, který má přibližně 50 % pevného NaOH. Maltové směsi CAFA se odlévají a tvrdí teplem 18 hodin při 80 °C. Vytvrzené maltové směsi CAFA se potom umístí do podmínek okolí a testují sedm dní po odlévání. Jak je uvedeno na obr. 2, pevnost v tlaku vzrůstá při vzrůstu obsahu spojeného množství složky křemičitanu sodného a složky hydroxidu sodného v maltové směsi CAFA.
Pevnost v tlaku vytvrzených směsí CAFA podle vynálezu je také citlivá na množství uhlíku v použitém létavém popílku. Jak je ukázáno v obr. 3, pevnosti v tlaku směsí CAFA klesají se vzrůstajícím obsahem uhlíku. Obsah uhlíku v použitém létavém popílku je tedy s výhodou méně než přibližně 6 %, výhodněji méně než přibližně 3 %. Množství obsahu pevných látek alkalického křemičitanu a alkalického hydroxidu ve směsích CAFA může být zvýšeno pro kompenzaci na úbytek pevnosti v tlaku způsobený přítomností uhlíku v létavém popílku.
Aniž by bylo třeba vázat se jakoukoli teorií, rychlý vzrůst pevnosti v tlaku směsí CAFA podle vynálezu v průběhu vytvrzování teplem je pravděpodobně způsobem chemickou aktivací a částečným rozpouštěním létavého popílku v prostředí vodné alkálie, stejně jako aktivací povrchových oxidů všech přítomných částic kameniv. Když se směs CAFA vytvrzuje teplem, předpokládá se, že směs CAFA vytváří silikátový gel, který uvolňuje vodu. Uvolněná voda patrně způsobuje polymerizaci silikátů v silikátovém gelu za poskytnutí kamenu podobné matrix, ve které jsou částice kameniva integrálně vázány.
Vynikající pevnost v tlaku vytvrzených směsí CAFA je patrně také způsobena velkými množstvími hlinitokřemičitanového skla. Naopak k portlandskému cementu se tedy nepředpokládá, že by růst « · • ·
- 17 pevnosti v tlaku závisel na hašeném vápnu nebo vápenatých produktech.
Navíc k vysoké pevnosti v tlaku mají směsi CAFA také nízkou propustnost. Propustnost je údaj relativní snadnosti, jakou se materiál nasytí vodou, stejně jako rychlosti, kterou může voda protékat skrz tento materiál. Aby bylo možno odhadnout propustnost vytvrzených směsí CAFA, vytvrzená betonová směs CAFA podle příkladu 8 se testuje na permeabilitu podle ASTM C-5084-90. Vytvrzený beton CAFA z příkladu 8 má 31 dnů po odlévání podle měření permeabilitu io 9,54 x 10'11 m/s.
Směsi CAFA podle vynálezu mohou být použity v řadě aplikací včetně litých konstrukčních výrobků jako jsou stěny, podlahy, silnice apod. Další použití zahrnuje přídavek ligninů a povlaků na předmětech jako jsou trubky, stěny stejně jako povlaky na elektronických součástkách. Další použití je například s přídavkem abrazívních látek.
Předpokládá se, že je možno provádět změny výše popsaných provedení, aniž by došlo k odchýlení od vynálezecké myšlenky. Rozumí se proto, že vynález není omezen na konkrétní uvedená provedení, ale že má pokrývat modifikace v rámci myšlenky a rozsahu předkládaného vynálezu, jak je definován přiloženými nároky.
Claims (15)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Cementová pojivová směs s rychlým tvrdnutím a vysokou pevností, vyznačující se tím, že obsahuje létavý popílek a pojivo s alkalickým křemičitanem, kde pojivo s alkalickým křemičitanem obsahuje složku alkalického křemičitanu a složku alkalického hydroxidu, a kde pojivo s alkalickým křemičitanem má hmotnostní poměr SÍO2.M2O přibližně 0,20:1 až přibližně 0,75:1, kde M je zvoleno ze skupiny Na, Li, K, Ca a Mg.
- 2. Cementová pojivová směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že složka alkalického křemičitanu obsahuje přibližně 38 % až přibližně 55 % sušiny křemičitanu sodného, má poměr SiO2:Na2O přibližně 2:1 až přibližně 3,22:1 a přibližně 45 % až přibližně 62 % vody vztaženo na hmotnost složky alkalického křemičitanu a složka hydroxidu sodného obsahuje přibližně 20 % až přibližně 100 % hydroxidu sodného a až do 75 % vody, vztaženo na hmotnost složky hydroxidu sodného.
- 3. Cementová pojivová směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že létavý popílek je zvolen ze skupiny létavého popílku třídy C a létavého popílku třídy F.• ·- 19 4. Cementová pojivová vyznačující se létavý popílek třídy F.směs podle nároku 2, tím, že létavým popílkem je5. Cementová pojivová směs podle nároku
- 4, vyznačující se tím, že létavý popílek třídy F je přítomen v množství od přibližně 15 % do přibližně 80 %, vztaženo na hmotnost pojivové směsi.
- 6. Cementová pojivová směs podle nároku 5, vyznačující se tím, že létavý popílek třídy F je přítomen v množství přibližně 60 % až přibližně 80 %, a kde létavý popílek třídy F má obsah uhlíku menší než přibližně 6 %.
- 7. Cementová pojivová směs podle nároku 6, vyznačující se tím, že složka alkalického křemičitanu tvoří přibližně 2 % až přibližně 20 % hmotnostních cementové pojivové směsi a složka alkalického hydroxidu tvoří přibližně 2% až přibližně 20 % hmotnostních cementové pojivové směsi.Cementová pojivová vyznačující se 0,5:1 až přibližně 0,6:1.směs podle nároku 7, tím, že poměr je přibližněCementová pojivová směs podle vyznačující se tím, že portlandský cement v množství až do 15 pojivové směsi.nároku 1, dále obsahuje % hmotnostních-20 10. Cementová maltová směs, vyznačující se tím, ž e obsahuje cementovou pojivovou směs podle nároku 2 a jemné kamenivo.s
- 11. Cementová betonová směs, vyznačující se tím, ž e obsahuje cementovou maltovou směs podle nároku 10 a vyztužení zvolené ze skupiny hrubých kameniv a vláken.io
- 12. Cementová betonová směs podle nároku 11, vyznačující se tím, že obsahuje přibližně 10 % až přibližně 90 % létavého popílku třídy F, přibližně 1 % až přibližně 20 % složky hydroxidu sodného, přibližně 1 % až přibližně 20 % složky křemičitanu sodného, až do přibližně ís 10 % dodatečné vody, přibližně 1 % až přibližně 85 % hrubého kameniva a přibližně 1 % až do přibližně 85 % jemného kameniva, vztaženo na hmotnost betonové směsi.
- 13. Cementová betonová směs podle nároku 12, kde uvedená2o látka je zvolena ze skupiny oceli, skla, polypropylenu, grafitu, uhlíku a polyethylenu s vysokou hustotou.
- 14. Způsob výroby vytvrzeného cementového produktu s vysokou pevností, vyznačující se tím, že zahrnuje25 vytvoření směsi s obsahem létavého popílku a pojivá s alkalickým křemičitanem, kde pojivo s alkalickým křemičitanem má hmotnostní poměr SiO2:M2O přibližně 0,20:1 až přibližně 0,75:1, kde M je zvoleno ze skupiny Li, Na, K, Ca a Mg, a • · tepelné působení na směs při zvýšené teplotě za získání vytvrzeného cementového výrobku s vysokou pevností.
- 15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, ž e létavý popílek se volí ze skupiny létavého popílku třídy C a létavého popílku třídy F.
- 16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, ž e létavý popílek třídy F je přítomen v prostředku v množství od přibližně 10 % do přibližně 90 %, vztaženo na hmotnost směsi.
- 17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, ž e tepelné působení se provádí při teplotě přibližně 40 °C až přibližně 120 °C po dobu přibližně 1,5 až přibližně 60 hodin.
- 18. Způsob podle nároku 17, vyznačující se tím, ž e poměr je přibližně 0,5:1 až přibližně 0,6:1.
- 19. Cementový materiál s vysokou pevností v tlaku, vyznačující se tím, že obsahuje teplem vytvrzený reakční produkt směsi létavého popílku zvoleného ze skupiny létavého popílku třídy F a létavého popílku třídy C, a pojivo s alkalickým křemičitanem, kde pojivo s alkalickým křemičitanem má hmotnostní poměr SiO2:M2O přibližně 0,20:1 až přibližně 0,75:1, kde M je zvoleno ze skupiny Li, Na, K, Ca a Mg.• · • · ···· · · · • · · ··· ·· ·· ·· ♦ ·- 22 20. Cementový materiál s vysokou pevností v tlaku podle nároku 19, vyznačující se tím, že pojivo s alkalickým křemičitanem obsahuje křemičitan sodný a hydroxid sodný.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US38985095A | 1995-02-17 | 1995-02-17 | |
US50709695A | 1995-07-26 | 1995-07-26 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ248898A3 true CZ248898A3 (cs) | 1999-02-17 |
Family
ID=27012876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ982488A CZ248898A3 (cs) | 1995-02-17 | 1996-02-14 | Cementová pojivová směs |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5601643A (cs) |
EP (1) | EP0809613B1 (cs) |
AT (1) | ATE265399T1 (cs) |
AU (1) | AU4922696A (cs) |
CA (1) | CA2243977C (cs) |
CZ (1) | CZ248898A3 (cs) |
DE (1) | DE69632311T2 (cs) |
ES (1) | ES2220971T3 (cs) |
WO (1) | WO1996025369A1 (cs) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ297972B6 (cs) * | 2000-10-05 | 2007-05-09 | Struskový cement |
Families Citing this family (58)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TR199902849T2 (xx) | 1997-05-26 | 2000-06-21 | Sobolev Konstantin | Kompleks katkı maddeleri ve çimento bazlı maddelerin üretimi. |
WO2000044686A1 (en) | 1999-01-27 | 2000-08-03 | Weihua Jin | Artificial stone employing waste glass |
ES2164530B1 (es) * | 1999-05-28 | 2003-10-01 | Consejo Superior Investigacion | Procedimiento de obtencion de un conglomerante hidraulico basado en la activacion caustica de cenizas volantes. |
US6277189B1 (en) | 1999-08-31 | 2001-08-21 | The Board Of Trustees Of Southern Illinois University | Coal combustion by-products-based lightweight structural materials and processes for making them |
US20020081247A1 (en) | 2000-12-26 | 2002-06-27 | Dodson Christopher E. | Apparatus and method for producing amorphous silica ash |
CZ20021011A3 (cs) * | 2002-03-20 | 2003-12-17 | Vysoká škola chemicko-technologická v Praze | Geopolymerní pojivo na bázi popílků |
DE10341171B4 (de) * | 2003-02-27 | 2007-09-20 | Bauhaus Universität Weimar | Verwendung eines Materials zur Beschichtung von Bauelementen in chemisch aggressiver Umgebung |
US20050005573A1 (en) * | 2003-07-07 | 2005-01-13 | Strabala William M. | Fly-ash based seamless masonry mortar |
US7442248B2 (en) * | 2003-11-18 | 2008-10-28 | Research Incubator, Ltd. | Cementitious composition |
US20070125272A1 (en) * | 2003-11-19 | 2007-06-07 | Rocla Pty Ltd | Geopolymer concrete and method of preparation and casting |
US7250119B2 (en) * | 2004-05-10 | 2007-07-31 | Dasharatham Sayala | Composite materials and techniques for neutron and gamma radiation shielding |
US20060032408A1 (en) * | 2004-08-12 | 2006-02-16 | Strabala William M | Method of making pozzolands and cementitious materials from coal combustion by-products |
US7771529B1 (en) | 2004-08-31 | 2010-08-10 | Polycor Vetrazzo, Inc. | Cementitious composition incorporating high levels of glass aggregate for producing solid surfaces |
CN100410203C (zh) * | 2005-01-10 | 2008-08-13 | 张政丰 | 水工用护层土的制造方法及再生方法 |
US7163581B2 (en) * | 2005-02-23 | 2007-01-16 | Cheng-Mao Chang | Method for making regenerated soil material for the production of a structural unit, the structural unit made from the regenerated soil material, and method for recycling the structural unit |
EP1721876A1 (en) * | 2005-05-09 | 2006-11-15 | Sika, S.A. | Process for the preparation of self-levelling mortar and binder used in it |
WO2007096686A1 (en) * | 2006-02-24 | 2007-08-30 | Cemex Research Group Ag | Universal hydraulic binder based on fly ash type f |
WO2007109862A1 (en) * | 2006-03-29 | 2007-10-04 | Zeobond Research Pty Ltd | Dry mix cement composition, methods and systems involving same |
CN103898996A (zh) * | 2007-03-21 | 2014-07-02 | 阿什工业技术有限责任公司 | 结合微粒基质的实用材料 |
US8445101B2 (en) | 2007-03-21 | 2013-05-21 | Ashtech Industries, Llc | Sound attenuation building material and system |
US20090239429A1 (en) | 2007-03-21 | 2009-09-24 | Kipp Michael D | Sound Attenuation Building Material And System |
WO2008128287A1 (en) * | 2007-04-20 | 2008-10-30 | Descrete Ip Pty Limited | Binding composition |
US7473311B2 (en) * | 2007-05-21 | 2009-01-06 | Summa-Magna 1 Corporation | Cementitious composition |
CN101801887A (zh) * | 2007-06-19 | 2010-08-11 | 乔治亚技术研究公司 | 高强度火山灰泡沫材料及其制备方法 |
US8172940B2 (en) * | 2007-07-12 | 2012-05-08 | Ceramatec, Inc. | Treatment of fly ash for use in concrete |
US8177906B2 (en) * | 2007-07-12 | 2012-05-15 | Ceramatec, Inc. | Treatment of fly ash for use in concrete |
EP2178806B1 (en) * | 2007-08-17 | 2014-04-16 | Cemex Research Group AG | Construction material based on activated fly ash |
US8167994B2 (en) * | 2007-08-20 | 2012-05-01 | Grant Davon Birch | Cellular cementitious composition |
US7655202B2 (en) * | 2007-10-09 | 2010-02-02 | Ceramatec, Inc. | Coal fired flue gas treatment and process |
JP2009203102A (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-10 | Nagoya Institute Of Technology | セラミックス粉体の固化方法及びセラミックス固化体 |
KR100902281B1 (ko) * | 2008-02-27 | 2009-06-11 | 강원대학교산학협력단 | 도시쓰레기 소각재를 이용한 무기바인더 조성물 및 그제조방법 |
US8038789B2 (en) * | 2008-09-09 | 2011-10-18 | Ceramatec, Inc. | Pervious concrete comprising a geopolymerized pozzolanic ash binder |
US8591677B2 (en) | 2008-11-04 | 2013-11-26 | Ashtech Industries, Llc | Utility materials incorporating a microparticle matrix formed with a setting agent |
ES2788084T3 (es) | 2009-01-22 | 2020-10-20 | Univ America Catholic | Aglutinantes de material compuesto de geopolímero a medida para aplicaciones en cemento y hormigón |
RU2443660C2 (ru) * | 2009-06-05 | 2012-02-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Акросилтекс" (Ооо "Акросилтекс") | Способ получения строительных изделий на основе кремнеземсодержащего связующего |
US8925284B2 (en) * | 2009-09-11 | 2015-01-06 | Halok Pty Ltd | Building panel |
US20110189385A1 (en) * | 2010-02-03 | 2011-08-04 | Manuel Darryl F | Products and methods for repairing concrete surfaces |
US8236098B2 (en) * | 2010-03-24 | 2012-08-07 | Wisconsin Electric Power Company | Settable building material composition including landfill leachate |
CZ2010855A3 (cs) * | 2010-11-23 | 2012-05-30 | Rázl@Ivan | Cementové kompozity odolné kyselinám a vysokým teplotám a zpusob jejich výroby |
JP6096674B2 (ja) * | 2010-12-17 | 2017-03-15 | ザ カソリック ユニヴァーシティ オブ アメリカThe Catholic University Of America | 超高性能コンクリート用ジオポリマー複合体 |
RU2458877C1 (ru) * | 2011-02-28 | 2012-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" | Вяжущее |
RU2470881C2 (ru) * | 2011-03-21 | 2012-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" | Вяжущее |
US20120247766A1 (en) * | 2011-04-01 | 2012-10-04 | Hemmings Raymond T | Geothermal grout, methods of making geothermal grout, and methods of use |
CA2851349C (en) | 2011-10-07 | 2020-01-21 | Russell L. Hill | Inorganic polymer/organic polymer composites and methods of making same |
US8864901B2 (en) | 2011-11-30 | 2014-10-21 | Boral Ip Holdings (Australia) Pty Limited | Calcium sulfoaluminate cement-containing inorganic polymer compositions and methods of making same |
EP2830875B1 (en) * | 2012-03-30 | 2016-05-25 | Dow Global Technologies LLC | Fire resistant composite structure |
RU2500656C1 (ru) * | 2012-05-14 | 2013-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" | Способ получения кислотостойкого бетона |
RU2509065C1 (ru) * | 2012-12-25 | 2014-03-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук | Асфальтобетонная смесь на основе модифицированного битума |
US20140194328A1 (en) | 2013-01-07 | 2014-07-10 | Vince Alessi | Thermoset ceramic compositions and a method of preparation therefor |
US9169159B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-10-27 | Jerry Setliff | Cementitious composition |
RU2554966C2 (ru) * | 2013-08-20 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" | Сырьевая смесь для приготовления золощелочного бетона |
FR3034094B1 (fr) | 2015-03-27 | 2020-10-09 | Hoffmann Jb Tech | Composition pour materiau de construction a base de metakaolin, procede de fabrication associe et utilisation pour la realisation d'elements de construction |
US10647612B2 (en) * | 2015-08-31 | 2020-05-12 | Washington State University | Fly ash cementitious compositions |
WO2018112547A1 (en) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | Nu-Rock Corporation S.A.R.L. | Process and apparatus for producing a shaped article |
WO2018218609A1 (en) * | 2017-06-01 | 2018-12-06 | University Of Tennessee Research Foundation | Cast-in-place geopolymer pile with heating system |
US10407343B2 (en) | 2017-06-02 | 2019-09-10 | University Of Tennessee Research Foundation | Method of producing geopolymer cement utilizing desulfurized red mud |
KR101901684B1 (ko) * | 2018-04-12 | 2018-09-28 | 흥국산업(주) | 석탄 바닥재를 이용한 속성 고강도 지오폴리머의 제조 방법 |
CN111393080B (zh) * | 2020-02-28 | 2022-04-19 | 山东省交通科学研究院 | 一种高性能胶凝材料及其制备方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4328035A (en) * | 1979-10-24 | 1982-05-04 | Unisearch Limited | Construction of building materials |
US4328034A (en) * | 1980-05-27 | 1982-05-04 | Ferguson Charles N | Foam composition and process |
DE3246621A1 (de) * | 1982-12-16 | 1984-06-20 | Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf | Bauteilverkleidungen aus anorganischen formmassen |
EP0148280B1 (de) * | 1982-12-16 | 1987-09-09 | Hüls Troisdorf Aktiengesellschaft | Wasserhaltige härtbare Formmassen auf Basis von anorganischen Bestandteilen und Verfahren zur Herstellung von Formkörpern |
US4450009A (en) * | 1983-04-29 | 1984-05-22 | Halliburton Company | Method of preparing a light weight cement composition from sea water |
US4461644A (en) * | 1983-04-29 | 1984-07-24 | Halliburton Company | Light weight composition and a method of sealing a subterranean formation |
US4642137A (en) * | 1985-03-06 | 1987-02-10 | Lone Star Industries, Inc. | Mineral binder and compositions employing the same |
US4655837A (en) * | 1985-04-26 | 1987-04-07 | Jong Slosson B | Building material and manufacture thereof |
EP0588872A4 (en) * | 1991-06-12 | 1994-11-23 | Ferrock Australia | METHOD FOR PRODUCING SOLID AGGREGATES, INCLUDING MOLDED BODIES. |
US5352288A (en) * | 1993-06-07 | 1994-10-04 | Dynastone Lc | Low-cost, high early strength, acid-resistant pozzolanic cement |
US5626552A (en) * | 1993-11-15 | 1997-05-06 | Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of waste disposal |
-
1996
- 1996-02-14 EP EP96905481A patent/EP0809613B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-02-14 DE DE1996632311 patent/DE69632311T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-02-14 AT AT96905481T patent/ATE265399T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-02-14 WO PCT/US1996/001928 patent/WO1996025369A1/en active IP Right Grant
- 1996-02-14 CA CA 2243977 patent/CA2243977C/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-02-14 CZ CZ982488A patent/CZ248898A3/cs unknown
- 1996-02-14 ES ES96905481T patent/ES2220971T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-02-14 AU AU49226/96A patent/AU4922696A/en not_active Abandoned
- 1996-05-16 US US08/649,413 patent/US5601643A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ297972B6 (cs) * | 2000-10-05 | 2007-05-09 | Struskový cement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2243977A1 (en) | 1996-08-22 |
EP0809613A4 (en) | 1999-06-23 |
EP0809613A1 (en) | 1997-12-03 |
ES2220971T3 (es) | 2004-12-16 |
AU4922696A (en) | 1996-09-04 |
EP0809613B1 (en) | 2004-04-28 |
DE69632311T2 (de) | 2005-02-17 |
DE69632311D1 (de) | 2004-06-03 |
US5601643A (en) | 1997-02-11 |
ATE265399T1 (de) | 2004-05-15 |
WO1996025369A1 (en) | 1996-08-22 |
CA2243977C (en) | 2002-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CZ248898A3 (cs) | Cementová pojivová směs | |
KR102152603B1 (ko) | 페로니켈 슬래그 미분말을 이용한 3성분계 콘크리트 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 콘크리트 구조물 | |
CA2229491C (en) | Blended hydraulic cement | |
US6749679B2 (en) | Composition of materials for production of acid resistant cement and concrete and methods thereof | |
US6482258B2 (en) | Fly ash composition for use in concrete mix | |
JP5080714B2 (ja) | セメント組成物 | |
JP2015051916A (ja) | 産業副産物を含む高強度セメント、モルタルおよびコンクリート | |
JP2005537208A (ja) | 高速凝結性セメント組成物 | |
US20220135482A1 (en) | High performance hybrid fly ash/calcium aluminate cementitious compositions for mortars and concretes | |
AU2014253244A1 (en) | Composition for use as a two component back filled grout comprising extracted silicate | |
AU2019324581B2 (en) | High strength Class C fly ash cementitious compositions with controllable setting | |
Błaszczyński et al. | Alkaline activator impact on the geopolymer binders | |
Sawant et al. | Utilization of neutralized red mud (industrial waste) in concrete | |
Kishore | Geopolymer concrete and its strength influencing variables | |
Fernandez-Jimenez et al. | Development of new cementitious caterials by alkaline activating industrial by-products | |
JP6985177B2 (ja) | 水硬性組成物及びコンクリート | |
CN110615660A (zh) | 一种利用垃圾焚烧飞灰制备路面快速修补材料的方法 | |
Sawant et al. | Utilization of industrial waste (red mud) in concrete construction | |
Badrawi et al. | Compressive strength and durability of geopolymer concrete | |
Astariani et al. | Setting time of geopolymer binder based on Umeanyar slate stone powder | |
JPH06115987A (ja) | セメント質物質 | |
Sawant et al. | Experimental study on utilization of industry waste (red mud) in concrete | |
JP3426013B2 (ja) | 速硬型混合セメント | |
JP2024501295A (ja) | 三成分系水硬性結合材組成物 | |
JP2023531125A (ja) | アルカリ金属塩ならびに炭酸カルシウムおよび/または炭酸マグネシウムを含む、高炉スラグ微粉末を活性化するための活性化システム、ならびにそれを含む、モルタルまたはコンクリート組成物の調製のための結合材 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |