CZ301705B6 - Popílkový beton, jeho složení, zpusob prípravy geopolymerní reakcí aktivovaného úletového popílku a užití - Google Patents

Popílkový beton, jeho složení, zpusob prípravy geopolymerní reakcí aktivovaného úletového popílku a užití Download PDF

Info

Publication number
CZ301705B6
CZ301705B6 CZ20040536A CZ2004536A CZ301705B6 CZ 301705 B6 CZ301705 B6 CZ 301705B6 CZ 20040536 A CZ20040536 A CZ 20040536A CZ 2004536 A CZ2004536 A CZ 2004536A CZ 301705 B6 CZ301705 B6 CZ 301705B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
fly ash
concrete
ash concrete
water
weight
Prior art date
Application number
CZ20040536A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2004536A3 (cs
Inventor
Svoboda@Pavel
Škvára@František
Doležal@Josef
Dvorácek@Kamil
Lucuk@Martin
Žamberský@Milan
Dušta@Lukáš
Studnicková@Anna
Minaríková@Martina
Original Assignee
Svoboda@Pavel
Škvára@František
Doležal@Josef
Dvorácek@Kamil
Lucuk@Martin
Žamberský@Milan
Dušta@Lukáš
Studnicková@Anna
Minaríková@Martina
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 Svoboda@Pavel, Škvára@František, Doležal@Josef, Dvorácek@Kamil, Lucuk@Martin, Žamberský@Milan, Dušta@Lukáš, Studnicková@Anna, Minaríková@Martina filed Critical Svoboda@Pavel
Priority to CZ20040536A priority Critical patent/CZ301705B6/cs
Publication of CZ2004536A3 publication Critical patent/CZ2004536A3/cs
Publication of CZ301705B6 publication Critical patent/CZ301705B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/006Compositions 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 mineral polymers, e.g. geopolymers of the Davidovits type
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Popílkový beton bez obsahu cementu se vyrábí tak, že syntéza geopolymeru probíhá alkalickou aktivací smesi úletového popílku pri teplote v rozsahu 40 až 80 .degree.C, s výhodou alkalickým aktivátorem roztoku vodního skla Na.sub.2.n.SiO.sub.3.n. v množství 6 až 12 % sušiny na hmotnost popílku a hydroxidu sodného NaOH v množství 4 až 8 % sušiny na hmotnost popílku. Pro zlepšení konzistence popílkového betonu lze pridat vodu až na celkový vodní soucinitel voda v roztocích a voda pridaná, kde .SIGMA.v/pop je roven w 0,45 až 0,6. Doba volného uložení po zamíchání popílkového betonu a následné tepelné aktivaci má pozitivní vliv na pevnost. Množstvím popílku ve vztahu ke kamenivu lze regulovat nejen konzistenci cerstvého popílkového betonu, ale i jeho výslednou pevnost a odolnost proti agresivnímu prostredí.

Description

Oblast techniky
Vynález se týká „popílkového betonu“ (s názvem POPBETON), jeho materiálového složení s pojivém z úletového popílku, způsobu přípravy a užiti.
Dosavadní stav techniky
Latentně hydraulicky aktivní látky, jako je granulovaná vysokopecní struska, elektrárenský popílek, přírodní nebo umělé pucolány jsou součástí směsných portlandských cementů. Tyto látky se aktivně účastní procesu hydratace portlandského cementu, kdy aktivující látkou je především Ca(OH>2, jenž vzniká při hydratací slínkových minerálů. Hydraulicky aktivní látky jsou však schopné i za nepřítomnosti Ca(OH)2 vytvářet hydráty, které poskytují hmoty s měřitelnými mechanickými vlastnostmi. Takovými aktivátory latentně hydraulických látek jsou některé alkalické sloučeniny, jako je např. Na2CO3, NaOH nebo Na2SiO3.
Základní údaje o těchto pojivech, „struskoalkalických cementech“, nacházíme v literatuře, např. v knize V. D. Gluchovskij: „Soil Silicates“, Kijev 1959, dále v Proceedings 1. a 2. International Conference „Alkaline Cements and Concretes“, Kijev 1994, 1999 a v řadě dalších. V těchto pracích jsou popsány směsi latentně hydraulických látek (zejména strusek a dalších), kde je užit alkalický aktivátor ve formě vodního skla, Na2CO3 a NaOH.
Řada autorů (např. Davidovits J.: „Properties of geopolymer cements“, Proč. lrt Intem.Conf. „Alkaline cements and concretes“, vol.l, p.131-150, VIPOL Stock Comp. Kiev 1994, Davidovits J.: „Geopotymers - inorganic polymeric new materials“, J. Therm. Anal. 37, p. 163330 1656, 1991, Davidovits J.: „Chemistry of geopolymeric systems, terminology“, Proč. Geopolymer Inter.Conf. (1999), Van Jaarsveld J. G. S., Van Deventer J. S. J„ Lorenzen L.: The potential use of geopolymeric materials to immobilise toxic materials“, Part I., Miner. Eng. 10, 659-699 (1997), Part II, 12, 75-91 (1999)) předpokládají, že nejdůležitějším faktorem při alkalické aktivaci latentně hydraulických látek je poměr Si/Al resp. koncentrace alkálií či poměr SiO2/Na2O.
Alkalicky aktivovaným pojivém na bázi latentně hydraulicky aktivních látek se zabývá také dokument CZ 289735.
Ve stavební praxi svou účastí tvoří největší složku výroby cementový beton. Jedná se o těžené, případně drcené kamenivo určitých zmitostních frakcí, složených dle účelu do plynulé, nebo přetržitě vzájemné posloupnosti - křivky zrnitosti tak, aby v setřeseném stavu dosahovalo nejvyšší dosažitelnou objemovou hmotnost kteráje rozhodujícím fenoménem názvu beton. Tmelící složkou zde tvoří silikátové pojivo - cement - který ve spojení s vodou hydratuje a mění se v cementový kámen. Tato původně heterogenní směs kameniva, cementu a vody měkkého až plastického charakteru po ztvrdnutí dává stavební hmotu poměrně vysokých pevností, blížících se některým druhům přírodního kamene. To umožňuje formovat rozličné tvary na příklad stavebních prvků a konstrukcí.
Dále je známá celá řada komponentů účelově složené zrnitosti kameniva s různými hlavními pojivovými materiály, které tak správně přejímají název betonu, jako jsou asfalty (asfaltový beton), epoxidy (epoxidový beton), síra (sírobeton), cihlářská hlína (hlinitobeton) apod. Ve všech těchto případech je název odvozen od hlavní složky pojivá.
Podstatným rysem všech těchto betonuje způsob zamíchání všech komponentů ve stavu tekutém až plastickém, jejich formování do požadovaného tvaru či rozměrů litím, vibračním, tížným silo* vým, nebo lisovacím hutněním na nejvyšší dosažitelnou objemovou hmotnost a následným vytvr-1 zením pojivové složky získáni pevného materiálu požadovaného tvaru, pevnosti a určité odolnosti.
Všeobecné rozšíření cementového betonu zejména ve stavební činnosti zúžilo jeho obecný název ve světě pouze na „beton (concrete, beton, 6erÓH atd.). Dle jeho charakteristických vlastností se k tomuto názvu připojují různé přívlastky, které upřesňují složení, nebo výsledné vlastnosti cementového betonu jako železobeton, drátkobeton, vláknobeton, pěnobeton, plynobeton, struskový beton, popílkový beton apod.
ίο V poslední době je často používán také název popílkový beton, kde do výše uvedené směsi kameniva a cementu, tedy do cementového betonu je určitým malým procentem jako inertní složka přidáván úletový popílek z velkých topenišť spaloven uhlí, s cílem doplnit chybějící složky jemného kameniva, pro zlepšení povrchových vlastností tohoto cementového betonu.
Název popílkový beton tedy charakterizuje cementový beton s příměsí popílku, kde hlavní složku pro stmelení daného kameniva tvoří hydraulické pojivo cement (tedy cementový beton) a popílek je pouze inertní příměs přidávaná menším dílem k hmotnosti cementu.
Podstata vynálezu
Dále uvedená složení betonu, která jsou předmětem vynálezu, lze získat úplnou absencí cementu v betonu s pojivém na bázi geopolymemí reakce úletového popílku například pří spalování z uhlí. Syntéza geopolymerů se uskutečňuje alkalickou aktivací směsi úletového popílku při teplotě v rozsahu 40 až 80 °C, nejlépe alkalickým aktivátorem roztoku vodního sklaŇa2SiO3 v množství 6 až 12 % hmotn. sušiny na hmotnost popílku a hydroxidu sodného NaOH v množství 4 až 8 % hmotn. sušiny na hmotnost popílku.
Pro zlepšení konzistence popílkového betonu lze přidat vodu až na celkový vodní součinitel voda v roztocích + voda přidaná Činí w - 0,45. Doba volného uložení po zamíchání popílkového betonu a následné tepelné aktivace má pozitivní vliv na pevnosti. Množstvím popílku ve vztahu ke kamenivu lze regulovat nejen konzistenci čerstvého popílkového betonu, ale i jeho výslednou pevnost a odolnost proti agresivnímu prostředí.
Popílkový beton dle vynálezu tvoří většinou drobné těžené kamenivo, drobné a hrubé těžené kamenivo, případně drobné těžené a hrubé drcené kamenivo. V případě zvláštních betonů jsou složky kameniva částečně, nebo úplně nahrazeny umělým kamenivem. Určitým procentem ve vztahu k základnímu množství popílku lze takto zhotovenou směs doplňovat mletou příměsí inertního materiálu, nebo i další aktivní složkou.
Popílkový beton zhotovený podle tohoto vynálezu se vyznačuje kromě pevnosti i vysokou přilnavostí zejména k oceli a řadě dalších materiálů,
Příklad provedení vynálezu
Příklad 1
Do směsi pro popílkový beton obsahující v hmotnostních procentech 64,0 % kameniva zrnitosti 0,0 až 22,0 mm a 26,0 % úletového popílku bylo přidáno 5,26 % roztoku vodního skla v 43,5 sušiny a směs byla po promíchání doplněna vodou v množství 1,21 % hmotnostních,
Z takto připravené a promíchané směsi čerstvého popílkového betonu byla zhotovena kontrolní tělesa zpracovaná vibrací, volně ponechaná v prostředí o teplotě 20 °C po dobu 24 hodin a nás-2 ledně uložená do teploty 80 °C po dobu 24 hodin. Dosažené pevnosti po temperování kontrolních těles přes 40 MPa vykazují jen malý nárůst v dalších dnech a jsou srovnatelné s pevností cementového betonu podobného složení ve stáří 28 dní.
CZ. JUl / Uď DU
Příklad 2
Do směsi pro popílkový beton obsahující v hmotnostních procentech 64,0 % kameniva zrnitosti 0,0 až 22,0 mm a 26,0 % úletového popílku bylo přidáno 5,26 % roztoku vodního skla io v koncentraci 43,10 % sušiny a 3,53 % roztoku hydroxidu sodného v koncentraci 43,5 % sušiny směs byla po promíchání doplněna vodou v množství 1,21 % hmotnostních.
Z takto připravené a promíchané směsi Čerstvého popílkového betonu byla zhotovena kontrolní tělesa zpracovaná vibrací, volně ponechaná v prostředí o teplotě 20 °C po dobu 30 hodin a nás15 ledně uložená do teploty 60 °C po dobu 24 hodin. Dosažené pevnosti po temperování kontrolních těles přes 40,- MPa vykazují jen malý nárůst v dalších dnech a jsou srovnatelné s pevností cementového betonu podobného složení ve stáří 28 dní.
Příklad 3
Do směsi pro jemnozmný popílkový beton obsahující v hmotnostních procentech 80,0 % kameniva zrnitosti 0,0 až 4,0 mm a 144,0 % úletového popílku bylo přidáno 3,21 % roztoku vodního skla v koncentraci 43,10% sušiny a 1,1% roztoku hydroxidu sodného v koncentrací
43,5% sušiny směs byla po promíchání doplněna vodou v množství 1,26% hmotnostních.
V alkalickém aktivátoru byl poměr SiO2/Na2O 1,95. Z takto připravené a promíchané směsi čerstvého jemnozmného popílkového betonu byla zhotovena kontrolní tělesa zpracovaná, volně ponechaná v prostředí o teplotě 20 °C po dobu 24 hodin a následně uložená do teploty 80 °C po dobu 24 hodin. Dosažené pevnosti po temperování kontrolních těles byly 28,7 MPa a jsou srov30 natelné s pevností jemnozmného cementového betonu podobného složení ve stáří 28 dní.
Příklad 4
Do směsi pro popílkový beton obsahující v hmotnostních procentech 64,0 % kameniva zrnitosti 0,0 až 22,0 mm, 20,0 % úletového popílku a 6,0 % mleté vysokopecní strusky bylo přidáno
5,26 % roztoku vodního skla v koncentraci 43,10 % sušiny a 3,53 % roztoku hydroxidu sodného v koncentraci 43,5 % sušiny směs byla po promíchání doplněna vodou v množství 1,21 % hmotnostních.
Z takto připravené a promíchané směsi čerstvého popílkového betonu byla zhotovena kontrolní tělesa zpracovaná vibrací, volně ponechaná v prostředí o teplotě 20 °C po dobu 24 hodin a následně uložená do teploty 80 °C po dobu 24 hodin. Dosažené pevnosti po temperování kontrolních těles přes 50 MPa vykazují mírný nárůst v dalších dnech a jsou srovnatelné s pevností kvalitního cementového betonu podobného složení ve stáří 28 dní.
Příklad 5
Do směsi pro popílkový beton obsahující v hmotnostních procentech 64,0 % kameniva zrnitosti
0,0 až 22,0 mm, 20,0 % úletového popílku a 6,0 % čistého bentonitu bylo přidáno 5,26 % roztoku vodního skla v koncentraci 43,10 % sušiny a 3,53 % roztoku hydroxidu sodného v koncentraci
43,5 % sušiny směs byla po promíchání doplněna vodou v množství 1,21 % hmotnostních.
-3Z takto připravené a promíchané směsi čerstvého popílkového betonu byla zhotovena kontrolní tělesa zpracovaná vibrací, volně ponechaná v prostředí o teplotě 20 °C po dobu 24 hodin a následně uložená do teploty 80 °C po dobu 24 hodin. Dosažené pevnosti po temperování kontrolních těles přes 30 MPa vykazují mírný nárůst v dalších dnech a jsou srovnatelné s pevností kvalitního cementového betonu podobného složení ve stáří 28 dní.
LL JU1/U3 Bt>
Příklad 6 io Do směsi pro popílkový beton obsahující v hmotnostních procentech 64,0 % kameniva zrnitosti 0,0 až 22,0 mm, 20,0 % úletového popílku a 6,0 % sodifikovaného bentonitu bylo přidáno 5,26 % roztoku vodního skla v koncentraci 43,10 % sušiny a 3,53 % roztoku hydroxidu sodného v koncentraci 43,5 % sušiny směs byla po promíchání doplněna vodou v množství 1,21 % hmotnostních.
Z takto připravené a promíchané směsi čerstvého popílkového betonu byla zhotovena kontrolní tělesa zpracovaná vibrací, volně ponechaná v prostředí o teplotě 20 °C po dobu 24 hodin a následně uložená do teploty 80 °C po dobu 24 hodin. Dosažené pevnosti po temperování kontrolních těles přes 35 MPa vykazují mírný nárůst v dalších dnech a jsou srovnatelné s pevností kvalitního cementového betonu podobného složení ve stáří 28 dní.
Příklad 7
Do směsi pro popílkový beton obsahující v hmotnostních procentech 64,0 % kameniva zrnitosti 0,0 až 22,0 mm, 20,0 % úletového popílku a 6,0 % mletého křemičitanu písku (SUK) bylo přidáno 5,26 % roztoku vodního skla v koncentraci 43,10 % sušiny a 3,53 % roztoku hydroxidu sodného v koncentraci 43,5 % sušiny směs byla po promíchání doplněna vodou v množství 1,21 % hmotnostních.
Z takto připravené a promíchané směsi Čerstvého popílkového betonu byla zhotovena kontrolní tělesa zpracovaná vibrací, volně ponechaná v prostředí o teplotě 20 °C po dobu 24 hodin a následně uložená do teploty 80 °C po dobu 24 hodin. Dosažené pevnosti po temperování kontrolních těles přes 40 MPa vykazují mírný nárůst v dalších dnech a jsou srovnatelné s pevností kvalitního cementového betonu podobného složení ve stáří 28 dní.
Příklad 8
Do směsi pro popílkový beton obsahující v hmotnostních procentech 64,0 % kameniva zrnitosti 0,0 až 22,0 mm, 20,0 % úletového popílku a 6,0 % mleté vysokopecní strusky bylo přidáno
5,26 % roztoku vodního skla v koncentraci 43,10 % sušiny a 3,53 % roztoku hydroxidu sodného v koncentraci 43,5 % sušiny směs byla po promíchání doplněna vodou v množství 1,21 % hmotnostních.
Z takto připravené a promíchané směsi čerstvého popílkového betonu byla zhotovena kontrolní tělesa zpracovaná vibrací, volně ponechaná v prostředí o teplotě 20 °C po dobu 24 hodin a následně uložená do teploty 40 °C po dobu 48 hodin. Dosažené pevnosti po temperování kontrolních těles přes 50 MPa vykazují mírný nárůst v dalších dnech a jsou srovnatelné s pevností kvalitního cementového betonu podobného složení ve stáří 28 dní.
-4Ví. ί VV UV
Příklad 9
Do směsi pro popílkový beton obsahující v hmotnostních procentech 64,0 % kameniva zrnitosti 0,0 až 22,0 mm, 20,0 % úletového popílku a 6,0 % mleté vysokopecní strusky bylo přidáno
5,26 % roztoku vodního skla v koncentraci 43,10 % sušiny a 3,53 % roztoku hydroxidu sodného v koncentraci 43,5 % sušiny směs byla po promíchání doplněna vodou v množství 1,21 % hmotnostních.
Z takto připravené a promíchané směsi čerstvého popíikového betonu byla zhotovena kontrolní io tělesa zpracovaná, volně ponechaná v prostředí o teplotě 20 °C po dobu 24 hodin a následně uložená do teploty 40 °C po dobu 48 hodin a následně uložená 20 dní ve vodní lázní. Dosažené pevnosti po temperování kontrolních těles pres 60 MPa vykázaly nárůst v dalších dnech a jsou srovnatelné s pevností kvalitního cementového betonu podobného složení ve stáří 28 dní.
Příklad 10
Do směsi pro popílkový beton obsahující v hmotnostních procentech 64,0 % kameniva zrnitosti 0,0 až 22,0 mm, 26,0 % úletového popílku bylo přidáno 5,26 % roztoku vodního skla v koncentraci 43,10 % sušiny a 3,53 % roztoku hydroxidu sodného v koncentraci 43,5 % sušiny směs byla po promíchání doplněna vodou v množství 1,21 % hmotnostních.
Z takto připravené a promíchané směsi čerstvého popíikového betonu byla zhotovena volným litím kontrolní tělesa, volně ponechaná v prostředí o teplotě 20 °C po dobu 24 hodin a následně uložená do teploty 80 °C po dobu 24 hodin. Dosažené pevnosti po temperování kontrolních těles přes 35 MPa vykazují jen malý nárůst v dalších dnech a jsou srovnatelné s pevností cementového betonu podobného složení ve stáří 28 dní.
Příklad 11
Do směsi pro popílkový beton obsahující v hmotnostních procentech 64,0 % kameniva zrnitosti 0,0 až 22,0 mm, 20,0 % úletového popílku a 6,0 % mleté vysokopecní strusky bylo přidáno
5,26 % roztoku vodního skla v koncentraci 43,10 % sušiny a 3,53 % roztoku hydroxidu sodného v koncentraci 43,5 % sušiny směs byla po promíchání doplněna vodou v množství 1,21 % hmotnostních. Z takto připravené a promíchané směsi čerstvého popíikového betonu byla zhotovena volným litím kontrolní tělesa zpracovaná volným litím do formy, volně ponechaná v prostředí o teplotě 20 °C po dobu 24 hodin a následně uložená do teploty 80 ŮC po dobu 24 hodin. Dosažené pevnosti po temperování kontrolních těles přes 50 MPa vykazují mírný narůst v dalších dnech a jsou srovnatelné s pevností kvalitního cementového betonu podobného složení ve stáří 28 dní.
Příklad 12
Do směsi pro popílkový beton obsahující v hmotnostních procentech 64,0 % kameniva zrnitosti 0,0 až 22,0 mm, 20,0 % úletového popílku a 6,0 % mleté vysokopecní strusky bylo přidáno
5,26 % roztoku vodního skla v koncentraci 43,10 % sušiny a 3,53 % roztoku hydroxidu sodného v koncentraci 43,5 % sušiny směs byla po promíchání doplněna vodou v množství 1,21 % hmotnostních. Z takto připravené a promíchané směsi čerstvého popíikového betonu byla zhotovena kontrolní tělesa zpracovaná volným litím do formy, volně ponechaná v prostředí o teplotě 20 °C po dobu 24 hodin a následně uložená do teploty 80 °C po dobu 24 hodin a následně uložená do vodní lázně na dobu 20 dní. Dosažené pevnosti po temperování kontrolních těles přes 50 MPa vykázaly nárůst po 28 dnech od zhotovení 65 MPa a jsou srovnatelné s pevností kvalitního cementového betonu.
-5CZ 301705 B6
Průmyslová využitelnost
Průmyslová využitelnost popílkového betonu je v souladu s širokým využitím jako v případě 5 klasických betonových směsí. Výhodné využití popílkového betonu je např. pro reprofi lační vysprávkové hmoty na sanace železobetonových konstrukcí, vysprávkové hmoty na základové zdivo keramické, smíšené i kamenné, dlaždice do exteriéru, chemicky odolné dlaždice do exteriéru i interiéru, chemicky odolné tvarovky do průmyslu, prefabrikáty vyztužené měkkou ocelí, kompozit pro zapracování nebezpečných látek (těžké kovy, radioaktivní látky apod.), který zajistí jejich nevyluhovatelnost, ucpávky prostupů železobetonových konstrukcí, zálivky spojů železobetonových konstrukcí, matrice pro odlévání tekutých kovů, žárově odolné výrobky a další.
Způsobem podle vynálezu lze zhotovovat různé stavební prvky a dílce zejména v prefabrikací i na staveništích a v místech, kde lze zajistit temperování popílkového betonu v diferencovaném t5 časovém úseku ohřevem od 40 až 80 °C dle objemu prvku, či dílce. Způsobem složení popílkového betonu podle vynálezu lze zhotovovat stavební prvky o vysoké pevnosti a odolnosti zejména proti agresivnímu prostředí.

Claims (13)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    25 1. Popílkový beton s úplnou absencí cementu, vyznačující se tím, že beton obsahuje jako pojivo nejvýše 26 % hmotn. úletového popílku, vztaženo na hmotnost betonové směsi, kde popílek je aktivován geopolymemí reakcí, a dále sestává z alkalického aktivátoru roztoku vodního skla Na2SiO3 v množství 1 až 25 % hmotn. sušiny, výhodně v množství 6 až 12% hmotn. sušiny, na hmotnost popílku, a hydroxidu sodného NaOH v množství 2 až 20 % hmotn.
    30 sušiny, výhodně v množství 4 až 8 % hmotn. sušiny, na hmotnost popílku.
  2. 2. Popílkový beton podle nároku 1, vyznačující se tím, že pro zlepšení jeho konzistence je přidána voda, s výhodou v poměru 1,21 % hmotn.
    35
  3. 3. Popílkový beton podle nároku 2, vyznačující se tím, že voda je přidána až na celkový vodní součinitel voda v roztocích + voda přidaná w 0,45, ve zvláštních případech až 0,6.
  4. 4. Popílkový beton podle nároku 1, vyznačující se tím, že zvyšujícím se objemem popílku ve vztahu ke kamenivu je regulována jednak konzistence čerstvého popílkového betonu,
    40 jednak i jeho rostoucí výsledná pevnost anebo vyšší odolnost proti agresivnímu prostředí.
  5. 5. Popílkový beton podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že vykazuje vysokou přilnavost ke kovům, kterými jsou vyztužovány výrobky, tj. ocelovými dráty, nebo pruty, podobně jako v případě cementového betonu.
  6. 6. Způsob přípravy popílkového betonu podle nároku 1, vyznačující se tím, že využívá pojivo na bázi geopolymemí reakce úletového popílku, připraví se kamenivo hmotnostně složené tak, že vykazuje nejvyšší dosažitelnou objemovou hmotnost v setřeseném stavu, dále je přidán úletový popílek směrným povrchem 100 az 600 m2/kg, alkalický aktivátor spoměrem
    50 SiO2/Na2O 1,5 až 2, který sestává ze směsi alkalického hydroxidu a křemičitanu či alkalického vodního skla a vody, kdy kompozice popílkového betonu po intenzivním zamíchání, která je v odpovídající formě vytvarována litím, nebo vibrací, je dále temperována při teplotě 20 °C až 70 °C po dobu 12 až 48 hodin a popřípadě dále temperována při teplotě 71 až 90 °C po dobu 6 až 24 hodin.
    -6JUl/υθ DD
  7. 7. Způsob přípravy popílkového betonu podle nároků 1 až 6, v y z n a Č u j í c í se t í m, že během míchání popílkového betonu se přidávají aktivní příměsi, s výhodou mletá vysokopecní struska, či látky jílového charakteru, tepelně aktivované jíly a podobně.
    5
  8. 8. Způsob přípravy popílkového betonu podle nároků laž7, vyznačující se tím, že během míchání popílkového betonu se přidávají inertní příměsi s výhodou mletý vápenec, mletý křemen, kamenný prach, případně další inertní příměsi.
  9. 9. Způsob přípravy popílkového betonu podle nároků 7a 8, vyznačující se tím, že io aktivní anebo inertní příměsi vykazují vlastnosti měrného povrchu 200 až 600 m2/kg, v odpovídajícím množství 10 až 30 % hmotn. z hmotnosti popílku.
  10. 10. Způsob přípravy popílkového betonu podle nároků laž 9, vyznačující se tím, že po ukončením temperování popílkového betonuje výrobek dále s výhodou uložen ve vodní lázni, is nebo ve vlhkém prostředí s relativní vlhkostí 100 % po dobu 7 až 30 dní.
  11. 11. Způsob přípravy popílkového betonu podle nároků laž 9, vyznačující se tím, že během míchání popílkového betonu jsou přidány výztužné příměsí, jako jsou ocelové drátky, skleněná či polypropylénová vlákna a podobně.
  12. 12. Způsob přípravy popílkového betonu podle nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že temperování velkých stavebních prvků, či dílců z popílkového betonuje uskutečněno elektroohřevem ocelové výztuže s napětím 24 až 220 voltů výhodně do 42 voltů přímo uvnitř v tělese konečného výrobku, případně vložením doplňujících vodičů do tělesa způsobem tak, aby bylo
    25 zajištěno rovnoměrné prohřívání celého objemu konečného produktu uvnitř i na jeho povrchu.
  13. 13. Způsob přípravy popílkového betonu, vyznačující se tím, že syntéza geopolymerů probíhá alkalickou aktivací směsi popílku při teplotě v rozsahu 20 °C až 99 °C; výhodně pak 40 °C až 80 °C, kde pojivo tvoří úletový popílek na bázi geopolymemí reakce.
CZ20040536A 2004-04-26 2004-04-26 Popílkový beton, jeho složení, zpusob prípravy geopolymerní reakcí aktivovaného úletového popílku a užití CZ301705B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20040536A CZ301705B6 (cs) 2004-04-26 2004-04-26 Popílkový beton, jeho složení, zpusob prípravy geopolymerní reakcí aktivovaného úletového popílku a užití

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20040536A CZ301705B6 (cs) 2004-04-26 2004-04-26 Popílkový beton, jeho složení, zpusob prípravy geopolymerní reakcí aktivovaného úletového popílku a užití

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2004536A3 CZ2004536A3 (cs) 2006-02-15
CZ301705B6 true CZ301705B6 (cs) 2010-06-02

Family

ID=36952699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20040536A CZ301705B6 (cs) 2004-04-26 2004-04-26 Popílkový beton, jeho složení, zpusob prípravy geopolymerní reakcí aktivovaného úletového popílku a užití

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ301705B6 (cs)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ304412B6 (cs) * 2007-04-16 2014-04-23 Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Popílkový beton
CZ304496B6 (cs) * 2013-01-07 2014-05-28 Vysoké Učení Technické V Brně Rentgeno-amorfní hořečnatý strukturní analog geopolymerů vyrobený z dehydroxylovaných a delaminovaných hořečnato-křemičitých fylosilikátů a jeho použití

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ300134B6 (cs) * 2007-02-14 2009-02-18 Výzkumný ústav anorganické chemie, a. s. Dvousložkové geopolymerní pojivo a zpusob jeho výroby

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992004298A1 (fr) * 1990-09-04 1992-03-19 Joseph Davidovits Procede d'obtention d'un liant geopolymerique permettant la stabilisation, la solidification et la consolidation de dechets ou de materiaux toxiques
US5482549A (en) * 1993-04-05 1996-01-09 Enci Nederland B.V. Cement, method of preparing such cement and method of making products using such cement
CZ289735B6 (cs) * 1998-11-26 2002-03-13 Čvut V Praze, Kloknerův Ústav Alkalicky aktivované pojivo na bázi latentně hydraulicky aktivních látek
CZ291443B6 (cs) * 2000-10-12 2003-03-12 Vysoká Škola Chemicko-Technologická Pojivová geopolymerní směs
WO2003099738A1 (fr) * 2002-05-27 2003-12-04 Cordi-Geopolymere Sa Ciment geopolymerique a base de poly(sialate-disiloxo) et procede d'obtention
CZ292875B6 (cs) * 2002-03-20 2003-12-17 Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Geopolymerní pojivo na bázi popílků

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992004298A1 (fr) * 1990-09-04 1992-03-19 Joseph Davidovits Procede d'obtention d'un liant geopolymerique permettant la stabilisation, la solidification et la consolidation de dechets ou de materiaux toxiques
US5482549A (en) * 1993-04-05 1996-01-09 Enci Nederland B.V. Cement, method of preparing such cement and method of making products using such cement
CZ289735B6 (cs) * 1998-11-26 2002-03-13 Čvut V Praze, Kloknerův Ústav Alkalicky aktivované pojivo na bázi latentně hydraulicky aktivních látek
CZ291443B6 (cs) * 2000-10-12 2003-03-12 Vysoká Škola Chemicko-Technologická Pojivová geopolymerní směs
CZ292875B6 (cs) * 2002-03-20 2003-12-17 Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Geopolymerní pojivo na bázi popílků
WO2003099738A1 (fr) * 2002-05-27 2003-12-04 Cordi-Geopolymere Sa Ciment geopolymerique a base de poly(sialate-disiloxo) et procede d'obtention

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ304412B6 (cs) * 2007-04-16 2014-04-23 Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Popílkový beton
CZ304496B6 (cs) * 2013-01-07 2014-05-28 Vysoké Učení Technické V Brně Rentgeno-amorfní hořečnatý strukturní analog geopolymerů vyrobený z dehydroxylovaných a delaminovaných hořečnato-křemičitých fylosilikátů a jeho použití

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2004536A3 (cs) 2006-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Patel et al. Enhancement of the properties of ground granulated blast furnace slag based self compacting geopolymer concrete by incorporating rice husk ash
Mohseni Assessment of Na2SiO3 to NaOH ratio impact on the performance of polypropylene fiber-reinforced geopolymer composites
Abdel-Ghani et al. Geopolymer synthesis by the alkali-activation of blastfurnace steel slag and its fire-resistance
Kathirvel et al. Influence of recycled concrete aggregates on the flexural properties of reinforced alkali activated slag concrete
JP6026479B2 (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
Topçu et al. Experimental investigation of some fresh and hardened properties of rubberized self-compacting concrete
van Jaarsveld et al. Effect of the alkali metal activator on the properties of fly ash-based geopolymers
US5601643A (en) Fly ash cementitious material and method of making a product
AU2007219709B2 (en) Matrix for masonry elements and method of manufacture thereof
Zerfu et al. Review on alkali-activated fly ash based geopolymer concrete
EP1801084A1 (en) Fly-ash concrete compositon, method of preparation by geo-polymeric reaction of activated fly-ash and its use.
Harbi et al. Improvement of the properties of a mortar with 5% of kaolin fillers in sand combined with metakaolin, brick waste and glass powder in cement
US7682448B2 (en) High compressive strength silica mortar and manufacturing method thereof
EP2105420A1 (en) A composition for building material and a process for the preparation thereof
Bondar Geo-polymer concrete as a new type of sustainable construction materials
Tammam et al. Effect of waste filler materials and recycled waste aggregates on the production of geopolymer composites
CA2993307A1 (en) Fly ash based castable construction material with controlled flow and workability retention
Karmegam et al. Retrofitting RC beams using high-early strength alkali-activated concrete
CZ301705B6 (cs) Popílkový beton, jeho složení, zpusob prípravy geopolymerní reakcí aktivovaného úletového popílku a užití
Bazzar et al. A study on strength properties of concrete with replacement of low C3A cement by fly ash
Singh et al. Sustainable next-generation single-component geopolymer binders: a review of mechano-chemical behaviour and life-cycle cost analysis
US20220089486A1 (en) Systems and methods for self-sustaining reactive cementitious systems
Paul et al. Workability and Strength Characteristics of Alkali-Activated Fly ASH/GGBS Concrete Activated with Neutral Grade NaSiO for Various Binder Contents and the Ratio of the Liquid/Binder
JP2003267772A (ja) グラウト組成物
PAUL et al. WORKABILITY AND STRENGTH CHARACTERISTICS OF ALKALI-ACTIVATED FLY ASH/GGBS CONCRETE ACTIVATED WITH NEUTRAL GRADE Na

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20140426