PL448574A1

PL448574A1 - Method for obtaining a porous geopolymer composite reinforced with natural fibers

Info

Publication number: PL448574A1
Application number: PL448574A
Authority: PL
Inventors: Beata Figiela; Barbara Kozub; Kinga Korniejenko; Karolina Brudny; Michał Łach
Original assignee: Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki
Priority date: 2024-05-15
Filing date: 2024-05-15
Publication date: 2025-11-17

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania porowatego kompozytu geopolimerowego zbrojonego włóknami pochodzenia naturalnego, zawierającego strzępki grzybni wrośnięte w podłoże z włókien naturalnych, który to kompozyt nadaje się do wytwarzania elementów izolacyjnych w postaci płyt, paneli lub kształtek izolacji akustycznej i termicznej. W sposobie jako źródło alkalicznych glinokrzemianów wykorzystuje się popioły lotne pochodzące ze spalania węgla kamiennego, zawierające 40% - 65% mas. SiO2, 15% - 45% mas. Al2O3, do 5% mas. CaO i zanieczyszczenia nieuniknione, w skład których wchodzą tlenki metali oraz inne nieuniknione zanieczyszczenia (w tym pozostałości niespalonego węgla), o średniej wielkości ziaren nie większej niż 0,8 mm, jako alkaliczne aktywatory stosuje wodny roztwór wodorotlenku sodu i szkła wodnego sodowego, a ponadto stosuje piasek budowlany z dodatkiem cementu i korzystnie wypełniacze mineralne, którym są mikrosfery popiołowe o wielkości cząstek od 50 do 800 mikrometrów lub perlit o średnicy od 0,1 do 3 mm, w ilości do 5 części wagowych, a środek porotwórczy (spieniający) stosuje się nadtlenek wodoru o stężeniu 35% - 36%. Sposób polega na tym, że po ujednorodnieniu sypkiej mieszaniny składników dozuje się do niej stopniowo, w trakcie ciągłego mieszania, roztwór aktywujący, aż do uzyskania przez zawiesinę konsystencji masy gęstoplastycznej, którą miesza się nadal do pełnej homogenizacji, po czym nie przerywając mieszania dozuje się stopniowo biokomponent, którym jest grzybnia łuskwiaka, lakownicy lub boczniaka, wrośniętych w podłoże z włókien naturalnych, takich jak włókna lnu i konopi, a po wymieszaniu całości dodaje się w końcowym etapie, nie przerywając mieszania, środek spieniający w postaci nadtlenku wodoru o stężeniu 35% - 36% i miesza przez 2 — 5 min, a następnie spieniony geopolimer z wprowadzonymi włóknami z narośniętą grzybnią (biokomponentem) przenosi się do form i poddaje wygrzewaniu aż do zakończenia reakcji geopolimeryzacji.The subject of the application is a method for obtaining a porous geopolymer composite reinforced with natural fibers, containing mycelial hyphae grown into a natural fiber substrate, which composite is suitable for the production of insulating elements in the form of acoustic and thermal insulation boards, panels, or shapes. The method uses fly ash from hard coal combustion as a source of alkaline aluminosilicates, containing 40% - 65% by weight SiO2, 15% - 45% by weight Al2O3, up to 5% by weight. CaO and unavoidable impurities, which include metal oxides and other unavoidable impurities (including unburned carbon residues), with an average grain size of not more than 0.8 mm, an aqueous solution of sodium hydroxide and sodium water glass is used as alkaline activators, and in addition, construction sand with the addition of cement and preferably mineral fillers are used, which are ash microspheres with a particle size of 50 to 800 micrometers or perlite with a diameter of 0.1 to 3 mm, in an amount of up to 5 parts by weight, and hydrogen peroxide at a concentration of 35% - 36% is used as a blowing (foaming) agent. The method consists in gradually dosing the loose mixture of ingredients, while stirring continuously, the activating solution until the suspension obtains the consistency of a thick-plastic mass, which is then stirred until it is fully homogenized, after which, without stopping the stirring, the biocomponent is gradually dosed, which is the mycelium of the lacquer fungus, lacquer fungus or oyster mushroom, grown into a substrate made of natural fibers, such as flax and hemp fibers, and after mixing everything, in the final stage, without stopping the stirring, a foaming agent in the form of hydrogen peroxide at a concentration of 35% - 36% is added and mixed for 2 - 5 minutes, and then the foamed geopolymer with the introduced fibers with the grown mycelium (biocomponent) is transferred to the molds and subjected to heating until the geopolymerization reaction is completed.