Способ получения гибридных органоминеральных микрокапсул для бетонных смесей и строительных растворов



Владельцы патента RU 2756655:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова» (RU)

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для получения эффективных самовосстанавливающихся строительных растворов, бетонов, сухих строительных смесей с использованием гибридных органоминеральных микрокапсул. Технический результат заключается в получении гибридных органоминеральных микрокапсул, способных сохранять свое действие при использовании в течение всего жизненного цикла строительного материала. Способ получения гибридных органоминеральных микрокапсул для бетонных смесей и строительных растворов, заключающийся в том, что смешивают тонкодисперсную смесь активной пуццолановой добавки, в качестве которой используют сапонитсодержащий материал со средним размером частиц не менее 200 нм и не более 400 нм, с механоактивированной известью сопоставимой степени дисперсности и биоразлагаемым полимером, в качестве биоразлагаемого полимерного связующего используют ацетаты целлюлозы, смесь перемешивают, после чего выдерживают до полной полимеризации в течение 20 мин с дальнейшим ее измельчением до размера частиц не более 1 мкм. 1 пр.

 

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для получения эффективных самовосстанавливающихся строительных растворов, бетонов, сухих строительных смесей с использованием гибридных органоминеральных микрокапсул.

Известен способ получения плазмобиомодифицированных заполнителей из силикатсодержащих горных пород (Патент РФ №2638595), используемых для придания функции самовосстановления строительным материалам в процессе эксплуатации и содержащих в своем составе биоактивный материал, в качестве которого используют клетки грамположительных и грамотрицательных бактерий, которые обладают способностью участвовать в образовании карбоната кальция.

Недостатком данного технического решения является высокое массовое содержание (37%) пористого заполнителя (диатомиты, цеолиты, шунгизиты), что является целесообразным только для легких и ячеистых бетонов, которые не несут большую нагрузку, но не подходит для тяжелых и мелкозернистых бетонов.

Известны способы получения комплексной добавки для бетонов, строительных растворов и цементных композитов (Патент РФ №2467968), заключающиеся в смешивании пуццолановой добавки, глины, минеральной добавки и воды.

Недостатком данного технического решения является незамедлительность действия добавки при использовании, она будет способна залечивать трещины в бетоне (за счет образования гидросиликатов кальция при взаимодействии пуццолана с гидроксидом кальция), но только на начальной стадии его жизненного цикла.

Известен способ получения органоминерального модификатора для бетонных смесей и строительных растворов (Патент РФ №2382004), заключающийся в механическом смешивании высокодисперсной пуццолановой добавки, микронаполнителя и суперпластификатора в определенном соотношении до гомогенного состояния и последующего уплотнения.

Недостатком данного технического решения является незамедлительность действия добавки при использовании.

Наиболее близким техническим решением по получению гибридных органоминеральных микрокапсул, выбранным в качестве прототипа, является гибридная органоминеральная добавка (Патент РФ №2608139), которая содержит в качестве минеральной составляющей смесь, состоящую из метакаолина, трепела и золы-уноса, а в качестве химической добавки - гиперпластификатор на поликарбоксилатной основе или нафталинформальдегидный суперпластификатор.

Недостатком данного технического решения является незамедлительность действия добавки при использовании.

Задачей изобретения является получение гибридных органоминеральных микрокапсул, способных сохранять свое действие при использовании в течение всего жизненного цикла строительного материала.

Технический результат совпадет с задачей изобретения и достигается смешиванием сухой активной пуццолановой добавки и извести до гомогенного состояния, их механоактивацией путем сухого помола на планетарно-шаровой мельнице и последующим смешиванием с небольшим количеством безводного жидкого биоразлагаемого полимера. Количество жидкого полимера должно составлять не более 15% всей реакционной массы. После полимеризации полученную массу измельчают до размера частиц не более 1 мкм. Полученные таким образом гибридные органоминеральные микрокапсулы добавляют в цементы, строительные растворы, бетоны и т.д. с обязательным тщательным перемешиванием для достижения равномерного распределения микрокапсул в объеме материала.

В случае трещинообразования к микрокапсулам на поверхности трещины начинает поступать воздух и биополимерная оболочка начинает разлагаться (предпочтительнее выбирать биополимер, разлагающийся при воздействии повышенной температуры ≈60°С или при воздействии воздуха, например при попадании на них аэробных бактерий, кроме того предпочтение следует отдавать биополимерам, не растворимым в воде, но разлагающимся с выделением воды), освобождая смесь пуццолановых добавок. В случае увлажнения бетона трещины с активированными микрокапсулами будут самозалечиваться за счет образования гидросиликатов кальция при взаимодействии пуццолана с известью и/или портландитом (гидроксид кальция - один из продуктов твердения цемента) в водной среде.

В качестве пуццолановой добавки можно использовать любое вещество, способное при реакции гидратации образовывать гидросиликаты кальция, в данном случае используют сапонит-содержащую добавку, предварительно подвергнутую механоактивации. В качестве биоразлагаемого полимерного связующего можно использовать любое органическое соединение, способное к самопроизвольной полимеризации и разложению микроорганизмами, в данном случае используют ацетаты целлюлозы, представляющие собой белую аморфную массу плотностью около 1300 кг/м3.

Пример осуществления изобретения: производят сухой помол безводного сапонит-содержащего материала до размера частиц не менее 200 нм и не более 400 нм (продольные размеры, т.к. отдельные частицы имеют форму пластинок толщиной в несколько нанометров) любым известным методом. В отмеченном размерном диапазоне сапонит-содержащий материал при взаимодействии с гидроксидом кальция и водой способен образовывать гидросиликаты группы тоберморита. Подготовленный таким образом сапонит-содержащий материал смешивают механоактивированной известью сопоставимой степени дисперсности. В качестве безводного полимера в сухую смесь добавляют ацетаты целлюлозы и смесь перемешивают, после чего выдерживают до полной полимеризации в течение 20 мин. После полимеризации полученную массу измельчают для лучшего смешения со строительной смесью, в данном случае до размера частиц не более 1 мкм. Полученные таким образом гибридные органоминеральные микрокапсулы добавляют в цементы, строительные растворы, бетоны и т.д. с обязательным тщательным перемешиванием для достижения равномерного распределения микрокапсул в объеме материала.

Использование микрокапсул обеспечивает получение эффективных самовосстанавливающихся строительных растворов, бетонов, сухих строительных смесей.

Способ получения гибридных органоминеральных микрокапсул для бетонных смесей и строительных растворов, заключающийся в том, что смешивают тонкодисперсную смесь активной пуццолановой добавки, в качестве которой используют сапонитсодержащий материал со средним размером частиц не менее 200 нм и не более 400 нм, с механоактивированной известью сопоставимой степени дисперсности и биоразлагаемым полимером, в качестве биоразлагаемого полимерного связующего используют ацетаты целлюлозы, смесь перемешивают, после чего выдерживают до полной полимеризации в течение 20 мин с дальнейшим ее измельчением до размера частиц не более 1 мкм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вяжущей композиции для бетона для связывания заполнителя для бетона с получением бетонного материала. Разработанная вяжущая композиция содержит по меньшей мере одно первичное вяжущее вещество в соотношении от 10 до 60 процентов по массе, и по меньшей мере одно вторичное вяжущее вещество в соотношении от 40 до 90 процентов по массе.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов. Технический результат заключается в снижении водоцементного отношения, ускорении набора прочности композиции в начальный период твердения, повышении прочности при изгибе и растяжении ремонтных строительных составов на основе цемента.

Изобретение относится к области строительных материалов. Технический результат заключается в повышении прочности и фотокаталитической активности при одновременном повышении реакционной способности титаносиликатной добавки.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к тампонажным растворам, предназначенным для цементирования скважин в условиях интенсивных (полных) поглощений и сероводородной агрессии. Тампонажный раствор для цементирования скважин в условиях интенсивных поглощений и сероводородной агрессии содержит тампонажный сульфатостойкий цемент - ПЦТ I-G СС-1, расширяющую добавку - ДР-100, микрокалиброванное гранулированное пеностекло - МКГПС и воду, отличающийся тем, что в составе дополнительно содержится газоблокатор для снижения фильтрации, водо- и газопроницаемости, в качестве которого используется Газблок, при следующем соотношении ингредиентов, % от веса цемента: ПЦП-GCC-1 - 100,0; расширяющая добавка (ДР-100) - 1,0; микрокалиброванное гранулированное пеностекло - 6,0; газблок - 0,5; водоцементное отношение - 0,52.

Изобретение относится к применению карбоната щелочного металла для снижения влияния карбоната магния на ускоряющие добавки, в частности сложный эфир фосфорной кислоты и многоатомного спирта, в композиции минерального связующего вещества, содержащей карбонат магния, и/или для улучшения действия ускоряющей добавки, в частности сложного эфира фосфорной кислоты и многоатомного спирта, в композиции минерального связующего вещества, содержащей карбонат магния.

Группа изобретений относится к двухкомпонентной системе строительного раствора для химического закрепления крепежных средств в минеральных поверхностях. Двухкомпонентная система строительного раствора содержит отверждаемый компонент А водной фазы глиноземистого цемента или водной фазы цемента из сульфоалюмината кальция и компонент инициатора B в водной фазе для инициирования процесса отверждения.

Группа изобретений относится к способу укладки текучего конструкционного материала, содержащего гидравлическое вяжущее вещество, для послойного создания конструкционных элементов, такого как 3D-печать бетона или строительного раствора. Способ включает транспортировку текучего конструкционного материала к укладывающей головке.

Изобретение относится к способу печати трехмерной структуры. Способ включает стадии обеспечения многокомпонентной растворной системы, содержащей компонент А и компонент В.

Группа изобретений относится к относится к долговременно стабилизированной водной композиции инициатора для инициирования схватывания и отверждения композиций глиноземистого цемента, к способу получения этой долговременно стабилизированной водной композиции инициатора, а также к применению вышеуказанной композиции в системе для химического закрепления крепежных средств в минеральных поверхностях.

Изобретение относится к композициям для обработки скважины, содержащим модификаторы вязкости, и способам использования таких композиций в скважинных операциях. Способ цементирования ствола скважины, включает: закачку в ствол скважины цементного раствора, содержащего: водный носитель, поддающуюся набуханию наноглину и твердую двухвалентную неорганическую соль с замедленным высвобождением, содержащую кальцинированный оксид магния, кальцинированный оксид кальция, кальциево-магниевое полифосфатное стекло, или комбинацию, содержащую по меньшей мере одно из вышеуказанного; и обеспечение схватывания цементного раствора.

Настоящее изобретение относится к фиброцементным изделиям светлого оттенка, содержащим по меньшей мере белый цемент и синтетические волокна, где синтетические волокна являются пигментированными по меньшей мере одним темным пигментом, выбранным из группы, состоящей из черного пигмента, коричневого пигмента, синего пигмента, красного пигмента, зеленого пигмента и серого пигмента.
Наверх