Способ получения плазмобиомодифицированных заполнителей из силикатсодержащих горных пород

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может использоваться для получения эффективных самовосстанавливающихся строительных растворов, бетонов, в том числе и ячеистых, сухих строительных смесей с использованием плазмобиомодифицированных силикатсодержащих горных пород, выбранных из диатомитов, цеолитов, шунгизитов, а также в качестве сорбентов. В способе получения плазмобиомодифицированных пористых заполнителей из силикатсодержащих горных пород осуществляют активацию минерального сырья непосредственно в генерируемой области низкотемпературной неравновесной плазмы со следующими характеристиками: E/N=15×10-16 В⋅см2, где E - напряженность электрического поля, N - суммарная концентрация частиц плазмы, в течение 10-2 с с последующей обработкой биоактивной суспензией, содержащей бактерии. Технический результат – получение пористых заполнителей для строительных материалов и изделий с самовосстанавливающимся эффектом, упрощение технологии активации и повышение эксплуатационных характеристик. 2 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может использоваться для получения эффективных самовосстанавливающихся строительных растворов, бетонов, в том числе и ячеистых, сухих строительных смесей с использованием (на основе) плазмобиомодифицированных силикатсодержащих горных пород, выбранных из диатомитов, цеолитов, шунгизитов, а также в качестве сорбентов.

Известен способ механоактивации и измельчения материалов, включающий высушивание минерального сырья до влажности 1-5%, подачу его в классификатор для обогащения и освобождения от нежелательных добавок, затем полученное таким образом минеральное сырье через расходный бункер направляют в смеситель, в который одновременно с минеральным сырьем загружают сухую порошкообразную полимерную добавку и доводят все сырье до однородной массы, после чего из смесителя однородную массу загружают в мельницу-активатор, причем перед загрузкой сырья в мельницу в нее подают под давлением от генератора холодной плазмы холодную плазму в виде ионизированного газа или воздуха и производят процесс измельчения до получения готового продукта, который из мельницы по продуктопроводу направляют в классификатор или в бункер-накопитель, при этом в процессе перемещения измельченной массы по продуктопроводу от мельницы-активатора до классификатора в продуктопровод дополнительно подают ионизированный компонент от генератора холодной плазмы [1].

К недостаткам данного способа можно отнести сложность технологического процесса, большую энергоемкость, обязательное измельчение исходного минерального сырья, которое приводит к нарушению его целостности, в т.ч. к разрушению его внутренней структуры, уменьшение внутренней пористости материала, т.е. вызывает факторы, которые исключают возможность получения биомодифицированных пористых заполнителей для придания эффекта самовосстановления строительным материалам на их основе.

К недостаткам также можно отнести потери эффективности модифицирующего эффекта холодной плазмы при транспортировании ионизированного газа или воздуха из генератора плазмы в мельницу-активатор в связи с кратковременной продолжительностью жизни ионов (время рекомбинации) в пределах 10-5-10-10 с [2].

Технический результат предлагаемого способа заключается в получении биомодифицированных материалов на основе плазмоактивированных силикатсодержащих пористых горных пород в качестве пористых заполнителей для строительных материалов и изделий с самовосстанавливающимся эффектом, а также упрощении технологии активации, повышении эксплуатационных характеристик.

Способ получения плазмобиомодифицированных пористых заполнителей из силикатсодержащих горных пород включает активацию минерального сырья холодной плазмой непосредственно в генерируемой области низкотемпературной неравновесной плазмы со следующими характеристиками: E/N=15×10-16 В⋅см2, где E - напряженность электрического поля, N - суммарная концентрация частиц плазмы, в течение 10-2 с с последующей обработкой биоактивной суспензией, содержащей бактерии.

Пример 1

Подготовка сырьевых материалов заключалась в механоактивации и измельчении исходного минерального сырья - цеолита (состав 1 табл. 1), предварительно высушенного до влажности 1-5%, с последующей классификацией, с последующей активацией ионизированным компонентом по способу, описанному в патенте RU 2400303 С1.

Пример 2

Подготовка сырьевых материалов заключалась в активации пористого заполнителя - цеолита (состав 4 табл. 1) непосредственно в генерируемой области низкотемпературной неравновесной плазмы со следующими характеристиками: E/N=15×10-16 В⋅см2, время обработки составляло 10-2 с.

Пример 3

Подготовка сырьевых материалов заключалась в активации пористого заполнителя - шунгизита (состав 8 табл. 1) непосредственно в генерируемой области низкотемпературной неравновесной плазмы со следующими характеристиками: E/N=15×10-16 В⋅см2, время обработки составляло 10-2 с, после чего осуществляют обработку плазмоактивированного шунгита биоактивной суспензией, содержащей бактерии Bacillus pasteurii.

Пример 4

Подготовка сырьевых материалов заключалась в активации пористого заполнителя - диатомита (состав 9 табл. 1) непосредственно в генерируемой области низкотемпературной неравновесной плазмы со следующими характеристиками: E/N=15×10-16 В⋅см2, время обработки составляло 10-2 с, после чего осуществляют обработку плазмоактивированного диатомита биоактивной суспензией, содержащей бактерии Escherichia coli.

Для придания функции самовосстановления строительных материалов в процессе эксплуатации осуществляется введение модифицированного заполнителя, дополнительно обработанного суспензией, содержащей биоактивный материал, в качестве которого используют клетки различных как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий Sporosarcina pasteurii, Bacillus pasteurii, В. cohnii, В. sphaericus, В. pseudofirmus, В. cohnii, В. halodurans, B. subtilis, В. megaterium, B. alkalinitrilicus, Pseudomonas putida, Escherichia coli, которые хорошо известны своей способностью участвовать в образовании карбоната кальция [3-5].

Формовочную смесь для ячеистых бетонов получали на основе соответствующих составов сухих смесей и воды затворения в смесителе с последующей заливкой в формы и дальнейшей выдержкой образцов в нормальных условиях.

Определение свойств ячеистых бетонов, полученных на основе составов сухих смесей составов 1-9, проводилось в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-2012.

Отличительной особенностью и преимуществом разработанного способа является использование для получения эффективных самовосстанавливающихся строительных материалов и изделий пористых заполнителей с модифицированной поверхностью непосредственно в области генерирования плазмы с их последующей обработкой биоактивной суспензией, содержащей бактерии.

При использовании сорбционных свойств силикатсодержащих горных пород, таких как диатомиты, цеолиты, шунгизиты и другие глинистые породы, получают строительные материалы и изделия с повышенными прочностными показателями за счет активации заполнителя и придания изделиям повышенных сорбционных свойств, которые могут быть применены для очистки среды от вредных газообразных примесей, а также для повышения комфорта пребывания в помещениях.

Значительно расширить область применения природных сорбентов позволяет применение различных способов модификации для целенаправленного изменения их свойств для решения задачи использования эффективных пористых заполнителей в бетонах, в том числе и ячеистых.

Источники информации

1. Лебедев П.П., Ольшевский М.В. Способ механоактивации и измельчения материалов. Патент на изобретение РФ №2400303 С1 от 27.09.2010.

2. Химическая энциклопедия. В 5 т.: т. 2: Даффа-Меди. / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др. - М.: Сов. энцикл., 1990, с. 270.

3. Salmabanu L., Suthar G. A review paper on self healing concrete // J Civ Eng Res, 2015, 5(3), 53-58.

4. Dhami NK., Reddy MS., Mukherjee A. Biomineralization of calcium carbonates and their engineered applications: a review // Front Microbiol. 2013; 4: 1-13.

5. Andalib R. et al. Durability improvement assessment in different high strength bacterial structural concrete grades against different types of acids // Sadhana, 2014, 39(6), 1509-1522.

Способ получения плазмобиомодифицированных пористых заполнителей из силикатсодержащих горных пород, включающий активацию минерального сырья холодной плазмой, отличающийся тем, что указанную активацию осуществляют непосредственно в генерируемой области низкотемпературной неравновесной плазмы со следующими характеристиками: E/N=15×10-16 В⋅см2, где E - напряженность электрического поля, N - суммарная концентрация частиц плазмы, в течение 10-2 с с последующей обработкой биоактивной суспензией, содержащей бактерии.



 

Похожие патенты:

В настоящем документе описаны цементные композиции и способы применения цементных композиций в подземных пластах. В одном из вариантов реализации изобретения предложен способ цементирования в подземном пласте, включающий: обеспечение цементной композиции, содержащей воду, пуццолан, гашеную известь и цеолитный активатор; и обеспечение возможности схватывания цементной композиции в подземном пласте, причем цеолитный активатор расположен на поверхности пуццолана.

Группа изобретений относится к покрытой частице активных ингредиентов, способу ее изготовления и применению в качестве добавки к строительным смесям, сухим строительным смесям, цементным растворам и/или бетонам.

Раскрыта система и способ получения волокнистых матов. В соответствии с изобретением непрерывные отрезки нити предварительно покрывают расплавленным термопластиком.

Группа изобретений относится к строительству, в частности к области, включающей цементные композиции. Способ изготовления цементной композиции, включающий введение в процессе производства цементной композиции продукта, содержащего смесь наполнителя, содержащего крупнодисперсный карбонат кальция, и ультрадисперсного наполнителя, причем наполнитель, содержащий крупнодисперсный карбонат кальция имеет значение d50, составляющее более 6 мкм, и ультрадисперсный наполнитель имеет значение d50, составляющее от 1 мкм до 6 мкм, и удельную поверхность по Блейну, составляющую более чем 1000 м2/кг, и причем вводят от 0,5 до 25 % сухой массы ультрадисперсного материала в расчете на полную сухую массу наполнителя, содержащего крупнодисперсный карбонат кальция, и ультрадисперсного наполнителя.

Изобретение относится к способу изготовления композиций или систем цемента, строительного раствора, бетона для использования в строительстве. Цементная композиция содержит наполнитель, содержащий карбонат кальция, поверхность которого обработана средством для обработки, содержащим по меньшей мере один суперпластификатор и по меньшей мере один пластификатор, при этом соотношение между суперпластификатором и пластификатором составляет от 95/5 до 85/15 в расчете на массу сухих материалов.

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к способу приготовления керамзитобетона на активированном керамзитовом гравии. Способ приготовления керамзитобетона включает замачивание гранул керамзитового гравия в водном насыщенном растворе гидроокиси кальция Са(ОН)2, выкладывание смоченных гранул керамзитового гравия на решето для стекания с них раствора до наступления состояния каплепадения, обработку смоченных гранул струями сжатого углекислого газа CO2 попеременно с обработкой струями водяного пара с получением на их наружных поверхностях активных оболочек из гидроокиси кальция Са(ОН)2 и карбоната кальция СаСО3, перемешивание цемента, активированных гранул керамзитового гравия, строительного песка и водного насыщенного раствора гидроокиси кальция Са(ОН)2, виброформование керамзитобетонной смеси в пресс-формах, внутренние поверхности которых предварительно опыляют водным насыщенным раствором гидроокиси кальция Са(ОН)2.

Изобретение относится к способу изготовления композиций цемента, строительного раствора, бетона. Способ приготовления цементной композиции включает в процессе производства цементной композиции введение в нее наполнителя, содержащего карбонат кальция, поверхность которого обработана средством для обработки, содержащим по меньшей мере один суперпластификатор и по меньшей мере один пластификатор, при этом соотношение между суперпластификатором и пластификатором составляет от 95/5 до 85/15 в расчете на массу сухих материалов.
Изобретение относится к области производства заполнителей. Способ изготовления заполнителя для бетона включает подготовку массы на основе легкоплавких глин, способных вспучиваться в условиях термической обработки, ее увлажнение до 17-26%, формование гранул, нанесение на поверхность отформованных гранул слоя пыли, образующейся при переработке льна, сушку гранул до влажности 1-6%, обжиг гранул при температуре 1100оС, охлаждение гранул до температуры 20-50оС.
Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к производству искусственных пористых заполнителей с развитой контактной поверхностью из кремнистых пород для легких бетонов, теплоизоляционных засыпок и других изделий.
Изобретение относится к производству пористых заполнителей, которые могут быть использованы в качестве декоративной и теплоизоляционной засыпки. В способе производства пористого заполнителя, предусматривающем приготовление керамического литейного шликера, погружение в шликер частиц заполнителя, их сушку и обжиг, в качестве заполнителя используют необожженный керамзитовый гравий фракции 20-40 мм, сушку осуществляют до влажности не более 6%, обжиг при температуре 900-1100°С, причем шликер имеет следующий состав, мас.%: глина монтмориллонитовая 35 или 40, вода 45 или 50, кварцевый песок 5 или 10, окрашивающая добавка 5 или 10.

Изобретение относится к производству гранулированных материалов сферической формы, которые могут быть использованы в строительной, лакокрасочной и других отраслях промышленности, например при буровых работах, в качестве теплоизоляционной засыпки, для гранулирования пеносиликатов, комбикормов и пр.

Настоящее изобретение представляет способ для изготовления песчаной композиции для использования в гидратируемых вяжущих, в которой частицы промышленно изготовленного песка предварительно обработаны поликатионным соединением, смягчающим влияние глины, и смешаны с частицами природного песка, которые промыты для удаления фракции очень мелких частиц так, чтобы, по меньшей мере, 90% частиц природного песка оставалось на сите в 75 микрон.

Изобретение относится к получению и составу активированного армированного минерального порошка и может быть использовано в дорожном строительстве при приготовлении асфальтобетонной смеси.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения силикатных стеновых изделий - силикатного кирпича, плиток, блоков, стеновых панелей и т.п., подвергающихся автоклавной обработке при твердении.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения силикатных стеновых изделий - силикатного кирпича, плиток, блоков, стеновых панелей и т.п., подвергающихся автоклавной обработке при твердении.
Изобретение относится к дорожному строительству, в частности к производству минерального порошка для асфальтобетонной смеси. Технический результат - повышение гидрофобности минерального порошка, снижение набухания порошка и повышение предела прочности асфальтобетона на его основе.
Изобретение относится к составам минерального порошка и может быть использовано для получения асфальтобетонной смеси. Технический результат - повышение водостойкости.
Изобретение относится к составам минерального порошка и может быть использовано для получения асфальтобетонной смеси. Технический результат - повышение водостойкости, адсорбционной активности.

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к получению гидрофобных сыпучих композиций, используемых в промышленности строительных материалов для гидроизоляции элементов зданий и сооружений, фундаментов, элементов гидротехнических устройств.

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности строительного щебня, для дальнейшего применения в гражданском и дорожном строительстве. Способ приготовления известнякового строительного щебня включает предварительный нагрев известнякового строительного щебня до температуры 50-60°С, пропитку нагретого щебня в водном растворе лигносульфонатов в соотношении лигносульфонаты:вода соответственно 1:(8-12) при интенсивном перемешивании в течение 20-30 мин, последующую сушку щебня при температуре 100-110°С до постоянной массы. Технический результат – повышение прочностных характеристик известнякового строительного щебня при одновременном сокращении времени пропитки и снижении энергозатрат. 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может использоваться для получения эффективных самовосстанавливающихся строительных растворов, бетонов, в том числе и ячеистых, сухих строительных смесей с использованием плазмобиомодифицированных силикатсодержащих горных пород, выбранных из диатомитов, цеолитов, шунгизитов, а также в качестве сорбентов. В способе получения плазмобиомодифицированных пористых заполнителей из силикатсодержащих горных пород осуществляют активацию минерального сырья непосредственно в генерируемой области низкотемпературной неравновесной плазмы со следующими характеристиками: EN15×10-16 В⋅см2, где E - напряженность электрического поля, N - суммарная концентрация частиц плазмы, в течение 10-2 с с последующей обработкой биоактивной суспензией, содержащей бактерии. Технический результат – получение пористых заполнителей для строительных материалов и изделий с самовосстанавливающимся эффектом, упрощение технологии активации и повышение эксплуатационных характеристик. 2 табл., 4 пр.

Наверх