СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Вход или Регистрация

ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Научно-техническая библиотекаНаучно-техническая библиотека SciTecLibrary
 
Авторские Изобретения ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ОБРАБОТКЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ СВЕРХКРИТИЧЕСКИМ ДИОКСИДОМ УГЛЕРОДА

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ОБРАБОТКЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ СВЕРХКРИТИЧЕСКИМ ДИОКСИДОМ УГЛЕРОДА

 

© Андрей Брункин
 

Контакт с автором: 28351@zos-v.ru

 

Изобретение относится к способу обработки бетонной смеси и к устройству для его проведения в среде суб- и сверхкритического диоксида углерода и может найти применение в промышленности строительных материалов при получении теплоизоляционных и конструкционных изделий для надземных, подземных и гидротехнических сооружений.

__________________________________________________________


Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в повышение прочности, долговечности, износостойкости и морозостойкости теплоизоляционных и конструкционных изделий. Предложенные технологические и технические решения обработки бетонной смеси позволя­т снизить водоцементное отношение, расход цемента, улучшить удобоукладываемость, водонепроницаемость и уменьшить усадку бетонной смеси. Устройство для обработки бетонной смеси обеспечивает возможность создания непрерывно действующей установки с высоким уровнем управляемости и устойчивости всех заданных параметров процесса. Технический результат достигается тем, что скоростное смешение потока бетонной смеси на основе вяжущего, заполнителя и модифицирующей добавки в среде суб- и сверхкритического диоксида углерода создаёт условия для проведения ускоренной карбонизации во всей массе бетонной смеси.


Диоксид углерода превращается в сверхкритический флюид при давлении более 7,3 МПа и температуре более 31 0C. Высокая скорость переноса сверхкритического диоксида углерода обусловлена его низкой вязкостью, высокой проницающей способностью и растворимостью на порядок больше традиционных растворителей. При расширении сверхкритический диоксид углерода диффундирует в малейшие поры как газ, с другой стороны из-за того что сверхкритический диоксид углерода обладает высокой плотностью как у жидкости, он может растворять многие вещества и уносить их.


Для ускоренной карбонизации бетонной смеси диоксид углерода переводят в суб- и сверхкритическое состояние, для чего диоксид углерода сжимают до суб- и сверхкритического давления и нагревают до суб- и сверхкритической температуры. Объединение предварительно подогретых потоков бетонной смеси и суб- и сверхкритического диоксида углерода в струйном смесителе при турбулентном режиме движения частиц позволяет значительно интенсифицировать взаимодействие цемента с водой, повысить однородность бетонной смеси, разрушить слипшиеся комки цемента и оболочки из новообразований на поверхности цементных зерен..
Известно, что при твердении цемента химически соединяется с цементом только 15-20 % количества воды по отношению к весу цемента. Но в состав бетонной смеси приходится вводить в пределах 45-65 % количество воды для придания бетонной смеси удобоукладываемого состояния для образования подвижного цементного теста, которое смазывает поверхность песка и каменных материалов. Избыточное количество воды затворения отрицательно влияет на капиллярную пористость бетона, раздвигает частицы песка и каменных материалов в составе бетона и увеличивает объем пустот. Излишек воды по сравнению с количеством, необходимым для химических реакций разбавляет цементный клей и понижает его прочность, что также уменьшает и плотность бетона.


В предлагаемом способе обработки бетонной смеси карбонизация происходит в среде суб- и сверхкритического диоксида углерода происходит по всей её массе и достигает химически стабильного условия примерно за две минуты. Химически этот процесс конвертирует гидроксид цемента в карбонат, с водой в качестве побочного продукта. В естественных условиях эта химическая реакция тоже происходит, но это может занять тысячи лет.


В сверхкритическом состоянии плотность диоксида углерода достаточна для того, чтобы растворять до 10-12 % воды. При карбонизации сверхкритический диоксид углерода экстрагирует молекулы воды из цементной матрицы, что уменьшает количество структурированной адсорбционно-связанной воды. Рабочая схема установки позволяет многократно пропускать через рабочий объем фиксированное количество газа, одновременно освобождая его от экстрагируемой из бетона воды.
На начальной стадии твердения продукты гидратации в основном состоят из геля, который не препятствует усадке. По окончании индукционного периода происходит интенсивное структурообразование, при этом промежуток времени между индукционным периодом и его переходом в кристаллизационную фазу, соответствующий схватыванию вяжущего значительно меньше, чем для теста на исходном портландцементе, что свидетельствует о высокой интенсивности роста прочности цементного камня и бетонов. В полученных бетонных изделиях быстрее происходит процесс закрепления полученного фазового состава бетона в естественных условиях и предотвращение развития деструктивных процессов в твердеющем бетоне без дополнительной тепловой обработки и уплотнения.


Возможно применение данного способа обработки бетонной смеси для получения плотных, поризованных, ячеистых и крупнопористых бетонов на основе одновременного использования в изделии двух и более различных модифицирующих добавок. В качестве заполнителя рекомендуется использовать строительный песок или минеральные кремнесодержащие отходы производства с крупностью зёрен размером 0-5 мм.


Поскольку сверхкритический диоксид углерода легко растворяет многие вещества, с его помощью можно вносить различные растворенные вещества в толщу бетонной смеси, получая, например, новые композиционные материалы: гибрид бетона с полимером, латексом, битумной эмульсией и т.д. Импрегнированные полимерами структуры лучше способны сопротивляться удару и силам воздействия, и могли бы быть полезными для ряда новых строительных материалов, начиная с дорожных ограждений, зданий и заканчивая автомобильными корпусами. Обработанный бетон имеет низкое количество пор в матрице, в которой нет седиментации твердых компонентов, при этом глубина гидратации частиц вяжущего в затвердевшем микробетоне выше, чем у бетона, полученного при обычных условиях твердения. Новый метод обработки позволит получить упругий материал с высокими эксплуатационными качествами, увеличить его химическую устойчивость и удлинить срок службы изделий, по меньшей мере, в два раза.


Предложенное изобретение прошло формальную экспертизу в ФИПС.


Возможны различные формы сотрудничества:: договор, лицензионное соглашение и т.д.


 

Дата публикации: 21 января 2009
Сделать запрос по интересующему вас изобретению

Назад

 
О проекте Контакты Архив старого сайта

Copyright © SciTecLibrary © 2000-2017

Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека SciTecLibrary. Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004.