EA021885B1 - Цементная композиция, которая содержит допа-меланин в качестве добавки, со значительно улучшенными физико-химическими и бактериологическими свойствами - Google Patents

Цементная композиция, которая содержит допа-меланин в качестве добавки, со значительно улучшенными физико-химическими и бактериологическими свойствами Download PDF

Info

Publication number
EA021885B1
EA021885B1 EA201190052A EA201190052A EA021885B1 EA 021885 B1 EA021885 B1 EA 021885B1 EA 201190052 A EA201190052 A EA 201190052A EA 201190052 A EA201190052 A EA 201190052A EA 021885 B1 EA021885 B1 EA 021885B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
cement
melanin
concrete
additive
dopa
Prior art date
Application number
EA201190052A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201190052A1 (ru
Inventor
Артуро Солис Эррера
Original Assignee
Артуро Солис Эррера
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 Артуро Солис Эррера filed Critical Артуро Солис Эррера
Publication of EA201190052A1 publication Critical patent/EA201190052A1/ru
Publication of EA021885B1 publication Critical patent/EA021885B1/ru

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
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/12Nitrogen containing compounds organic derivatives of hydrazine
    • C04B24/128Heterocyclic nitrogen compounds
    • 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
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/12Nitrogen containing compounds organic derivatives of hydrazine
    • C04B24/123Amino-carboxylic acids
    • 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
    • C04B28/02Compositions 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 hydraulic cements other than calcium sulfates
    • 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
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/2092Resistance against biological degradation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)

Abstract

Изобретение предлагает цементную композицию, которая содержит допа-меланин в качестве добавки при максимальном содержании 30% от цемента. Эта добавка замещает воду в капиллярных сетях. Указанная цементная композиция имеет соотношение вода/цемент от 0,2 до 0,4, необязательно она может содержать различные количественные соотношения песка и гравия. Заявляемая цементная композиция образует сильные химические связи и дает повышенную стойкость к вымыванию по меньшей мере на 28% и более высокое упругое сопротивление бетона по меньшей мере на 50%. Ее растрескивание на ранних стадиях очень низкое или практически нулевое. Изобретение также относится к применению допа-меланина в качестве добавки к цементной композиции, которая замещает часть капиллярной воды в цементной композиции, а также к применению допа-меланина в водном растворе (менее чем 3%) в качестве агента для схватывания и выдерживания бетона, таким образом значительно повышается вязкость и стойкость к вымыванию цементной композиции. Таким образом, новая цементная композиция улучшает физико-химические и бактериологические свойства обычного бетона, причем особый интерес представляет значительное увеличение, касающееся сопротивления сжатию и вязкости или относительных сдвигов, при этом данные показатели страдают меньше по сравнению с композицией, содержащей воду. В значительной степени она также повышает, начиная с ранних стадий, объемную стабильность бетона, таким образом усиливая его стойкость к вымыванию, а также коррозионно-стойкость металлических элементов, погруженных в него, поскольку определенно данные элементы значительно защищены от износа.

Description

Настоящее изобретение относится к разработке цементных композиций со значительно лучшими физическими (механическими), бактериологическими и физико-химическими свойствами, чем у обыкновенных композиций, благодаря тому, что этот цементный раствор содержит допа-меланин в качестве добавки.
Предшествующий уровень техники
Обыкновенный бетон получают из трех основных компонентов: цемента, воды и заполнителей, к которым иногда добавляют четвертый компонент. Этот компонент имеет общее название добавки, хотя воздух представляет собой другой компонент.
Химически бетон составлен из четырех наиболее изобилующих в земной коре веществ (силикатов, алюминатов, железа и соединений кальция).
Мы можем разъяснить, что цемент, один из компонентов бетона, использовался с начала 1800-х годов, и с тех пор наиболее применяемым в мире цементом стал портланд цемент.
Цементные композиции могут быть гидравлическими, когда они схватываются и отвердевают при химической реакции с водой, или же они могут быть воздушными, когда они схватываются и отвердевают при контакте с воздухом.
Для обеих цементных композиций начальные желаемые характеристики композиции или свежего бетона представляют собой пластичность, формуемость и легкую сжимаемость. Но этот цементный раствор будет постепенно становиться жестким, принимая вид, поведение и свойства твердого тела, образуя затвердевший бетон.
Следовательно, механическое поведение и износостойкость этого материала в его применении зависит от трех основных аспектов:
1) характеристики состава и свойств затвердевшей цементной матрицы: это включает выбор подходящей цементной композиции, применение подходящего соотношения вода/цемент от 0,2 до 0,4 и возможное применение нужной добавки, с учетом всего вышеуказанного в результате можно получить потенциально надежное качество;
2) качественных заполнителей, соответствующих функциям, которые будет выполнять система, так чтобы они не являлись слабым местом в поведении бетона и в его способности к адекватному и долговременному сопротивлению воздействиям и условиям применения, для которого он предназначен;
3) сродства цементной матрицы к заполнителям и ее способности работать вместе зависит от физических и химических характеристик цемента, минералогического и петрографического состава щебня, который образует заполнитель, и формы, максимального размера частиц и их поверхностной текстуры.
Кроме того, важны физические характеристики, которые вносят вклад во внутреннее качество бетона и которые могут быть измерены; они включают его механическое сопротивление, эластичность, термические характеристики и максимальный размер частиц; что позволяет установить качество цементной композиции в соответствии с национальными и международными стандартами (ΑδΤΜ 1п1сгпа1юпа1. Американское Общество Тестирования и Материалов); т.е. материал, использованный для создания цемента, влияет на легкость, с которой цемент может быть разлит и окончательно обработан, а также на время, которое нужно для его затвердевания, на сопротивление, которое он приобретает, и на хорошее выполнение функций, для которых он был подготовлен.
Далее будет показано, каким образом каждый из компонентов цементной композиции вносит вклад в ее свойства и конкретные характеристики. Различные типы и классы цемента воздействуют на связность бетонной смеси, удобоукладываемость, затвердевание и разливание во время затвердевания, приобретение механического сопротивления, выделение тепла, сопротивляемость к воздействию сульфата, стабильность в размерах (объемные изменения) и химическую стабильность (реакции цементзаполнители). В некоторых отношениях влияние цемента является основным, но в других оно имеет меньшую важность, потому что имеются другие факторы, которые также влияют и воздействие которых является более сильным.
Вода имеет два различных применения в качестве компонента бетона: внутреннее, когда она используется в смеси, и внешнее, когда ее применяют для выдерживания бетона. Хотя в случае таких применений характеристики воды имеют различные воздействия на бетон, желательно применять воду одинакового качества в обоих случаях. Требования к качеству воды, используемой в бетонной смеси, не имеют обязательной связи с бактериологическим аспектом (как в случае питьевой воды), в основном они относятся к ее физико-химическим характеристикам и ее воздействию на свойства и поведение бетона. При нежелательных воздействиях, которые могут проявиться из-за использования неудовлетворительной воды, они могут появиться через короткий промежуток времени (связано со временем затвердевания и начальными сопротивлениями), через средний промежуток времени (с сопротивлениями после 28 и более дней) и через большой промежуток времени (могут заключаться в агрессивном воздействии сульфата, реакции щелочь-заполнитель и обнажении стальной арматуры). Максимальное соотношение количества воды, необходимого для затвердевания, по отношению к количеству цемента составляет 40%. Дополнительная или избыточная вода может присутствовать в пропорции почти на 30% больше, она не фиксирована и занимает определенный объем в форме капиллярных пор в затвердевшей цементной ком- 1 021885 позиции. Чем больше избыточной воды присутствует, тем больше будет количество капилляров в цементном тесте. Когда общее количество капилляров соответствует соотношению вода/цемент (в/ц)=0,7, капилляров так много, что они объединяются и создают проницаемую сеть. Следовательно, если вы добавляете 70 г воды к 100 г цемента (в/ц), первые 20 г химически фиксируются, следующие 20 г фиксируются адсорбцией и остальные 30 г остаются свободными в капиллярной сети.
В обычных гидравлических бетонных смесях заполнители составляют от 60 до 75% от абсолютного объема всех компонентов; поэтому характеристики и свойства заполнителей оказывают столь значительное влияние на соответствующий бетон. Существуют различные материалы, которые с разной частотой сопровождают заполнитель и присутствие которых неприемлемо, например нежелательные мелкозернистые материалы (известь и глина) и органические материалы (гумус и мелкие фрагменты корней, растений или древесины) в числе прочих.
Добавка представляет собой материал, отличный от воды, заполнителей гидравлического цемента и армирующих волокон, и она добавляется к цементному раствору непосредственно перед или во время смешивания (Американский институт бетона, или АС1 116(26)); т.е. добавки к цементу используются с основной целью видоизменить подходящим путем поведение бетона в его свежем состоянии и/или индуцировать или улучшить желаемые свойства затвердевшего бетона. Это приведет к меньшим затратам в результате энергосбережения, например, путем повышения защитных характеристик против замерзания и оттаивания, задержки или ускорения времени затвердевания, и стоит упомянуть, что достигается очень высокое сопротивление.
Некоторые из компонентов цементной композиции могут быть органическими, содержащими в своей структуре азот и/или жирные кислоты, могут быть термопластичными, что в целом повышает силу натяжения и ее гибкость. Вышеперечисленное показано патентами или заявками на патент: МХ/А/2004/010631, ^02006/116387 А2, МХ230744, МХ221807, МХ167038, РА/А/2006/005553, №2004231497, №2001213649, КК20010027978, Ε52030845, ΙΡ11107459, Κϋ2275342. Некоторые цементные композиции включают элементы для предотвращения вымывания (МХ154260, МХ187569, РА/а/2006/005091, 4Р2004231497). Также было описано много других цементных композиций (ОВ 2 398296, №2004224647, ϋδΚΕ37,655, МХ/РА/А/2002/012612, ϋδ6755907, ΏΕ4324190, №2003107025, №4292447, №9296033, МХ 191331, РА/а/1999/008311, МХ160941, РА/а/1999/02182, РА/а/1996/05755, МХ241331, РА/а/1998/09713, МХ253295, МХ/А/2008/003801, ^01995/13995, П001/14277).
Добавки могут быть наночастицами (υδ2008/0242769Α1), могут быть антимикробными (ϋδ 2008/0242769 А1), они могут быть гранулярными, полимерными и /или водорастворимыми, все они добавляются с целью предотвращения загрязнений, повышения упругости, звукоизоляции и адгезивности, в том числе (МХ 238915, №8059325, Е52135634, СН679665, ΏΕ3436215, ΏΕ3143071, ϋδ3042608, υδ6902002). Другие добавки делаются из изношенных материалов (КК20030088716, Εδ2152197, ΏΕ19728164).
Конкретно в этой заявке на патент допа-меланин применяют в качестве добавки с получением положительного эффекта, благодаря особым характеристикам этого компонента.
Давайте вспомним выдающиеся свойства меланина и меланоцита, связанные с водой (меланин на свету диссоциирует воду); эти свойства стали известны сравнительно недавно; таким образом, первые публикации, которые привлекали внимание к данной теме, датируются примерно в 1996 г. Начиная с 1997 г., предложили (δοϊΐδ Неггега, 1997) использовать необычные свойства молекулы меланина для различных промышленных процессов, таких как многоразовые источники энергии, для медицинских целей, и данный документ предлагает использование меланина для улучшения свойств бетона в процессе выдерживания путем улучшения свойств его физического сопротивления, гибкости без существенного уменьшения его механических свойств (вязкости) и стойкость к вымыванию, которое вызывает потери в сцеплении сталь-бетон и номинальном диаметре армирующей стали, что во многих случаях является причиной разрушения в большей или меньшей степени и в прямой или непрямой форме.
Меланин обладает химическими, биохимическими и электронными свойствами, которые не были объяснены, определены, поняты или предсказаны в целом; но одним из них является то, что меланин образует молекулярный кислород и водород, образующийся при фотолизе воды. Это основано на следующей реакции:
По этой причине, чем больше меланина, тем большим количеством молекулярного кислорода и водорода бетон будет обладать так же, как и энергией и высокоэнергетичными электронами для протекания различных химических реакций, которые в норме происходят во всех соединениях, из которых бетон не является исключением.
Цель изобретения
Принимая во внимание, что бетон является вторым веществом (после воды), преимущественно используемым человеком, целью данного изобретения является предоставление новой цементной композиции со значительно повышенными свойствами сопротивления, гибкости (вязкости), плотности и стойкости к вымыванию.
- 2 021885
Подробное описание изобретения
Исходя из опыта производства бетонных смесей с допа-меланином, проанализировали качество цементной композиции в зависимости от характеристик и свойств добавок, используемых в этом изобретении.
Внутренняя структура новой цементной композиции имеет увеличенную плотность (благодаря более высокому молекулярному притяжению) и более высокую гомогенность, что повышает ее гибкость и позволяет избежать областей брака в течение процесса затвердевания.
Эти характеристики связаны со способностью добавки уменьшать количество воздушных пузырьков, погруженных в композицию, и молекулярное отталкивание. Более того, ее способность к объединению (связыванию) облегчает молекулярное сближение. С другой стороны, консистенция цементной композиции более мягкая и значительно более пластичная, она легче обрабатывается и поэтому с ней легче работать.
Другие характеристики, которые зависят от внутренней структуры цементной композиции, представляют собой более высокое сопротивление, гибкость (вязкость) и стойкость к вымыванию, благодаря молекулярному размеру меланина (измеренному в миллионах Дальтон) и присутствию зарядов; по этой причине добавка может быть растворена в воде при различных концентрациях, но включая концентрации не выше 3 об.% от массы (мас./об.). Эти характеристики, присущие данной композиции, важны в области строительства. Например, для удовлетворения требований к реакции на сейсмические воздействия для различных строений, для которых эти структуры предназначены, становится возможным использование более тонких (пластичных) структурных элементов с меньшими количествами армирующей стали (например, стальных прутьев), что ведет к уменьшению расходов и появлению возможности строить большие пролеты с меньшим количеством структурных элементов (таких как колонны).
Новая цементная композиция имеет свойства стойкости к вымыванию благодаря антикоррозийным свойствам добавки. Поэтому присутствие добавки ингибирует рост микроорганизмов по причине присутствия молекулярного кислорода, образующегося от действия допа-меланина на молекулы воды (в частности, ингибируется рост анаэробных микроорганизмов), так что композиция может быть использована в зонах с высокой влажностью. Также добавка уменьшает агрессивное воздействие различных ксенобиотических веществ, которые откладываются в структуре (и появляются из известных или неизвестных источников, от опасных или вредных веществ), абсорбируются или адсорбируются и позже постепенно освобождаются измененным путем, в большей или меньшей степени, в зависимости от каждого вещества, его соотношения структура/активность или присутствия сульфгидрилов в числе прочих.
Большая стабильность цементной композиции по данному изобретению также обусловлена внутренними свойствами допа-меланинового буфера, который защищает от температурных или кислотнощелочных воздействий среды, что препятствует повреждению композиции и в конечном итоге разрушению структуры в целом. С другой стороны, композиция, которая обладает активностью допа-меланина, дает более совершенную структуру, потому что она способна образовывать большое количество высокоэнергетичных электронов и молекулярного кислорода и водорода в сочетании с ее способностью абсорбировать различные вещества в большом количестве. Это создает структуру с большой эффективностью, обусловленной новой композицией, способную быстро отвечать на различные воздействия (отрицательные воздействия, резкие изменения, агрессивные вещества) окружающей среды, обстановки или каждодневные, которые являются следствием напряжений или изменений в них самих (моменты), что ведет к разрушению структуры, связанному со старением. Это означает, что структура, сформированная из композиции с большим содержанием допа-меланина, будет иметь большее сопротивление к биохимическим и физическим агрессивным воздействиям по сравнению с бетоном с меньшим количеством добавки.
У нового бетона наблюдаются и другие характеристики, отличные от обычного бетона. Например, что касается внешнего вида, он имеет более темный цвет, что приятнее на вид. Известно, что бетоны, имеющие добавку, не имеют запаха, в отличие от обычных бетонов, что может быть объяснено тем, что допа-меланин образует ковалентные связи с тиолами, веществами, которые относятся к молекулам, которые наиболее часто связаны с ароматическими соединениями.
С другой стороны, рассматривая обычную реакцию тепловыделения бетона, заметную, когда они применяются, в бетоне с добавкой меланина температурные изменения менее выражены, что означает, что реакции более стабильны, потому что происходит меньше потерь энергии в форме тепла. Поскольку допа-меланин позволяет, чтобы большее количество энергии использовалось в различных типах химических связей, поэтому этот бетон холоднее, когда его трогают. Его большая удобоукладываемость позволяет получить более тонкое и точное финиширование с большей пригодностью к опалубке или к форме для его отливки, поскольку ему легче принимать их форму с меньшей дополнительной обработкой, такой как вибрация.
Явление, известное как дренирование (расслаивание на тесто и каменные заполнители), сильно уменьшается, когда применяется добавка, благодаря тому, что процессы вибрации применяют меньше и реже, чем для обычного цемента.
Композиция обладает большей связностью, что в случае финиширования позволяет получить более однородную, эстетичную и приятную на вид и на ощупь поверхность, приложив намного меньше усилий
- 3 021885 или работы.
Одно из применений, которые дает данная цементная композиция, связано со зданиями, имеющими отношение к излучению гамма-лучей (например, центральные атомные станции), композиция способна поглощать радиацию благодаря присутствию допа-меланина. По этой причине, несмотря на то что стены будут на 50% тоньше по сравнению с построенными из обычного бетона, изоляция от этого смертельного излучения явяляется намного более эффективной.
Соотношение структура/активность поверхности раздела бетона/добавки позволяет использовать его в качестве самовыравнивающегося бетона, что в ряде случаев, таких как тротуары, представляет большую экономию в смысле квалификации, требуемой для лучшего финиширования, которая в случае меланина будет намного ниже.
Что касается воздействия солнечных лучей, то структуры, построенные с применением новой цементной композиции, при отвердении будут иметь более однородную температуру, несмотря на разницу в солнечном облучении, которое они получают в отношении областей, подверженных действию большего или меньшего количества солнечных лучей. Химическая реакция имеет меньшую разницу в температурах в цементной композиции, образуя намного более адекватную структуру для целей, на которые она рассчитана. Химическая стабильность, придаваемая бетону допа-меланином, также обусловливает преимущества, относящиеся к процессу отвердения, потому что температура отвердения более стабильна, в действительности преимущества имеют место с момента внесения добавки, а также когда она добавляется во время отвердевания (внешнее увлажнение), с целью более постепенного уменьшения диапазона влажности; что в результате дает затвердевший бетон с лучшими свойствами.
Суммируя: допа-меланин применяют в цементных композициях в качестве добавки, что обеспечивает замечательные характеристики, такие как:
a) антикоррозийные:
при применении в отношении бетона добавка предотвращает окисление пассивационных слоев в армирующей стали, что избавляет от последующих повреждений элементов в результате коррозии или воздействия плохой погоды;
при этом сталь сохраняет свои геометрические свойства, не подвергаясь воздействию ржавчины, вызванной реакцией кислорода со сталью с ее различными легирующими добавками;
она может найти применение в местах, где наблюдается высокое воздействие щелочей и влажности окружающей среды.
b) она улучшает механические свойства:
когда добавку включают в смеси цемент-песок и цемент-гравий-песок, она вызывает бурную экзотермическую реакцию, при этом сжатие бетона значительно уменьшается и растрескивание на ранних стадиях очень мало или почти не происходит;
создаются сильные химические связи, и при этом повышает прочность на сжатие, таким образом его пустотное соотношение низкое, при этом получают более плотный элемент. Это означает: плотность и объемная стабильность значительно выше, что делает его более предсказуемым;
в то же время добавка интенсифицирует механические свойства при боковых нагрузках, повышая диапазон гибкости, и, как следствие, получается меньше повреждений в элементах (пластичность);
уменьшает поперечные секции элементов и количество стали, требуемой для определенных нагрузок смещения;
внесение большого количества добавки в смесь в пассивационный слой пластических шарниров повышает ее способность к вращению и образованию шарниров для диссипации энергии во время землетрясений;
c) улучшает финиширование элементов:
добавки допа-меланина в водном растворе, будучи внесены в смесь цемент-песок и цемент-гравийпесок, существенно уменьшают образование пустот, обычно образующихся при смешении с водой. В результате образуется текстура, приятная на вид;
требует меньшей вибрации во время литья элементов, уменьшая возможную сегрегацию в смеси и, как следствие, дренирование в бетоне;
одно из преимуществ, обеспечиваемых добавкой для цементной композиции, является то, что обеспечивается сооружение:
a) соединений бетонных монолитов;
b) глубоких фундаментов;
c) элементов, подвергаемых воздействию высокой относительной влажности или погружаемых в водную среду;
ά) поперечных стенок в зданиях из монолитного бетона;
е) бетонных элементов в зданиях, расположенных в областях с высоким напряжением сдвига (сейсмических зонах);
Г) элементов, которые требуют сложных форм и тонкой отделки.
Когда она свежая, цементная композиция по изобретению достигает большой плотности, она более однородна, стабильна, гибка, имеет более высокую жидкотекучесть и лучшую удобообрабатываемость.
- 4 021885
Эти характеристики проявляются намного быстрее, чем в обычной цементной композиции. Это означает, что ее затвердевание значительно ускоряется, благодаря наличию большей энергии, несомой водородом, который появляется в результате диссоциации воды, вызванной допа-меланином. Это позволяет химическим реакциям, которые соответствуют целому (бетона), протекать более эффективным путем, благодаря большему наличию водорода и его значительным энергетическим зарядам. Напомним, что водород представляет собой энергетический носитель, в наибольшей степени используемый природой во Вселенной. Указанные характеристики ведут к получению более основательно затвердевающей цементной композиции с большей стойкостью к вымыванию, с большей способностью ингибировать рост микроорганизмов, более стабильной температурой, со способностью абсорбировать электромагнитные излучения с большей длиной волны (включая гамма-лучи), она имеет более темный цвет, не имеет запаха и приятна на ощупь и на вид. Вышеупомянутое связано с различными молекулами воды в присутствии допамеланина, так как, например, испарение сильно уменьшается.
В данном изобретении заявлена цементная композиция, которая включает допа-меланин в качестве добавки, в максимальном содержании 30% от бетона, указанная добавка замещает воду из капиллярных сетей, данная композиция имеет соотношение вода-цемент от 0,2 до 0,4, но не ограничиваясь этим соотношением, и необязательно она может содержать гравий и песок в разных пропорциях; указанная цементная смесь образует сильные химические связи (благодаря большему наличию энергии, привносимой водородом) и имеет повышенную стойкость к вымыванию по крайней мере на 28% и более высокое упругое сопротивление по крайней мере на 50% с низким или почти нулевым растрескиванием в течение ранних стадий.
Настоящее изобретение также относится к применению допа-меланина в качестве добавки к цементной композиции, которая замещает капиллярную воду в цементной композиции. А также к применению допа-меланина в водном растворе в содержании менее 3% (но не ограничиваясь этим) в качестве агента для схватывания (затвердевания) и выдерживания цемента, существенно улучшающего гибкость, сопротивление и стойкость к вымыванию цементной композиции. Подводя итог, допа-меланин существенно улучшает физико-химические и бактериологические свойства бетона.
Примеры
Изготавливали цементную композицию с применением допа-меланина в качестве добавки, данную добавку химически синтезировали с непрозрачным черным цветом и абсолютно жидкой консистенцией.
Она была синтезирована в соответствии с высокими стандартами качества органических соединений. Добавку применяли с замещением части воды в композиции, не нарушая соотношения вода/цемент, которое было предварительно рассчитано для сопротивления, требуемого композицией.
Тесты на сжатие проводились на цементных плитах и тесты на изгиб образца на цементных композициях с допа-меланином и образцах без допа-меланина. Тесты на сжатие, примененные к цементным плиткам, оценивались по среднему значению для серии из трех образцов цемента с допа-меланином и по среднему значению для серии из двух образцов цемента без допа-меланина.
Результаты показывают, что цемент с допа-меланином дает максимальное сопротивление 326,14 кг/см2, а цемент без допа-меланина дает максимальное сопротивление 274,69 кг/см2; цемент с допа-меланином выдерживает по крайней мере на 25% больше максимальной приложенной нагрузки по сравнению с цементом без допа-меланина и сопротивление возрастает по крайней мере на 28% по сравнению с цементом без допа-меланина.
Тесты на изгиб проводились на образцах цемента с допа-меланином и цемента без допа-меланина, в следующей таблице приведены средние значения для четырех протестированных образцов цемента с допа-меланином и трех образцов без допа-меланина.
- 5 021885
Тип образца Возраст (дни) Длина (см) Ширина (см) Площадь (см2) Максимальная применяемая нагрузка, кгс Отсчет по шкале (мм)
Цемент с допа- меланином 30 дней 3,90 19,87 20,00 163,69 0,495
Цемент без допа- меланина 30 дней 3,86 19,80 19,73 150,92 0,486
Цемент с допа-меланином выдерживает максимальную нагрузку 163,69 кгс, скажем, он выдержал, по крайней мере на 30% больше максимально приложенной нагрузки по сравнению с цементом без допамеланина. Кроме того, растрескивание на ранних стадиях очень низкое или практически нулевое по сравнению с обычным цементом.
Сразу после приготовления композиций легко заметить разницу между ними, поскольку смесь с допа-меланином имеет тенденцию стабилизироваться быстрее по сравнению со смесью с водой, потому что последняя требует на 20% больше цемента для того, чтобы достичь стабильности допа-меланиновой композиции. Данное увеличение представляет собой скорость схватывания, характеристику, которая имеет соответствующие практические применения, например когда применяется в зонах с высокой относительной влажностью.

Claims (3)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Цементная композиция, включающая допа-меланин в качестве добавки при максимальном содержании 30% от цемента, указанная добавка замещает капиллярную воду в цементной композиции; где указанная цементная композиция имеет соотношение вода/цемент, составляющее от 0,2 до 0,4.
  2. 2. Применение допа-меланина в качестве добавки к цементной композиции для замещения части капиллярной воды в указанной цементной композиции.
  3. 3. Применение водного раствора допа-меланина, содержащего менее 3% допа-меланина, в качестве агента для схватывания и выдерживания бетона.
EA201190052A 2008-11-28 2008-11-28 Цементная композиция, которая содержит допа-меланин в качестве добавки, со значительно улучшенными физико-химическими и бактериологическими свойствами EA021885B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/MX2008/000165 WO2010062155A1 (es) 2008-11-28 2008-11-28 Mezcla cementante con propiedades fisicoquímicas y bacteriológicas significativamente mejoradas que contiene dopamelanina, sus precursores, sus análogos o sus derivados como aditivo

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201190052A1 EA201190052A1 (ru) 2012-02-28
EA021885B1 true EA021885B1 (ru) 2015-09-30

Family

ID=42225876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201190052A EA021885B1 (ru) 2008-11-28 2008-11-28 Цементная композиция, которая содержит допа-меланин в качестве добавки, со значительно улучшенными физико-химическими и бактериологическими свойствами

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8691891B2 (ru)
EP (1) EP2371781B1 (ru)
DK (1) DK2371781T3 (ru)
EA (1) EA021885B1 (ru)
HR (1) HRP20131187T1 (ru)
WO (1) WO2010062155A1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11278893A (ja) * 1998-03-26 1999-10-12 Nippon Preston Kk 廃棄物の再処理方法
JP2001026474A (ja) * 1999-07-14 2001-01-30 Taiheiyo Cement Corp 高強度コンクリート
KR20010027978A (ko) * 1999-09-17 2001-04-06 이승우 고밀도로 발포가공된 에틸렌비닐아세테이트 합성수지를 이용한 경량벽돌 및 그 제조방법
KR20030059512A (ko) * 2001-12-29 2003-07-10 주식회사 금강고려화학 부산물을 이용한 수지 미장 모르타르 조성물
JP2006027995A (ja) * 2004-07-15 2006-02-02 Masao Umemoto コンクリートの表面美観改良方法
KR20080032925A (ko) * 2006-10-11 2008-04-16 주식회사 금륜 바텀애시를 이용한 고강도 방수몰탈 조성물

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3042608A (en) 1961-04-17 1962-07-03 George R Morris Additive for a well servicing composition
DE3005896A1 (de) 1979-03-06 1980-09-18 Grace W R & Co Betonmischung
US4400413A (en) 1980-08-29 1983-08-23 Rohm And Haas Company Acrylic polymer concrete compositions
DE3143071A1 (de) 1981-10-30 1983-05-11 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zum herstellen von blockfesten, in wasser redispergierbaren polymerisat-pulvern durch verspruehen von waessrigen polymerisat-dispersionen
US4556701A (en) 1984-03-30 1985-12-03 Rohm And Haas Company Impregnant compositions for porous substrates
DE3436215A1 (de) 1984-10-03 1986-04-03 Horst Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Kempin Verfahren zum verfestigen von betonbauwerken, insbesondere von waenden, pfeilern o.dgl. aus ziegelsplittbeton und ein verfestigungsmittel hierfuer sowie auch zum herstellen von filigranen betonwerkteilen in 2-phasen-mischung
DE3869410D1 (de) 1988-09-14 1992-04-23 Verein Deutscher Zementwerke E Verfahren zur herstellung eines gegenueber einer organischen fluessigkeit undurchlaessigen betons.
CH679665A5 (en) 1990-08-09 1992-03-31 Holderbank Bauchemie Adhesion promoter and mortar additive
JPH0761886B2 (ja) 1991-03-19 1995-07-05 石井 堯 柔軟性に優れた複合材料
DE4324190A1 (de) 1993-07-13 1995-01-19 Konrad Schaefer Kunststein, insbesondere Kunststeinplatte für Radwege
AU1070495A (en) 1993-11-18 1995-06-06 Joseph Davidovits Geopolymeric cement and methods for preparing same
DE4429147A1 (de) 1994-08-17 1996-02-22 Glatt Ingtech Gmbh Verfahren zur Herstellung von granulierten Zusatzstoffen für Baustoffe
JPH0859325A (ja) 1994-08-24 1996-03-05 Ajinomoto Co Inc レジンコンクリート組成物
JP3585640B2 (ja) 1996-04-30 2004-11-04 ジャパンコンポジット株式会社 レジンコンクリート用組成物およびレジンコンクリート
US5851265A (en) 1996-09-03 1998-12-22 Monsanto Company Selective removal and recovery of sulfur dioxide from effluent gases using organic phosphorous solvents
DE19728164A1 (de) 1997-07-02 1999-01-07 Leonhardt Bau Gmbh Verfahren zur Herstellung von Füllstoffen aus hochpolymeren Abfällen und deren Verwendung
US5922124A (en) 1997-09-12 1999-07-13 Supplee; William W. Additive for, method of adding thereof and resulting cured cement-type concreations for improved heat and freeze-thaw durability
JPH11107459A (ja) 1997-10-02 1999-04-20 Tokyo Line Kk 瓦固定材並びにその製造方法
FR2778654B1 (fr) 1998-05-14 2000-11-17 Bouygues Sa Beton comportant des fibres organiques dispersees dans une matrice cimentaire, matrice cimentaire du beton et premelanges
US6184287B1 (en) 1999-01-26 2001-02-06 Omnova Solutions Inc. Polymeric latexes prepared in the presence of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonate
US6329437B1 (en) 1999-04-28 2001-12-11 Irvin G. Vincent Materials for construction engineering based on recycled or newly made plastic materials, improved building components made for said materials and methods of making same
DE10026413A1 (de) 1999-08-19 2001-12-06 Schultze Kraft Andreas Verfahren zur Herstellung von mit Polymerkunststein beschichteten Betonsteinen
JP3289067B2 (ja) 2000-01-28 2002-06-04 独立行政法人産業技術総合研究所 腐食防止方法
DE10013577A1 (de) 2000-03-18 2001-09-20 Wolff Walsrode Ag Verwendung von Polysacchariden oder Polysaccharidderivaten, die nach Vergelung und Heiß-Dampf-Mahltrocknung mittels Gas- oder Wasserdampftrocknung hergestellt wurden, in Baustoffgemischen
FR2810661B1 (fr) 2000-06-21 2003-06-06 Rhodia Chimie Sa Ciment comprenant des particules anisotropes de polymere, pate cimentaire, materiau consolide, preparation et utilisations
JP2003107025A (ja) 2001-09-28 2003-04-09 Nobuaki Otsuki コンクリート部材中のマクロセル腐蝕速度算定方法
KR100472925B1 (ko) 2002-05-14 2005-03-08 김현준 아스콘 개질용 첨가재 및 그 제조방법
JP4460223B2 (ja) 2003-01-23 2010-05-12 日の丸カーボテクノ株式会社 コンクリート組成物、コンクリート構造体およびコンクリート添加材
US7494544B2 (en) 2003-01-23 2009-02-24 Bj Services Company Polymer shell encapsulated gas as a cement expansion additive
JP4255290B2 (ja) 2003-01-31 2009-04-15 独立行政法人産業技術総合研究所 硬化促進剤及びそれを用いる方法
GB0321331D0 (en) * 2003-09-12 2003-10-15 Constr Res & Tech Gmbh Accelerator composition for accelerating setting and/or hardening a cementitious composition
CN100548913C (zh) 2003-12-01 2009-10-14 格雷斯公司 含有粗葡萄糖发酵液的水泥组合物及其制备方法
US6902002B1 (en) 2004-03-17 2005-06-07 Halliburton Energy Services, Inc. Cement compositions comprising improved lost circulation materials and methods of use in subterranean formations
US8586090B2 (en) * 2004-10-05 2013-11-19 Albert Einstein College Of Medicine Of Yeshiva University Melanin nanoshells for protection against radiation and electronic pulses
MXPA04010631A (es) 2004-10-27 2006-05-02 Servicios Condumex Sa Composicion de estucos ceramicos para revestimientos de muros para acabados de ornato y proceso de fabricacion.
WO2006116387A2 (en) 2005-04-25 2006-11-02 Mark Ashley Webb Method for increasing the flexibility of concrete
JP4909346B2 (ja) * 2005-06-09 2012-04-04 ヘレラ,アルツロ ソリス メラニン又はその類似物質、前駆体若しくは誘導体を中心電解成分として用いる、水を水素と酸素に分離するための光電気化学的方法
WO2008008934A2 (en) 2006-07-14 2008-01-17 University Of Florida Research Foundation, Inc. Nanomodified concrete additive and high performance cement paste and concrete therefrom

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11278893A (ja) * 1998-03-26 1999-10-12 Nippon Preston Kk 廃棄物の再処理方法
JP2001026474A (ja) * 1999-07-14 2001-01-30 Taiheiyo Cement Corp 高強度コンクリート
KR20010027978A (ko) * 1999-09-17 2001-04-06 이승우 고밀도로 발포가공된 에틸렌비닐아세테이트 합성수지를 이용한 경량벽돌 및 그 제조방법
KR20030059512A (ko) * 2001-12-29 2003-07-10 주식회사 금강고려화학 부산물을 이용한 수지 미장 모르타르 조성물
JP2006027995A (ja) * 2004-07-15 2006-02-02 Masao Umemoto コンクリートの表面美観改良方法
KR20080032925A (ko) * 2006-10-11 2008-04-16 주식회사 금륜 바텀애시를 이용한 고강도 방수몰탈 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
EP2371781A4 (en) 2012-10-17
WO2010062155A1 (es) 2010-06-03
US20110207853A1 (en) 2011-08-25
US8691891B2 (en) 2014-04-08
DK2371781T3 (da) 2014-01-06
EP2371781B1 (en) 2013-09-18
EP2371781A1 (en) 2011-10-05
HRP20131187T1 (hr) 2014-04-11
EA201190052A1 (ru) 2012-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Strength and chloride ion distribution brought by aggregate of basalt fiber reinforced coral aggregate concrete
Güneyisi et al. Improving strength, drying shrinkage, and pore structure of concrete using metakaolin
Afroughsabet et al. Mechanical and durability properties of high-strength concrete containing steel and polypropylene fibers
Shafigh et al. Oil palm shell as a lightweight aggregate for production high strength lightweight concrete
Almusallam et al. Effect of silica fume on the mechanical properties of low quality coarse aggregate concrete
Joa et al. Effect of incorporation of self healing admixture (SHA) on physical and mechanical properties of mortars
Rath et al. Performance of natural rubber latex on calcined clay-based glass fiber-reinforced geopolymer concrete
Supit Utilization of recycled PET plastic waste as replacement of coarse aggregate in pervious concrete
Lu et al. Study on the mechanical properties and microstructure of fiber-reinforced concrete subjected to sulfate erosion
Arum et al. Making of strong and durable concrete
Rahul et al. Durability assessment of Self-Curing high performance concretes containing zeolite admixture
Che et al. Compressive properties and microscopic analysis of engineered cementitious composites after salt freezing
Raja et al. Experimental study on partial replacement of fine aggregate by granite powder in concrete
Poloju et al. Impact of nano silica on strength and durability properties of self-compacting concrete
EA021885B1 (ru) Цементная композиция, которая содержит допа-меланин в качестве добавки, со значительно улучшенными физико-химическими и бактериологическими свойствами
Chen et al. Contribution of fibres to the properties of EPS lightweight concrete
Guettatfi et al. Hydric behavior of adobes stabilized with quicklime, cement and date palm fibers
Hemanth Compressive strength and microstructural properties of lightweight high-strength cement mortar reinforced with eloxal
Kabir et al. Experimental study of conplast SP430 in concrete using selected brands of Portland cement
Toma et al. Early age mechanical properties of cement based mortar with zeolite aggregates
Dash et al. Durability and Water Absorption Properties of Fly Ash Based Pervious Concrete: A Case Study
Imbin et al. Performance of concrete grout under aggressive chloride environment in Sabah
Gyawali Effect of Air-Entrained Agent on Fresh and Hardened Properties of Cement Mortar
Raut et al. Experimental studies on self-compacting concrete using basalt fibre and carbon fibre
Hussein The effect of adding synthetic fibers to some concrete’s properties