PL212663B1

PL212663B1 - Beton lub zaprawa na bazie konopi i zastosowanie betonu lub zaprawy

Info

Publication number: PL212663B1
Application number: PL364426A
Authority: PL
Inventors: Michel Rizza
Original assignee: Bcb
Priority date: 2001-06-21
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2012-11-30
Also published as: FR2826360A1; DK1406849T3; BR0210483B1; CZ20033497A3; BR0210483A; WO2003004435A1; DE60222133T2; DE60222133D1; CZ302954B6; PT1406849E; US20040129182A1; FR2826360B1; JP2005503981A; CN1522234A; PL364426A1; ATE371633T1; EP1406849B1; EP1406849A1; ES2292777T3; US6913644B2

Description

Opis wynalazku

Niniejszy wynalazek swym zakresem technicznym obejmuje tak zwany beton lub zaprawę murarską na bazie konopi [ang. hemp concrete or mortar], to jest takie, które zawierają pewne analogi konopi lub łodygi konopi i/lub innych składników konopi takich jak włókna, włókienka, pył konopi i proszek z konopi, określone w dalszej części opisu mianem „składniki oraz zastosowanie betonu lub zaprawy na bazie konopi.

Te odmiany betonu lub zaprawy murarskiej są przeznaczone do wszystkich zastosowań w budownictwie i robotach publicznych tzw. BTP (Building & Public Works) oraz w każdym gospodarstwie domowym oraz wszędzie tam, gdzie powszechnie stosuje się beton lub zaprawę murarską.

Trzeba przypomnieć, że zaprawa murarska składa się z mieszaniny spoiwa takiego jak wapno, cement lub tym podobne i kruszywa (kruszyw) takiego jak piasek, sproszkowany kamień, rozdrobniony marmur i tym podobny materiał, z wodą. Taką zaprawę murarską stosuje się w budownictwie do wiązania i/lub pokrywania elementów konstrukcyjnych.

Trzeba przypomnieć, że beton jest sztucznym aglomeratem kamyków, żwiru i piasku, połączonych za pomocą wodnego lub niewodnego spoiwa.

Wprowadzanie pochodnych konopi do betonu lub zaprawy murarskiej stanowi bardzo poważny problem z powodu wysoce hydrofilowego charakteru składnika konopiowego. Składnik ten może absorbować wodę lub ciecz na bazie wody w ilości stanowiącej w przybliżeniu nawet do 400% swojej wagi, a tym samym wprowadzając silną reakcję konkurującą z wodą, znajdującą się w zaprawie murarskiej lub betonie.

Jak zostanie dalej pokazane, już dawniej próbowano wykorzystać rozmaite sposoby znane ze stanu techniki do złagodzenia tej poważnej niedogodności, ale nie osiągnięto żadnych sukcesów w zabezpieczaniu otrzymanych betonów lub zapraw murarskich przed wykazywaniem przez nie tej charakterystyki suszenia i wiązania oraz szczególnie niepewnych właściwości mechanicznych. Nie jest to akceptowalne w tej dziedzinie, ponieważ takie wady mogą obejmować trudności z wiązaniem podczas wiązania, możliwe nawet wiązanie z pęknięciami, brak całkowitego wysuszenia betonu lub suszenie przypadkowe/niepewne, i/lub złe lub przypadkowe/niepewne właściwości mechaniczne, i/lub ryzyko powtórnej absorbcji wody z zewnątrz (na przykład wody deszczowej), czemu towarzyszy rozwój mikroorganizmów, zapleśnienie, kruchość przy niskich temperaturach, itp.

Od dawna znane były różne zaprawy murarskie lub betony na bazie konopi, w których składnik konopiowy (szczególnie pakuły) stosowany był jako kruszywo, w całości lub w części.

Jako spoiwo stosuje się obecnie gips, wapno (w tym przypadku stosowano wapno hydrauliczne) i cementy, to jest spoiwa hydrauliczne.

O znaczeniu tych produktów stanowią : bardzo dobra izolacja cieplna i akustyczna, w połączeniu z bardzo dobrą odpornością mechaniczną, oraz wytrzymałością na ściskanie i odprężenia [ang. elastic return], zapewniające bardzo dobre przystosowanie produktu do standardów sejsmicznych.

Te produkty stosuje się w cegłach, brukowcu, ścianach, bardziej lub mniej lekkich betonach, bloczkach z zaprawy murarskiej na bazie konopi, z przeznaczeniem do użytku we wszystkich rodzajach BTP i gospodarstwie domowym.

Jednakże wykazują one poważne defekty, dotykające dużą część przemysłu, których mimo wielu wysiłków nie udało się przezwyciężyć. Dlatego zainteresowany tym przemysł dostosowywał się do dobrze znanych poważnych wad takich produktów jak defekty suszenia i podobne defekty.

Dlatego też ciągle istnieje wielka i uznana potrzeba aby betony i zaprawy murarskie nie miały więcej tych znaczących, nawet poważnych wad, lub tych wykluczających ich użycie zachowując przy tym swoje inne doskonałe własności.

Zachodzi szczególna konieczność odnowienia lub odbudowania historycznych konstrukcji i starych budynków, w której to dziedzinie występowanie betonu lub zaprawy murarskiej ze spoiwem hydraulicznym prowadzi do pęknięć.

Przedmiotem wynalazku jest beton lub zaprawa murarska na bazie konopi, charakteryzujące się tym, że zawierają

a) składnik hydrofilowy, wybrany z grupy składającej się z konopi, lnu i słomy;

b) spoiwo, obejmujące wapno, które zestala się na powietrzu pod wpływem absorbcji dwutlenku węgla po redukcji w fazie wodnej i wspomniane spoiwo zawiera 20-90% wagowo wapna i 10-70% wagowo spoiwa hydraulicznego;

PL 212 663 B1

c) co najmniej jeden dodatek tworzący układ mikrokapilarny, wybrany z grupy składającej się z jednego lub wię cej koloidów roś linnych, koloidów mineralnych, eteryfikowanego galaktomannanu i eteryfikowanych pochodnych guarów przy czym wspomniany dodatek stanowi 0,01% do 2% całkowitej masy spoiwa i dodatek ten skutkuje utworzeniem układu mikrokapilarnego, który obejmuje otwarte i/lub zamknięte tubularne kapilary, zamknięte mikroprzestrzenie, zamknięte mikrokawitacje i/lub zamknięte rurki w rozmieszczeniu i w proporcji i dystrybucji odpowiednim dla zapewnienia aby jakakolwiek woda matrycowa mogła być usuwana na powierzchnię podczas zestalania a następnie suszenia, podczas gdy po suszeniu, woda nie będzie mogła penetrować wspomnianego systemu mikrokapilarnego układu,

d) co najmniej jeden dodatek niezwilżalny przez wodę matrycową, który zabezpiecza przed reabsorbcją wody przez składnik hydrofilowy po jego wysuszeniu, przy czym dodatek niezwilżany przez wodę matrycową jest obecny w ilości od 0,1% do 1% całkowitej masy spoiwa, i przy czym wspomniany dodatek zawiera co najmniej jeden środek niezwilżalny przez wodę i jeden surfaktant, a wspomniany surfaktant jest w ilości od 0,002% do 0,2% całkowitej wagi spoiwa i jest wybrany z grupy składającej się z surfaktantów odpowiednich do stosowania w środowisku neutralnym, surfaktantów odpowiednich do stosowania w środowisku kwasowym i mieszaninie surfaktantów odpowiednich do stosowania w środowisku neutralnym lub kwasowym, przy czym środek niezwilżalny przez wodę wybiera się spośród mydeł metalicznych, maleinianów, oleinianów i stearynianów glinu, magnezu, sodu, litu i/lub silikonianów sodu, pojedynczo lub w mieszaninach.

Korzystnie dodatek tworzący układ mikrokapilarny, obejmuje jeden lub więcej koloidów roślinnych i/lub mineralnych.

Korzystnie beton lub zaprawa posiadają kapilarność rzędu 5 do 15 Angstroemów.

Korzystnie wspomniana kapilarność jest rzędu 8 do 10 Angstroemów.

Korzystnie dodatek tworzący układ mikrokapilarny, skutkuje powstaniem zamkniętych rurek i/lub zamkniętych mas i/lub zamkniętych przestrzeni, zamkniętych mikropęcherzyków i/lub zamkniętych mikrokawitacji.

Korzystnie wspomniany dodatek skutkuje powstaniem zamkniętych rurek.

Korzystnie wspomniane koloidy roślinne wybiera się z grupy składającej się z alginianów, polisacharydów pochodnych skrobi naturalnej, pochodnych skrobi syntetycznej i karagenianów [ang. carragheenates].

Korzystnie wspomniane polisacharydy są koloidami guaru hydroksypropylowego.

Korzystnie wspomnianymi koloidami roślinnymi są karageniany w połączeniu z alginianem wapnia.

Korzystnie dodatek tworzący układ mikrokapilarny, jest co najmniej jednym dodatkiem wybranym z grupy składającej się z eteryfikowanego galaktomannanu [ang. etherified galactomannan] i eteryfikowanych pochodnych guarów [ang. etherified derivatives of guars].

Korzystnie wspomniany surfaktant jest co najmniej jednym surfaktantem wybranym z grupy składającej się z polisulfonianów wapnia, polisulfonianów sodu, polisulfonianów magnezu i lignosulfonianów.

Korzystnie surfaktant dodatkowo zawiera siarczan sodu.

Korzystnie środkiem niezwilżalnym przez wodę jest oleinian sodu.

Korzystnie - dodatkowo zawiera 5-10% wagowo składników pucolanowych.

Korzystnie spoiwo zawiera od 50-80% wagowych wapna i 20-40% wagowych spoiwa hydraulicznego.

Korzystnie wapno jest wapnem palonym, które obejmuje wodorotlenek wapnia i wodorotlenek magnezu.

Przedmiotem wynalazku jest także zastosowanie betonu lub zaprawy murarskiej określonych powyżej do formowania elementów ścian i dachów, które mogą być zarówno odlewane na miejscu lub prefabrykowane w postaci bloczków lub płyt.

Przedmiotem wynalazku jest również zastosowanie betonu lub zaprawy murarskiej określonych powyżej jako powłoki izolacyjnej lub dekoracyjnej.

Przedmiotem wynalazku jest też zastosowanie betonu lub zaprawy murarskiej określonych powyżej do izolacji podłogi.

Reasumując, przedmiotowe rozwiązanie dotyczy zaprawy murarskiej lub betonu na bazie konopi, to jest takich, które zawierają jeden lub kilka składników na bazie konopi, spreparowane tak, że spoiwo składa się co najmniej częściowo z tak zwanego wapna powietrznego, na przykład wapna palonego [ang. burnt lime].

PL 212 663 B1

Jak wiadomo, wapno powietrzne [ang. air lime] stanowi spoiwo, które zestala się w powietrzu, pochłaniając dwutlenek węgla CO2 po redukcji w fazie wodnej, a wapno palone stanowi spoiwo, które zasadniczo zawiera wodorotlenek wapnia, natomiast wapno dolomitowe zawiera mieszaninę wodorotlenku wapnia i wodorotlenku magnezu.

Wapno powietrzne można stosować w różnych formach takich jak pasta, proszek, lub w przypadku wapna palonego, w formie kamienia.

Można również stosować dowolne mieszanki wszystkich typów i wszystkie postaci wapna powietrznego.

Specjalista może przemyśleć i dostosować te różne kombinacje jako funkcje konkretnego rozważanego zastosowania, jego wiedzy ogólnej, niniejszego opisu, i ewentualnie prostych rutynowych testów.

Zgodnie z korzystnym przykładem wykonania, przedmiotowe spoiwo składa się z 20 do 90% wagowych, korzystnie 50 do 80% wagowych, wapna powietrznego i 10 do 70% wagowych, korzystnie 20 do 40% wagowych, spoiwa hydraulicznego takiego jak wapno hydrauliczne lub cement i, ewentualnie, 5 do 10% wagowych, spoiwa i/lub wypełniacza (wypełniaczy) pucolanowego w rodzaju popiołu wulkanicznego, „trasu (który jest skałą wulkaniczną w uzyskaniu jednorodnego zachowania, a szczególnie dobrej płynności.

Inną przesłanką przeciwko stosowaniu wapna powietrznego było przypuszczenie, że wapno powietrzne może z definicji „pracować w betonie lub zaprawie murarskiej tylko w styczności z powietrzem, to jest na powierzchni lub ponad nią na maksymalnej głębokości 1 do 3 cm. Jednakże, wynalazek proponuje rozwiązanie, które, w przeciwieństwie do wszystkich oczekiwań, pozwala wyeliminować ten problem.

Występowała również uzasadniona obawa o nadmiernie długi okres potrzebny do dokładnego wyschnięcia. Załączona Fig. 1A pokazuje, że ta obawa była całkowicie uzasadniona.

Wynalazek pozwolił przezwyciężyć te przypuszczenia i rozwiązał wcześniejsze problemy, dzięki specjalnej formulacji, która inkorporuje wyjątkowe, nowatorskie cechy porowatości i kapilarności. Niektóre z wielu problemów jak zbrylanie, zostały już rozwiązane w stanie techniki, ale nigdy w kontekście zastosowania konopi jako komponenta, którego zastosowanie prezentuje całkowicie nowatorskie podejście do zagadnienia, co szczegółowo przedstawiono niżej.

Beton lub zaprawa murarska na bazie konopi, zawiera co najmniej jeden „składnik hydrofilowy (w szerokim pojęciu tego słowa jak wyżej opisano) z konopi i/lub lnu i/lub słomy takiej jak strąki owsa lub ryżu [ang. rinds of oats or rice], w tym ogólnie jakiegokolwiek porównywalnego materiału hydrofilowego, w tym ewentualnie syntetycznego, indywidualnie lub w mieszaninie (mieszaninach), w dalszej części opisu, dla ułatwienia, określanego w zastrzeżeniach terminem: beton lub dobrze znaną specjalistom w tej dziedzinie) lub jakiegoś innego składnika typu pucolanowego, tak aby całkowita masa wyniosła 100%.

W porównaniu z powszechnie stosowanymi od dziesię cioleci spoiwami, tynkami i cementami, wapno ma dość zasadnicze i określone szczególne cechy i wymagania.

Po pierwsze, cząstki wapna są bardzo drobne, co prowadzi do określonego pola powierzchni Blaina [ang. Blain surface], o wiele większego aniżeli w przypadku spoiwa hydraulicznych.

Mimo, że specjaliści w tej dziedzinie to wiedzą, należy podkreślić, że określone pole powierzchni Blaina wapna wynosi około 8000 do 20000, w porównaniu z, polem powierzchni wynoszącym około 2700 do 5000 dla spoiw hydraulicznych.

Następnie charakterystyka jego zestalania się jest również radykalnie odmienna. Podczas gdy cementy i tynki zawierają krzemiany, gliniany i/lub siarczany, których efektem obecności podczas zestalania jest zjawisko krystalizacji, efektem obecności wapna podczas zestalania jest reakcja nasycenia dwutlenkiem węgla, w której wodorotlenek wapnia ulega serii redukcji wodą lub płynem na bazie wody, znajdującymi się w betonie lub zaprawie murarskiej. W przypadku wapna, woda działa jako proste źródło niezbędnego CO2.

Ponadto, jego rozpuszczalność w wodzie wynosi tylko 1,7 g/l w temperaturze 10-20°C.

Jedynym szczególnym problemem związanym z zastosowaniem wapna, tym, który dał się przewidzieć ze względu na trudność z efektywnym manipulowaniem wodą w formulacji, była trudność zaprawa murarska na bazie konopi.

Niniejszym przedstawiono zatem beton lub zaprawę murarską na bazie konopi, to jest takie które zawierają co najmniej jeden składnik konopiowy jak sprecyzowano powyżej i technicznie ekwiwalentny składnik, który obejmuje konwencjonalne składniki zaprawy murarskiej lub betonu, poza wyjątkiem w odniesieniu do spoiwa które w całości lub częściowo, jest wykonane z wapna

PL 212 663 B1 powietrznego ewentualnie, w rożnych kombinacjach rodzaju i postaci wapna jak pokazano wyżej, i które zawierają ponadto

a) co najmniej jeden dodatek do tworzenia bardzo drobnych porów i kapilar tj. dodatek tworzący układ mikrokapilarny,

b) co najmniej jeden dodatek niezwilżalny przez wodę matrycową [ang. matrix water repellency additive].

Termin „niezwilżalny przez wodę matrycową oznacza, że masa, która zamyka włókna i cząstki, itp. konopi, ulega działaniu odpychającemu wodę, spowodowanemu obecnością tego dodatku.

Można stwierdzić, że konopie jako takie podlegają temu działaniu, ale go nie wywierają, ponieważ konopie chłoną wodę i nie wykazują efektu odpychającego wodę ponieważ zawierają wodę. Natomiast, po usunięciu z nich wody w efekcie działania odpychania wody konopie już więcej nie absorbują wody, na przykład nie absorbują ani wilgoci ani wody deszczowej, itp. Jest to jedna z głównych zalet wynalazku.

Określenie „tworzenie bardzo drobnych porów i kapilar stosowane w niniejszym opisie odnosi się do tworzenia bardzo złożonego zespołu, którego struktura może zmieniać się w zależności od kompozycji, lecz który zawiera otwarte i/lub zamknięte tubularne kapilary jak również zamknięte mikropęcherzyki lub mikroprzestrzenie i/lub zamknięte mikrokawitacje [ang. microcavities], wśród nich zamknięte rurki rozmieszczone w ustalonej proporcji i rozdzielone tak, żeby finalny beton lub zaprawa murarska wykazywały charakter homogeniczny lub zasadniczo homogeniczny i nie wykazywały dłużej defektów w etapach wiązania lub suszenia ani właściwości przypadkowych/niepewnych, to jest właściwości rozmieszczenia proporcji i rozdzielenia tak, żeby woda matrycowa mogła być usunięta do powierzchni w etapie wiązania, a następnie etapie suszenia, i aby, po wysuszeniu, woda z zewnątrz (na przykład deszcz) nie mogła więcej przeniknąć do sieci kapilarnej.

Ten złożony zespół będzie przedstawiony w dalszej części opisu, jako „układ mikrokapilarny w celu uł atwienia lektury.

Osoby, mające doświadczenie w tej dziedzinie, które są dobrze zorientowane w problemach wiązania i suszenia betonów hydraulicznych i zapraw murarskich i charakterystyki, którą należy uzyskać w celu otrzymania „dobrego betonu lub zaprawy murarskiej i które są ponadto zaznajomione z trudnościami i wadami zapraw murarskich i betonów na bazie konopi, nie będą miały trudnoś ci w kontroli układu mikrokapilarnego wskazanego powyżej, zwłaszcza ze względu na procentową zawartość wapna powietrznego, a czytając opis i poniższe przykłady oraz wykorzystując swoje osobiste doświadczenie i, jeżeli konieczne, wykonując kilka rutynowych testów, dla adaptacji do zamierzonego, określonego zastosowania.

Zgodnie z korzystnym przykładem wykonania, dodatek tworzący układ mikrokapilarny zawiera jeden lub kilka roztworów koloidowych roślinnych i/lub mineralnych.

Zgodnie z jeszcze innym korzystnym przykładem wykonania, dodatek tworzący układ mikrokapilarny przystosowuje się tak, aby uzyskać kapilarność rzędu 5 do 15 Angstroemów, korzystnie 8 do 10 Angstroemów.

Dla porównania, konopie lub len mają kapilarność około 3 do 5 razy większą, podczas gdy spoiwo hydrauliczne daje kapilarność około 10 do 20 razy większą.

Zgodnie z jeszcze innym korzystnym przykładem wykonania, dodatek tworzący układ mikrokapilarny, przystosowuje się tak, aby układ mikrokapilarny posiadał zamknięte rurki i/lub objętości i/lub przestrzenie i/lub mikropęcherzyki i/lub mikrokawitacje, na przykład zamknięte rurki.

Nie poszukując odniesienia do jakiejkolwiek teorii, zgłaszający uważa, że takie zamknięte przestrzenie, w szczególności zamknięte rurki są zdolne (ewentualnie w połączeniu z otwartymi mikrokapilarami) do ekstrahowania wody zawartej w konopiach i umożliwienia jej migracji do powierzchni, w postaci ciekłej, a następnie pary, i ostatecznie jej dyfuzji na zewnątrz.

Zgodnie z jeszcze innym, nieograniczonym tylko do tego, korzystnym przykładem wykonania, roztwory koloidowe wybiera się z grupy koloidów roślinnych takich, jak alginiany i/lub polisacharydy i wszystkie naturalne lub syntetyczne pochodne skrobi i/lub karagenianów.

Jako przykład podano w niniejszym opisie guar hydroksypropylowy (z rodziny polisacharydów), który pozwolił uzyskać najlepsze wyniki.

Dobre wyniki otrzymano również stosując karageniany (które są produktami podobnymi do alginianów) i alginian wapnia. Natomiast, alginiany sodu i magnezu mają skłonność do wytrącania się i dlatego nie zaleca się ich stosowania.

PL 212 663 B1

Inne dodatki tworzące układ mikrokapilarny można wybrać z grupy związków takich jak:

- eteryfikowany galaktomannan i

- eteryfikowane pochodne guarów, oraz ich mieszaniny.

Zgodnie z korzystnym przykładem wykonania, dodatek niezwilżany przez wodę matrycową zawiera co najmniej jeden środek niezwilżany przez wodę i jeden surfaktant.

Nie mając zamiaru odnosić się do jakiejkolwiek teorii, zgłaszający uważa, że surfaktant zapewnia strukturę „sieciową lub „sitową, która silnie przyczynia się do homogeniczności produktu finalnego i jego właściwości.

Zgodnie z pewnym alternatywnym przykładem wykonania, jeden surfaktant stosuje się do środowiska obojętnego lub zasadowego i/lub jeden surfaktant do środowiska kwaśnego i/lub odpowiednie ich mieszaniny, zgodnie z dającą się przewidzieć zmianą wartości pH (co każda osoba, doświadczona w tej dziedzinie wie i potrafi to osiągnąć).

Zgodnie z nieograniczonym tylko do tego, korzystnym przykładem wykonania, surfaktant (surfaktanty) wybiera się z grupy związków takich jak polisulfoniany wapnia, sodu lub magnezu, a zwłaszcza spośród lignosulfonianów.

Zgodnie z jeszcze innym, ale nieograniczonym tylko do tego, korzystnym przykładem wykonania, inny surfaktant (surfaktanty) wybiera się z grupy związków takich jak: siarczany sodu.

Zgodnie z korzystnym przykładem wykonania, środek niezwilżany przez wodę wybiera się korzystnie z grupy związków takich jak mydła metaliczne, maleiniany, oleiniany, stearyniany, i tym podobne, glinu, magnezu, sodu, litu i podobne sole i/lub silikoniany sodu i inne mieszaniny silikonianów.

Zgodnie z nieograniczonym tylko do tego, korzystnym przykładem wykonania, środek niezwilżany przez wodę wybiera się spośród związków takich jak oleiniany sodu.

Zgodnie z nieograniczonym tylko do tego, korzystnym przykładem wykonania, dodatki i środki stosuje się w następujących proporcjach:

a) dodatek tworzący układ mikrokapilarny:

od 0,1 do 2% w stosunku do całkowitej masy spoiwa

b) dodatek niezwilżany przez wodę matrycową:

od 0,1 do 1% w stosunku do całkowitej masy spoiwa

c) surfaktant:

od 0,002 do 0,2% w stosunku do całkowitej masy spoiwa

Otrzymane beton lub zaprawa murarska na bazie konopi charakteryzuje się tym, że ich całkowity (albo „resztkowy) współczynnik przewodzenia ciepła Lambda wynosi około 0,08 do 0,12 korzystnie około 0,1.

Dla porównania, współczynnik przewodzenia ciepła betonu hydraulicznego lub zaprawy murarskiej wynosi około 0,6 do 1,15 to jest około od 5 do 11 razy więcej.

Inne cechy i zalety wynalazku będą lepiej zrozumiane po przeczytaniu następującego dalej opisu i ilustrujących go rysunków, stanowiących do niego załącznik, gdzie:

- fig. 1, która obejmuje rysunki fig. 1A (na lewo) oraz fig. 1B (na prawo), przedstawia fotografię dwóch próbek betonu na bazie konopi, o wymiarach (20x30x60):

- na fig. 1A z lewej strony: beton niebędący przedmiotem wynalazku (test porównawczy), sporządzony z mieszaniny tynku i wapna powietrznego (biały obszar: nadmiernie przedłużony czas z pokazaną pleś nią ),

- na fig. 1B z prawej strony: beton sporzą dzony z mieszaniny wskazanej w wynalazku,

- fig. 2 przedstawia fotografię wykonaną skaningowym mikroskopem elektronowym wapiennej zaprawy murarskiej na skupisku konopi (powiększenie 1000 razy). Współdziałanie pomiędzy konopiami (A) i wapnem (B) jest wyraźnie oczywiste. Ziarna wapna mieszczą się wewnątrz włóknistych kanalików rośliny,

- fig. 3 przedstawia fotografię wykonaną skaningowym mikroskopem elektronowym, pokazują c ą pęcherzyki powietrza i mikropęcherzyki i otworki kanalików rurowych w wapnie gaszonym (powiększenie 111 razy). Porowatość wapna gaszonego zapewniają pęcherzyki powietrza i kanaliki rurowe, które tworzą się po odparowaniu z mieszaniny wody,

- fig. 4 przedstawia fotografię wykonaną skaningowym mikroskopem elektronowym, pokazują cą usieciowanie pęcherzyków powietrza i kanalików rurowych (powiększenie 17 razy).

Fotografia przedstawia całkowite pokrycie wykonane zgodnie z wynalazkiem, połączenie rurek, zamknięte rurki (niektóre z nich są widoczne tak jak odcięte), przestrzenie lub objętości, kapilary i wiórki konopi są wyraź nie widoczne.

PL 212 663 B1

- fig. 5 przedstawia porównawczą strukturę na bazie konopi bez składnika wapiennego.

Badanie mikroskopowe (rysunki fig. 2 do 5) pozwala stwierdzić w oczywisty sposób, obecność, zgodnie z wynalazkiem, dużej sieci kapilarnej, zawierającej pęcherzyki powietrza oraz kanaliki rurowe. P r z y k ł a d 1 Betony ścianowe:

Dla 1 m³ konopi:

220 kg spoiwa, w skład którego wchodzi:

30-35% wagowych naturalnego wapna hydraulicznego lub podobnego materiału 50-65% wagowych wapna hydratyzowanego typu CL90S lub DL 85 S1

1-2% wagowych dodatkowego układu, określonego wyżej.

Produkt tego rodzaju ma następujące cechy: gęstość: 0,32 współczynnik przewodzenia ciepła: 0,09 W/m.K wytrzymałość na ściskanie (po 90 dniach): 0,9 MPa przenikalność pary wodnej: 0,743 g/m².h.mmHg.

P r z y k ł a d 2 Warstwa izolująca betonu/zaprawy murarskiej:

Dla 1 m³ konopi:

275 kg spoiwa, w skład którego wchodzi:

25-35% wagowych naturalnego wapna hydraulicznego lub podobnego materiału 50-65% wagowych wapna hydratyzowanego typu CL90S lub DL 85 S1

1-2% wagowych dodatkowego układu, określonego wyżej 10% wagowych wypełniacza mineralnego Produkt tego rodzaju ma następujące cechy: gęstość: 0,375 współczynnik przewodzenia ciepła: 0,11 W/m.K wytrzymałość na ściskanie (po 90 dniach): 1,1 MPa

Wynalazek ujawnia beton lub zaprawę murarską na bazie konopi ze spoiwem obejmującym wapno oraz dodatki tworzące: układ mikrokapilarny i/lub dodatek niezwilżalny przez wodę matrycową, i ich zastosowanie w wytwarzaniu różnorakich elementów budowlanych jak na przykład cegły, bloki, masywy betonowe, różne elementy na bazie konopi, oraz produkty dla budownictwa i dziedziny robót publicznych, albo indywidualnych konstrukcji, które wykonuje się przy użyciu tych zapraw murarskich lub betonów, domieszek lub produktów, takie, jak ściany, pustaki, płyty, pokrycia i powłoki dla podłóg, sufitów, ścian, ścianek działowych i podobnych struktur.

Claims

1. Beton lub zaprawa murarska na bazie konopi, znamienny tym, że zawiera a) składnik hydrofilowy, wybrany z grupy składającej się z konopi, lnu i słomy; b) spoiwo, obejmujące wapno, które zestala się na powietrzu pod wpływem absorbcji dwutlenku węgla po redukcji w fazie wodnej i wspomniane spoiwo zawiera 20-90% wagowo wapna i 10-70% wagowo spoiwa hydraulicznego;

c) co najmniej jeden dodatek tworzący układ mikrokapilarny, wybrany z grupy składającej się z jednego lub więcej koloidów roś linnych, koloidów mineralnych, eteryfikowanego galaktomannanu i eteryfikowanych pochodnych guarów, przy czym wspomniany dodatek stanowi 0,01% do 2% cał kowitej masy spoiwa i dodatek ten skutkuje utworzeniem układu mikrokapilarnego, który obejmuje otwarte i/lub zamknięte tubularne kapilary, zamknięte mikroprzestrzenie, zamknięte mikrokawitacje i/lub zamknięte rurki;

d) co najmniej jeden dodatek niezwilżalny przez wodę matrycową, który zabezpiecza przed reabsorbcją wody przez składnik hydrofilowy po jego wysuszeniu, przy czym dodatek niezwilżany przez wodę matrycową jest obecny w ilości od 0,1% do 1% całkowitej masy spoiwa, i przy czym wspomniany dodatek zawiera co najmniej jeden środek niezwilżalny przez wodę i jeden surfaktant, a wspomniany surfaktant jest w ilości od 0, 002% do 0,2% całkowitej wagi spoiwa i jest wybrany z grupy składającej się z surfaktantów odpowiednich do stosowania w środowisku neutralnym, surfaktantów odpowiednich do stosowania w środowisku kwasowym i mieszaninie surfaktantów odpowiednich do stosowania w środowisku neutralnym lub kwasowym, przy czym środek niezwilżalny przez wodę wybiera

PL 212 663 B1 się spośród mydeł metalicznych, maleinianów, oleinianów i stearynianów glinu, magnezu, sodu, litu i/lub silikonianów sodu, pojedynczo lub w mieszaninach.

2. Beton lub zaprawa według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatek tworzący układ mikrokapilarny, obejmuje jeden lub więcej koloidów roślinnych i/lub mineralnych.

3. Beton lub zaprawa murarska wed ług zastrz. 1, znamienny tym, że beton lub zaprawa posiadają kapilarność rzędu 5 do 15 Angstroemów.

4. Beton lub zaprawa murarska według zastrz. 3, znamienny tym, że wspomniana kapilarność jest rzędu 8 do 10 Angstroemów.

5. Beton lub zaprawa murarska według zastrz. 2, znamienny tym, że dodatek tworzący układ mikrokapilarny, skutkuje powstaniem zamkniętych rurek i/lub zamkniętych mas i/lub zamkniętych przestrzeni, zamkniętych mikropęcherzyków i/lub zamkniętych mikrokawitacji.

6. Beton lub zaprawa murarska według zastrz. 5, znamienny tym, że wspomniany dodatek tworzący układ mikrokapilarny skutkuje powstaniem zamkniętych rurek.

7. Beton lub zaprawa murarska według zastrz. 2, znamienny tym, że wspomniane koloidy roślinne wybiera się z grupy składającej się z alginianów, polisacharydów pochodnych skrobi naturalnej, pochodnych skrobi syntetycznej i karagenianów.

8. Beton lub zaprawa murarska według zastrz. 7, znamienny tym, że wspomniane polisacharydy są koloidami guaru hydroksypropylowego.

9. Beton lub zaprawa murarska według zastrz. 7, znamienny tym, że wspomnianymi koloidami roślinnymi są karageniany w połączeniu z alginianem wapnia.

10. Beton lub zaprawa murarska według zastrz. 2, znamienny tym, że dodatek tworzący układ mikrokapilarny, jest co najmniej jednym dodatkiem wybranym z grupy składającej się z eteryfikowanego galaktomannanu i eteryfikowanych pochodnych guarów.

11. Beton lub zaprawa murarska według zastrz. 1, znamienny tym, że wspomniany surfaktant jest co najmniej jednym surfaktantem wybranym z grupy składającej się z polisulfonianów wapnia, polisulfonianów sodu lub polisulfonianów magnezu i lignosulfonianów.

12. Beton lub zaprawa murarska według zastrz. 11, znamienny tym, że surfaktant dodatkowo zawiera siarczan sodu.

13. Beton lub zaprawa murarska według zastrz. 1, znamienny tym, że środkiem niezwilżalnym przez wodę jest oleinian sodu.

14. Beton lub zaprawa murarska według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatkowo zawiera 5-10% wagowo składników pucolanowych.

15. Beton lub zaprawa murarska według zastrz. 1, znamienny tym, że spoiwo zawiera od 50-80% wagowych wapna i 20-40% wagowych spoiwa hydraulicznego.

16. Beton lub zaprawa murarska według zastrz. 1, znamienny tym, że wapno jest wapnem palonym, które obejmuje wodorotlenek wapnia i wodorotlenek magnezu.

17. Zastosowanie betonu lub zaprawy murarskiej określonego w zastrz. 1 do formowania elementów ścian i dachów, które mogą być zarówno odlewane na miejscu lub prefabrykowane w postaci bloczków lub płyt.

18. Zastosowanie betonu lub zaprawy murarskiej określonego, w zastrz. 1, jako powłoki izolacyjnej lub dekoracyjnej.

19. Zastosowanie betonu lub zaprawy murarskiej określonego w zastrz. 1 do izolacji podłogi.

PL 212 663 B1