RU2564322C1

RU2564322C1 - Method to produce high-strength concrete mortars

Info

Publication number: RU2564322C1
Application number: RU2014134503/03A
Authority: RU
Inventors: Чингисхан Юсупович Шамханов; Али Алхазурович Зармаев; Абдулмалик Адбулхамидович Батукаев
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2015-09-27

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: portland cement, crushed stone and sand are mixed, additionally they add cooled keratin protein polymer (produced in the following manner: they take 100 kg of horns and hoofs, pour with 3.0% alkaline solution of NaOH at the ratio of 1:10 and heat in a reservoir at temperature of 121°C for 6 hours to produce keratin protein polymer made of 84% protein, 15% polypeptides and less than 1% of amino acids on dry basis, balance - water.

EFFECT: increased strength of concrete and production of environmentally safe products.

Description

Изобретение относится к способу производства строительных материалов, в частности к технологии приготовления бетонных смесей, и может найти применение при выполнении монолитных бетонных работ для изготовления стеновых блоков, которые могут быть использованы при возведении складских помещений, гаражей и ограждений.The invention relates to a method for the production of building materials, in particular to a technology for the preparation of concrete mixtures, and may find application in the performance of monolithic concrete work for the manufacture of wall blocks that can be used in the construction of storage facilities, garages and fences.

Цель изобретения - получение цементных и бетонных растворов повышенной прочности с применением кератиновых добавок для использования в зданиях с повышенными требованиями (сейсмостойкие, реконструкция старинных архитектурных башен, неблагоприятные природно-климатические условия).The purpose of the invention is the production of cement and concrete solutions of increased strength with the use of keratin additives for use in buildings with high requirements (earthquake-resistant, reconstruction of ancient architectural towers, adverse climatic conditions).

Наиболее близким техническим решением является способ, в котором готовят смесь, состоящую из портландцемента, золошлакового наполнителя, крошки пенополистирола и мономера стирола (патент №2474546, Щепочкина Ю.А., 10.02.2013 г.). В известном техническом решении высокое содержание золошлакового наполнителя (42.5-51.8%) не обеспечивает прочности бетона, а крошка пенополистирола и мономер стирола недостаточно устойчивы в экологическом отношении. Это снижает эффективность способа.The closest technical solution is a method in which a mixture is prepared consisting of Portland cement, ash and slag filler, polystyrene foam chips and styrene monomer (patent No. 2474546, Schepochkina Yu.A., 02/10/2013). In the known technical solution, the high content of ash and slag filler (42.5-51.8%) does not provide concrete strength, and the polystyrene foam and styrene monomer are not environmentally stable enough. This reduces the effectiveness of the method.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении прочности бетона и получении экологически безопасной продукции.The technical result of the proposed method is to increase the strength of concrete and obtain environmentally friendly products.

С этой целью в бетонный раствор вносят кератиновый белковый полимер. Он представляет собой гидролизат (щелочной, кислотный, химический, водный или ферментативный) из различного кератинового сырья - рога, копыта, волос, шерсть, щетина, перо, панцири животных.For this purpose, a keratin protein polymer is added to the concrete solution. It is a hydrolyzate (alkaline, acidic, chemical, water or enzymatic) from various keratin raw materials - horns, hooves, hair, wool, bristles, feathers, animal shells.

Для получения кератинового белкового полимера берут различное кератинсодержащее сырье, которое имеет в своем составе до 90% белка-кератина. В природном состоянии он представляет собой одиннадцатижильный кабель из полимерных белковых цепочек, скрепленных дисульфидными связями (-S-S-). Эти связи обеспечивают механическую прочность этого белка, нерастворимого в воде и слабых растворах химических веществ при температуре до 65°C.To obtain a keratin protein polymer, various keratin-containing raw materials are taken, which include up to 90% keratin protein. In its natural state, it is an eleven-core cable of polymer protein chains bonded with disulfide bonds (-S-S-). These bonds provide the mechanical strength of this protein, insoluble in water and weak solutions of chemicals at temperatures up to 65 ° C.

Кератиновый белковый полимер получают следующим образом.A keratin protein polymer is prepared as follows.

Берут 100 кг рогов и копыт, заливают 3,0% щелочным раствором NaOH в соотношении 1:10 и нагревают в емкости при температуре 121°C в течение 6 часов до получения кератинового белкового полимера, состоящего из 84% белка, 15% полипептидов и менее 1% аминокислот на сухое вещество (СВ).Take 100 kg of horns and hooves, fill with a 3.0% alkaline NaOH solution in a ratio of 1:10 and heat in a container at a temperature of 121 ° C for 6 hours to obtain a keratin protein polymer consisting of 84% protein, 15% polypeptides or less 1% amino acids per dry matter (CB).

Происходит ограниченный гидролиз белка и его набухание. Внесение таких полимерных белковых цепочек (1:10) в цементные растворы вызывает ускоренную сушку и склеивание компонентов раствора в заданном объеме. Кератиновый белковый полимер хранят в холодном месте и применяют только в жидком виде, так как при испарении влаги происходят моментальная его ренатурация и плотное склеивание частиц белка-кератина между собой.Limited hydrolysis of the protein and its swelling occurs. The introduction of such polymer protein chains (1:10) in cement mortars causes accelerated drying and gluing of the solution components in a given volume. The keratin protein polymer is stored in a cold place and is used only in liquid form, since moisture evaporates instantly and causes denatured gluing of keratin protein particles to each other.

Способ получения бетонных растворов повышенной прочности заключается в том, что к портландцементу в количестве 30%, щебенке 25% и песку 20% дополнительно вводят охлажденный кератиновый белковый полимер в количестве 10% от массы, остальное - вода.A method of obtaining concrete solutions of increased strength is that to portland cement in an amount of 30%, gravel 25% and sand 20% additionally introduced chilled keratin protein polymer in an amount of 10% by weight, the rest is water.

Уменьшаются сроки сушки раствора на 12% и повышается прочность растворов и изделий на 10%.The drying time of the solution is reduced by 12% and the strength of solutions and products increases by 10%.

Claims

A method of preparing a concrete mixture, including mixing Portland cement with gravel and sand, characterized in that it is additionally introduced chilled keratin protein polymer (obtained as follows: 100 kg of horns and hooves, filled with a 3.0% alkaline NaOH solution in a ratio of 1:10 and heated in containers at a temperature of 121 ° C for 6 hours to obtain a keratin protein polymer, consisting of 84% protein, 15% polypeptides and less than 1% amino acids per dry matter), in an amount of 10% by weight, the rest is water, in the following ratio tov, wt.%:
Portland cement 25-30 gravel 20-25 sand 15-20 keratin protein polymer 10