UA155253U - Спосіб виготовлення біобетону та будівельних матеріалів із відходів рослинної біомаси - Google Patents
Спосіб виготовлення біобетону та будівельних матеріалів із відходів рослинної біомаси Download PDFInfo
- Publication number
- UA155253U UA155253U UAU202304397U UAU202304397U UA155253U UA 155253 U UA155253 U UA 155253U UA U202304397 U UAU202304397 U UA U202304397U UA U202304397 U UAU202304397 U UA U202304397U UA 155253 U UA155253 U UA 155253U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- bagasse
- mixture
- components
- mixer
- mixing
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000004566 building material Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 claims abstract description 18
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000005862 Whey Substances 0.000 claims abstract description 16
- 102000007544 Whey Proteins Human genes 0.000 claims abstract description 16
- 108010046377 Whey Proteins Proteins 0.000 claims abstract description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract description 8
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000008267 milk Substances 0.000 claims abstract description 8
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 claims abstract description 8
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 8
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 claims abstract description 6
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims abstract description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims description 12
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 9
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 5
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 4
- 239000011505 plaster Substances 0.000 claims description 4
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 2
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 claims 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 abstract 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 1
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Спосіб виготовлення біобетону та будівельних матеріалів з відходів рослинної біомаси включає дозування компонентів - рідини, мінерального в'яжучого, органічного заповнювача і добавок, завантаження цих компонентів у змішувач і їх змішування. Як органічний заповнювач використані попередньо підготовлені відходи від переробки цукрової тростини, а саме багаса, як мінеральне в'яжуче використане негашене вапно, а як рідина використана молочна сироватка, до складу компонентів також входить бактеріальна закваска, спосіб відбувається за умов бактеріального каталізу та містить наступні етапи: - подрібнення волокон багаси до розміру 3-10 см; - завантаження волокон багаси до змішувача; - додавання до змішувача негашеного вапна; - змішування суміші протягом 7-10 хвилин з поступовим додаванням молочної сироватки та бактеріальної закваски при температурі 25-30 °С; - отримання суміші з можливістю наступного формування, 1
Description
Корисна модель належить до галузей будівництва та біотехнологій, а саме до біобетону та будівельних матеріалів з відходів рослинної сировини. Будівельні матеріали можна застосовувати безпосередньо або використовувати для виготовлення конструкційно- теплоізоляційних виробів, блоків та конструкцій з біобетону, які, в свою чергу, можуть бути використані при будівництві житлових та технічних споруд із високим екологічним індексом.
З рівня техніки відомий спосіб виготовлення деревинноцементного матеріалу за авторським свідоцтвом СРСР Мо 1756303А1, дата публікації 23.08.92 р., що включає попередню обробку органічного заповнювача водним розчином одного чи декількох неорганічних речовин - хлориду кальцію, сульфату кальцію або хлориду натрію з подальшим витримуванням обробленого заповнювача на повітрі протягом 24-48 годин, змішуванням з цементом та водою, формуванням та термообробкою. Основним недоліком цього способу є те, що речовини, які застосовуються як модифікатори, є слабкими біоцидами і в наслідок цього не здатні забезпечити хімічний захист органічного заповнювача від подальшого біологічного руйнування та надати біостійкості виробам з арболіту на тривалий термін.
Також відомим є спосіб виготовлення арболіту за патентом України Мо 84086 на винахід, дата публікації 10.09.2008, що включає перемішування мінеральних в'яжучих з органічними заповнювачами та водою з наступним твердінням суміші, який відрізняється тим, що органічний заповнювач попередньо модифікують водним розчином залізного купоросу концентрацією 20- 150 г/дм3 в перерахунку на безводну сіль шляхом вимочування до наскрізного просочування часток заповнювача з наступним промиванням та просушуванням. Недоліками цього способу є дуже тривалий процес попередньої обробки органічного заповнювача, необхідність застосування спеціального обладнання. Крім цього, отримана в результаті суміш може використовуватись виключно для виготовлення легкого бетону (арболіту).
Найбільш близьким аналогом для корисної моделі є спосіб виготовлення арболіту, що включає дозування компонентів арболіту - води, мінерального в'яжучого, органічного заповнювача і добавок, завантаження цих компонентів у змішувач і їхнє змішування. (Будівельні матеріали з відходів деревини /В.П. Хоменко, Є.А. Кожан, Ю.І. Сєдих. - К.: Будівельник, 1976. -
С. 34-35). Недоліком цього способу є не дуже висока міцність арболіту, що не перевищує 3,5
МПа, а також необхідність застосування цементів високої вартості - 1-го типу по ДСТУ БВ.2.7- 46-96 зі вмістом мінеральних добавок до 595, і складність технології виробництва, що передбачає спеціальну обробку органічного заповнювача та теплову обробку - сушку при підвищеній температурі, не відповідність способу екологічним нормам.
В основу корисної моделі поставлено задачу розробити спосіб виготовлення біобетону та будівельних матеріалів з відходів рослинної біомаси з суттєвим зниженням коефіцієнта викидів вуглекислого газу в атмосферу при виробництві, вирішенням проблем утилізації і використання відходів цукрової тростини після екстракції цукру в місцях його скупчення і утилізації водних відходів (сироватку) при виробництві молочних продуктів.
Поставлена задача вирішується тим, що у способі виготовлення біобетону та будівельних матеріалів з відходів рослинної біомаси, що включає дозування компонентів - рідини, мінерального в'яжучого, органічного заповнювача і добавок, завантаження цих компонентів у змішувач і їх змішування, як органічний заповнювач використані попередньо підготовлені відходи від переробки цукрової тростини (багасса), як мінеральне в'яжуче використане негашене вапно а як рідина використана молочна сироватка, до складу компонентів також входить бактеріальна закваска, спосіб відбувається за умов бактеріального каталізу та містить наступні етапи: - подрібнення волокон багасси до розміру 3-10 см; - завантаження волокон багасси до змішувача; - додавання до змішувача негашеного вапна; - змішування суміші протягом 7-10 хвилин з поступовим додаванням молочної сироватки та бактеріальної закваски при температурі 25-30 "С; - отримання суміші з можливістю наступного формування, при наступному співвідношенні компонентів суміші, мас. Фо: багасса 40-70 негашене вапно 20-50 молочна 10 сироватка бактеріальна із розрахунку 100 тисяч закваска бактерій на 1 литр молочної сироватки.
Доцільно для виготовлення біобетону, цегли та/або будівельних блоків до способу додавати наступні етапи: - доведення суміші до пастоподібної консистенції, - залиття суміші у заздалегідь підготовлені форми, - пресування за допомогою механічного пресу, - сушіння природним шляхом в сухих приміщеннях або за допомогою сушильного (жарового) обладнання, при цьому відносну концентрацію багасси вибирати 60-70 95, а вапна - 20-30 95.
Доцільно під час змішування компонентів додавати кольорові барвники натурального походження для фарбування цегли у бажаний колір.
Доцільно для отримання суміші з властивостями штукатурки або заливки знижувати відносну концентрацію багасси до 40-45 95, а вапна збільшувати до 45-50 95.
В основі запропонованого способу лежить ідея використання як основу для біобетону та будівельних матеріалів суміші біомаси цукрової тростини після екстракції цукру із додаванням вапна і водного розчину після приготування молочної продукції (сироватки). Додавання до цієї суміші бактеріальної закваски (Васіїїи5--Ї асіорбасіїй5) викликає зброджування кінцевої органіки (білків, жирів та вуглеводів) і отримання вторинних бактеріальних метаболітів як зв'язуючого компоненту для біобетону та будівельних матеріалів.
Спосіб здійснюють наступним чином. Залежно від наступного використання будівельної суміші розраховують та відміряють масові відсотки компонентів. Для штукатурки або заливки використовують наступні пропорції, мас. 96: багасса - 40-45, вапно - 45-50, сироватка - 10, бактеріальна закваска - із розрахунку 100 тисяч бактерій на 1 литр сироватки. Для отримання біобетону та будівельних матеріалів у вигляді цегли та/або будівельних блоків використовують наступні пропорції, мас. 95: багасса - 60-70, вапно - 20-30, сироватка - 10, бактеріальна закваска - із розрахунку 100 тисяч бактерій на 1 литр сироватки. Надалі проводять попередню обробку біомаси багасси (волокон) в роторних механічних подрібнювачах до досягнення розміру волокон 3-10 см. Отриману біомасу в потрібних пропорціях завантажують до змішувача ємністю не менш ніж 500 кг. В процесі змішування до біомаси додають вапно із поступовим додаванням молочної сироватки і бактеріальної закваски. Для фарбування майбутніх виробів (наприклад, цегли) до змішувача можуть бути додані кольорові барвники натурального походження. Процес змішування не потребує високих температурних умов та тривалого змішування. Як правило, буває достатньо температури 20-30 С та тривалості 7-10 хвилин. Суміш, що має використовуватись як штукатурка або заливка, повинна бути напіврідкою, а для виготовлення біобетону, цегли та/або будівельних блоків, мати пастоподібну консистенцію. Відносна вологість на стадії приготування суміші не має особого значення і може бути в межах 15-40 95.
Після завершення етапу змішування отримана суміш для застосування як штукатурки або заливки одразу готова для використання. Суміш для виготовлення біобетону, цегли та/або будівельних блоків потребує додаткової обробки: заливання у форми за розмірами, пресування механічним пресом у відповідності до заданої форми майбутнього будівельного блока та сушіння. Сушіння отриманих виробів відбувається природним шляхом в сухих приміщеннях або за допомогою сушильного (жарового) обладнання згідно із заданими умовами. Щільність виробів складає приблизно 2-2,7 г/см" залежно від способу фінального сушіння. Отриманий в результаті реалізації способу біобетонний вироб (цегла чи блок) має більш щільну рівномірну структуру, а коефіцієнт теплопровідності - 0,25 Вт/м С) у порівнянні з біомасою сосни - 0,1, вапняку - 0,6, цегли керамічної - 0,45, цегли сілікатної - 0,70.
З огляду на склад, незначну енергоємність виробництва та екологічну чистоту біобетон та будівельні матеріали можуть використовуватись як енерго-, ресурсозберігаючий будівельний матеріал, особливо з урахуванням такого важливого чинника, як наявність поновлюваного джерела органічної сировини, і може становити собою конкурентний товар на ринку будівельних матеріалів.
БО Таким чином, спосіб за корисною моделлю, що заявляється, дозволяє отримати біобетон та будівельні матеріали з новою якістю та властивостями, що дозволяє використовувати їх в екологічному і економічно обгрунтованому будівництві на основі біоконверсійних відходів при виробництві цукру із цукрової тростини, вапна, водних відходів при виробництві молочних продуктів за умов бактеріального каталізу робочої суміші у вигляді цегли, блоків, наповнювачів стін чи будь-яких інших технологічних просторів.
Claims (4)
1. Спосіб виготовлення біобетону та будівельних матеріалів з відходів рослинної біомаси, що бо включає дозування компонентів - рідини, мінерального в'яжучого, органічного заповнювача і добавок, завантаження цих компонентів у змішувач і їх змішування, який відрізняється тим, що як органічний заповнювач використані попередньо підготовлені відходи від переробки цукрової тростини, а саме багаса, як мінеральне в'яжуче використане негашене вапно, а як рідина використана молочна сироватка, до складу компонентів також входить бактеріальна закваска, спосіб відбувається за умов бактеріального каталізу та містить наступні етапи: - подрібнення волокон багаси до розміру 3-10 см; - завантаження волокон багаси до змішувача; - додавання до змішувача негашеного вапна; - змішування суміші протягом 7-10 хвилин з поступовим додаванням молочної сироватки та бактеріальної закваски при температурі 25-30 "С; - отримання суміші з можливістю наступного формування, при наступному співвідношенні компонентів, мас. 9о: багаса 40-70 негашене вапно 20-50 молочна сироватка 10
. із розрахунку 100 тисяч бактерій на 1 бактеріальна закваска . литр молочної сироватки.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що виготовлення біобетону, цегли та/або будівельних блоків включає додаткові етапи: - доведення суміші до пастоподібної консистенції, - залиття суміші у заздалегідь підготовлені форми, - пресування за допомогою механічного пресу, - сушіння природним шляхом в сухих приміщеннях або за допомогою сушильного жарового обладнання, при цьому відносну концентрацію багаси вибирають 60-70 95, а вапна - 20-30 95.
З. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що під час змішування компонентів додають кольорові барвники натурального походження для фарбування цегли у бажаний колір.
4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для отримання суміші з властивостями штукатурки або заливки відносну концентрацію багаси знижують до 40-4595, а вапна збільшують до 45-50 9.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU202304397U UA155253U (uk) | 2023-09-18 | 2023-09-18 | Спосіб виготовлення біобетону та будівельних матеріалів із відходів рослинної біомаси |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU202304397U UA155253U (uk) | 2023-09-18 | 2023-09-18 | Спосіб виготовлення біобетону та будівельних матеріалів із відходів рослинної біомаси |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA155253U true UA155253U (uk) | 2024-01-31 |
Family
ID=89666306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU202304397U UA155253U (uk) | 2023-09-18 | 2023-09-18 | Спосіб виготовлення біобетону та будівельних матеріалів із відходів рослинної біомаси |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA155253U (uk) |
-
2023
- 2023-09-18 UA UAU202304397U patent/UA155253U/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Akar et al. | Effect of molasses as an admixture on concrete durability | |
| CN104844090B (zh) | 一种适用于生土砌块的生土抹灰粘结材料及其制备方法 | |
| CN105110758A (zh) | 一种利用玉米秸秆和氯氧镁水泥复合制备建筑保温材料的方法 | |
| CN104496361A (zh) | 一种竹骨-秸秆复合墙体材料组合物及其制备方法 | |
| MX2014004200A (es) | Aditivos de cemento y metodos relacionados de uso. | |
| CN102718548B (zh) | 粉煤灰烧结砖及烧制工艺 | |
| RU2708766C1 (ru) | Способ изготовления гипсовых изделий на основе отходов производства базальтовых волокон | |
| Zhu et al. | Effect of different fibers on mechanical properties and ductility of alkali-activated slag cementitious material | |
| CN104030649A (zh) | 高强度高掺量磷石膏免烧砖的生产工艺 | |
| UA155253U (uk) | Спосіб виготовлення біобетону та будівельних матеріалів із відходів рослинної біомаси | |
| CN107651876B (zh) | 一种混凝土热养护增效剂及其制备方法和应用 | |
| Huyen et al. | Saccharification of Miscanthus x giganteus, incorporation of lignocellulosic by-product in cementitious matrix | |
| RU2569422C1 (ru) | Древесно-цементная смесь | |
| BG65746B1 (bg) | Метод за производство на блокове за зидария и облицовка | |
| CN108658537A (zh) | 一种玉米秸秆和聚合物改性水泥复合建筑材料 | |
| CN101269929B (zh) | 一种防水型水泥砂浆添加剂及其生产方法及其使用方法 | |
| RU2570214C1 (ru) | Древесно-талькохлорито-цементная смесь | |
| CN102951889A (zh) | 树脂改性脱硫石膏-矿（钢）渣-秸秆基墙材及制备方法 | |
| CN109053105A (zh) | 一种石膏改性夯土材料及其制备方法 | |
| CN109928654B (zh) | 一种改性树叶纤维轻质保温混凝土及其制备方法 | |
| RU2833999C1 (ru) | Способ приготовления цементного бетона с сухой растительной добавкой | |
| RU2784102C1 (ru) | Строительный композит на основе костры технической конопли | |
| RU2232737C1 (ru) | Сырьевая смесь для получения конструкционно-теплоизоляционного материала | |
| RU2746720C2 (ru) | Способ получения арболита | |
| SU1756303A1 (ru) | Способ изготовлени древесноцементного материала |