Способ обработки заполнителя Советский патент 1990 года по МПК C04B20/10 

Изобретение относится к строительству и способам обработки минеральных заполнителей для строительный смесей, преимущественно на воздушных вяжущих, и может быть использовано в строительном производстве, при укреплении грунтов, в промышленности строительных материалов.

Цель изобретения - повышение подвижности смеси и прочности строительного материала.

Способ осуществляют следующим образом.

Бактерии В. mucilaginosus относятся к хемоорганогетеротрофной

микрофлоре почв и грунтов, способны развиваться на питательных средах лишь с источником углерода без дополните пьных факторов роста. Систематически В. mucilaginosus находятся в 15 группе определителя бактерий Берги, сем. Bacillaceac, аэробы, образуют эндоспоры, клетка окружена слизистой капсулой. Размер клеток 0,3- 0,5 2-3 мкм, размер капсул мкм. Водную суспензию микроорганизмов в углеводной питательной среде получают инокулированием в раствор мелас- сы бактерий В„ mncilaginosus из чистой культуры, которую поддерживают на известных питательных средах.

Готовят углеводородную питательную среду, растворяя в воде мелассу до концентрации 0,5-2 мас.% на сухие вещества. В раствор мелассы вно- сят до концентрации 105 - 1 о клеток/мл чистую культуру микроорганизмов В. nucilaginosus, которую выращивают и поддерживают на известных для данного рода бактерий питатель- ных средах. Полученной бактериальной суспензией пропитывают минеральный заполнитель с расходом суспензии 0,2 - 0,4 м /т заполнителя, смесь выдерживают при 15 - 45 С в течение 1 - 4 сут, затем сушат при 100 - 105°С.

Примеры конкретного выполнения способа представлены в таблице,

Ч

Для бактериальной обработки ис- пользуют кварцевый песок с Мкр - 1,6 Оценку свойств заполнителя проводят на образцах 6 см, приготовленных из равноподвижных известковых строительных смесей с отношением песок:известь гашеная 1:0,05 мае.ч. Продолжительность воздушного твердения образцов 28 сут.

Содержание мелассы в суспензии 0,5 - 2 мас.% на сухие вещества -

оптимальная концентрация углеводов для развития указанных микроорганизмов . Выход за пределы этого интервала приводит к снижению скорости бактериального роста и уменьшению

количества образующихся экзоглика- нов.

Концентрация бактерий в суспензии lO5 клеток/мл - минимальная концентрация, обеспечивающая устойчивый и равномерный по всему объему обрабатываемого материала рост микроорганизмов. Уменьшение концентрации бактерий ниже этого предела приводит или к значительному снижению скорое- ти развития микроорганизмов, или к полной гибели микробного пула из-за действия неблагоприятных факторов - возможного присутствия в обрабатываемом заполнителе ингибиторов роста9 посторонней микрофлоры. Введение в суспензию свыше 109 клеток/мл не вызывает дополнительного прироста подвижности смеси и прочности строительного материала

Расход суспензии 0,2 - 0,4 м /т для обработки заполнителя обусловлен следующим: уменьшение количества суспензии приводит к снижении эффекта прироста показателей строительной смеси из-за неполного смачивания поверхности заполнителя и, следовательно, вывода части заполнителя из процесса бактериальной обработки; увеличение неэффективно по приросту показателей, так как избыточное количество суспензии не контактирует с поверхностью зерен заполнителя и н е участвует в обработке.

Время культивирования Заполнителя с бактериальной суспензией в течение 1 сут - минимальное время, необходимое для синтеза микроорганизмами достаточного количества экзогликанов обуславливающего эффективный прирост подвижности смеси и прочности строительного материала. Выдержка свыше 4 сут не вызывает дополнительного увеличения показателей.

Интервал температуры выдержки заполнителя с бактериальной суспензией 15 - 45°С определяется верхней и нижней температурными границами роста микроорганизмов Б. mucilaginosus. Выход за пределы этого интервала приводит к остановке развития бактерий, их гибели и потере положительного эффекта бактериальной обработки

Температурный интервал сушки обработанного заполнителя 100 - 105°С обусловлен температурой кипения воды и водных растворов низкой концентрации.

В процессе культивирования микроорганизмы В. mucilaginosus из моно- и дисахаридов мелассы синтезируют высокомолекулярные внеклеточные полисахариды - экзогликаны, имеющие в своем составе химически активные кислотные ионогенные группы. Экзогликаны взаимодействуют с заполнителем, образуя на его поверхности отрицательно заряженную оболочку, которая уменьшает трение между минеральными частицами и способна в процессе твердения вступать в реакцию ионного обмена с воздушными вяжущими с образованием нерастворимых соединений, что повышает и подвижной строительной смеси, и конечную прочность материала.

Формула изобретения

Способ обработки заполнителя для строительных смесей на воздушных вяжущих путем замачивания его в водной среде с последующей сушкой, о т л и ч а ю п( и и с я тем, что, с целью повышения подвижности смеси и прочности строительного материала, в качестве водной среды используют водную суспензию микроорганизмов Bacillus mucilaginosxis в углеводной питательной среде с концентрацией мелассы

0,5-2,0 мас,% на сухое вещество при концентрации микроорганизмов 105 - 10 клеток/мл,, а замачивают заполнитель при 15-45 С в течение 1-А сут с расходом суспензии 0,2-0,4 м /на 1 т заполнителя и сушку проводят при 100-105°С.

Изобретение относится к строительству, к способам обработки минеральных заполнителей для строительных смесей преимущественно на воздушных вяжущих, и может быть использовано в строительном производстве, при укреплении грунтов, в промышленности строительных материалов. Цель изобретения - повышение подвижности смеси и прочности строительного материала. Обрабатывают минеральный заполнитель водной суспензией микроорганизмов BACILLUS MUCILAGINOSUS в углеводной питательной среде с содержанием мелассы 0,5...2 мас.% на сухие вещества при концентрации бактерий 10⁵...10⁹ клеток/мл. Минеральный заполнитель пропитывают суспензией микроорганизмов в количестве 0,2...0,4 м³/т заполнителя, выдерживают при 15...45°С в течение 1...4 сут, затем сушат при 100...105°С. В результате микробиологической обработки на поверхности зерен заполнителя образуется оболочка из высокомолекулярных полисахаридов - экзогликанов. Экзогликаны увеличивают подвижность строительной смеси, а также вступают в химическое взаимодействие с воздушными вяжущими, повышая прочность строительного материала. 1 табл.

1 0ТI О

Условия обработки запол--,

нителя - кварцевого песка (Мкр 1.6)

Концентрация мелассы в углеводной питательной среде, мас.% на сухие вещества0,51,312

Концентрация микроорганизмов В. mucilaginosus в суспензии, клеток/мл10

Расход бактериальной суспензии, м /т песка0,20,30,

Температура обработки песка бактериальной суспензией, °С153045

Время выдержки песка с бактериальной суспензией, сут12,54

Характеристика образцов строительного материала из равнеподвижных смесей при соотношении песок :известь 1:0,05 (расплыв конуса 150 мм)

Расход воды эатворения,

л/м строительной смеси30729829

Водовяжущее отношение4,023,903,

Предел прочности при сжатии половинок призм х16 см через 28 сут твердения, Mil a0,420,490,

1 0ТI О9

319 4,18

0,33