Модифицирующие добавки на основе торфа предназначены для повышения прочности характеристик цементного камня и улучшения гидрофобных свойств.
Современные строительные технологии создания отделочных покрытий ориентированы на применение сухих строительных смесей. В Западносибирском регионе успешно работают предприятия, производящие сухие смеси различного назначения. Применение дорогостоящих химических добавок импортного производства приводит к существенному их удорожанию. Большинство регионов страны располагают достаточными запасами местных природных материалов (например, торфа) для организации производства на их основе модифицирующих добавок различного функционального назначения для регулирования свойств композиционных строительных материалов. Модифицирующие добавки могут быть получены путем физико-химической переработки торфа. Данные предположения базируются на анализе знаний вещественного состава, структуры и физико-химических свойств торфа, потенциальной способности торфа воспринимать глубокую переработку с использованием приемов химического модифицирования, термического воздействия, механохимической активации и др. Используя методы физического (термообработка) и химического (экстракция, растворение) воздействия на торф, а также механохимической активации, можно изменять состав и структуру соединений торфа путем направленного выделения разных групп органических соединений – битума, лигнина, целлюлозы, гуминовых веществ и др., что в перспективе позволит получать необходимые по составу и свойствам компоненты для производства модифицирующих добавок различного функционального назначения.. В основу работы положены результаты многолетних исследований авторов предлагаемого проекта по управлению процессами формирования структур твердения цементных систем на макро- микро- и наноуровне и прогнозированию параметров качества строительных композиционных материалов с использованием модифицирующих добавок на основе торфяного сырья различных месторождений, преимущественно Томской области. Анализ ранее проведенных в этой области исследований показал, что наиболее значимые результаты могут быть получены путем комбинированной (химическая, механическая и термическая) активации торфа, позволяющей более полно использовать особенности химического и группового состава торфа, с целью получения добавок – модификаторов направленного действия для регулирования технологических и эксплуатационных свойств композиционных строительных материалов с улучшенными эксплуатационными свойствами и расширения возможности использования их в строительстве.
Основные преимущества
Добавки на основе термомодифицированного торфа, регулирующие свойства цементных систем обладают эффектами гидрофобизации и упрочнения структуры цементного камня. При введении в строительные смеси (растворные, бетонные) добавок на основе торфа возрастают прочностные показатели до 40 - 60 %, и снижается водопоглощение цементного камня при капиллярном подсосе на 50-60 %.
- Обеспечивается возможность использования модифицированных торфяных добавок для изготовления бетонных и растворных смесей на основе цемента с улучшенными параметрами.
- Замена дорогостоящих добавок импортного производства с сохранением требуемых параметров качества.
- Возможность включения технологического процесса производства модифицирующих добавок в общую схему производства сухих строительных смесей с требуемыми свойствами.
Основные преимущества для потребителя
- Снижение стоимости конечного продукта – растворных и бетонных смесей.
- Улучшение эксплуатационных свойств композиционных материалов на цементном вяжущем.
Потенциальная емкость рынка полифункциональных добавок из торфа:
- Россия 35 тыс. тонн
- Томская область 2 тыс. тонн
Рыночные ограничения или ингибиторы спроса
Строительная отрасль является одним из основных потребителей тепла и энергии, поступающих на внутренний рынок. Основными причинами непродуктивной экономики строительства являются значительные энергетические затраты в технологиях строительства и высокая энергоемкость производства строительных материалов. Производство модифицирующих добавок с использованием торфа основано на применение энергосберегающих технологий. Сушка и пиролиз исходного сырья может осуществляться в установке быстрого пиролиза торфа, например УБПТ-100 Котельникова. Помимо термомодифицированной добавки, выходными продуктами УБПТ-100 будут являться: жидкое пиролизное топливо, синтезгаз и тепловая энергия, также могут быть использованы и другие энергетические установки по сжиганию твердого топлива. Особенностью предлагаемой технологии является возможность использования отходящего тепла для подготовки сырьевых материалов в производстве сухих смесей, например сушка песка.
Требования к сырью
Оптимальные режимы термоактивации и характер изменения группового состава торфа зависят от его типа. Предварительный анализ компонентного состава торфа позволяет прогнозировать возможность получения на основе верхового типа (с учетом повышенного содержания гидрофобных (битумных) веществ) гидрофобизирующих добавок, а на основе низинного типа (с учетом повышенного содержания минеральных и органоминеральных соединений) – добавок, регулирующих структурные характеристики цементных композиций.
Статус развития проекта
Создание прототипа. В настоящее время проводятся комплексные исследования свойств бетонов и растворов с применение модифицирующих добавок на основе торфа. Разрабатывается технология производства.
График продвижения проекта
1. Разработка технологии производства (2013 год)
2. Поиск коммерческих партнеров для продвижения продукции (2013 – 2014 годы)
3. Участие в выставках и тестирование препарата в странах Европы и других. (2013-2014 годы)
4. Сертификация и выход на рынок (2014-2015 годы).
Статус интеллектуальной собственности
- Патент. Заявка № 2011110477 т 18.03.2011г.
- зарегистрирован 10.08.2011г.
- Патент. Заявка
- № 2011110477 от 18.03.2011г. зарегистрирован 10.08.2011г.
Контактная информация
- Профессор кафедры ТГАСУ, директор НИИ СМ ТГАСУ д.т.н. Копаница Наталья Олеговна, Зав. кафедры Строительных материалов и технологий ТГАСУ, д.т.н, профессор
- Профессор кафедры Строительных материалов и технологий ТГАСУ, директор НИИ СМ ТГАСУ Копаница Наталья Олеговна 634003, г.Томск, пл. Соляная 2, +7 9039519290, kopanitsa@mail.ru
- Зав. кафедрой Строительных материалов и технологий ТГАСУ, д.т.н, профессор А.И. Кудяков.
