FI123503B - Materiaali käytettäväksi betonin lisäaineena - Google Patents

Materiaali käytettäväksi betonin lisäaineena Download PDF

Info

Publication number
FI123503B
FI123503B FI20096009A FI20096009A FI123503B FI 123503 B FI123503 B FI 123503B FI 20096009 A FI20096009 A FI 20096009A FI 20096009 A FI20096009 A FI 20096009A FI 123503 B FI123503 B FI 123503B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
cellulose
microfibrillar
additive
water
concrete
Prior art date
Application number
FI20096009A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20096009A0 (fi
FI20096009A (fi
Inventor
Antti Laukkanen
Hannele Kuosa
Markku Leivo
Kirsi Kataja
Antti Nurmi
Jan-Erik Teirfolk
Original Assignee
Upm Kymmene Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=41263427&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=FI123503(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Publication of FI20096009A0 publication Critical patent/FI20096009A0/fi
Priority to FI20096009A priority Critical patent/FI123503B/fi
Application filed by Upm Kymmene Corp filed Critical Upm Kymmene Corp
Priority to RU2012114729/03A priority patent/RU2548624C2/ru
Priority to EP10819963.9A priority patent/EP2493829B8/en
Priority to JP2012531464A priority patent/JP2013506615A/ja
Priority to US13/496,109 priority patent/US9174873B2/en
Priority to CN2010800450111A priority patent/CN102548928A/zh
Priority to PCT/FI2010/050764 priority patent/WO2011039423A1/en
Publication of FI20096009A publication Critical patent/FI20096009A/fi
Publication of FI123503B publication Critical patent/FI123503B/fi
Application granted granted Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0048—Fibrous materials
    • C04B20/006—Microfibres; Nanofibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
    • C04B18/24—Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/38—Polysaccharides or derivatives thereof
    • C04B24/383—Cellulose or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B1/00—Preparatory treatment of cellulose for making derivatives thereof, e.g. pre-treatment, pre-soaking, activation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00103—Self-compacting mixtures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/70—Grouts, e.g. injection mixtures for cables for prestressed concrete
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

Materiaali betonin lisäaineena käytettäväksi Keksinnön ala 5 Keksintö koskee lisäainetta sementtipitoiselle koostumukselle, jossa lisäaine käsittää mikrofibrillaarista selluloosaa ja/tai sen johdannaista ja/tai labiilia kemiallisesti modifioitua sellua tai selluloosaraakamateriaalia, joka muodostaa mikrofibrillaarista selluloosaa lisäaineen käytön aikana. Keksintö koskee myös menetelmää mainitun lisäaineen valmistamiseksi. Keksintö koskee lisäksi mikrofibrillaarisen selluloosan 10 ja/tai sen johdannaisen käyttöä betonin lisäaineessa. Keksintö koskee lisäksi mainitun lisäaineen tai labiilin sellun tai selluloosaraakamateriaalin käyttöä sementtipitoisen koostumuksen, kuten betonin, itsetiivistyvän betonin, laastin, juoksevan laastin tai injektiolaastin, valmistamiseksi. Keksintö koskee mainittua lisäainetta käsittävää sementtipitoista koostumusta ja menetelmää sitä varten, kuin myös mainitusta 15 sementtipitoisesta koostumuksesta valmistettua rakennuselementtiä. Keksintö koskee lisäksi sementtiä, joka käsittää esillä olevan keksinnön mukaista lisäainetta.
Keksinnön tausta 20 Betoni on rakennusmateriaalia, joka valmistetaan sementin, hiekan, kiven ja veden seoksesta. Betoni kiinteytyy ja kovettuu veden sekoittamisen ja valamisen jälkeen johtuen kemiallisesta prosessista, joka tunnetaan nimellä hydraatio. Vesi reagoi sementin kanssa, joka sitoo muut komponentit yhteen muodostaen lopulta kivimäistä materiaalia. Betonia käytetään päällysteiden, arkkitehtonisten rakennusten, 25 perustusten, moottoriteiden/teiden, siltojen/ylikulkusiltojen, pysäköintirakennusten, tiili/harkkoseinien ja porttien, aitojen ja pylväiden antureiden valmistamiseksi.
o o Betoniteknologiassa tärkeä kiinnostava alue on itsetiivistyvä betoni (SCC), joka leviää c\j ja tiivistyy itsestään painovoiman ansiosta. Näin muodoin mitään ulkoisesti g 30 aiheutettua tärytystä tai muuta tiivistysvaihetta ei tarvita. Kovettunut betoni toimii rakenteessa kuten normaalibetoni. Itsetiivistyvänä betonina on mahdollista valmistaa
X
£ erittäin suorituskykyistä betonia. Koska tiivistystyötä ei tarvitse tehdä, rakentamisen g aikainen melutaso alenee huomattavasti ja yksi työvaihe saadaan poistettua.
o
CD
σ> raakamateriaaleissa. Johtuen suurista ongelmista matala- ja normaalilujuisen SCC:n kanssa SCC: n käyttö matala-ja normaalilujuisissa betoneissa ei ole niin laajaa kuin se o 35 SCC: n ongelmana on betonin lajittuminen ja herkkyys vaihteluille
(M
2 voisi olla. Lajittuminen johtaa tavallisesti betoniin, jonka joitain ominaisuuksia ei voida hyväksyä. Lajittuminen voi olla joko veden tai kiviaineksen lajittumista. Veden lajittumisessa vesifaasi erottuu, kun sementti partikkelit painuvat ajan kuluessa. Kiviaineksen lajittuminen tapahtuu nopeammin, kun kiviainekset painuvat pastafaasin 5 aikana. Pasta on veden, sementin, muiden hienojakoisten jauheiden ja lisäaineiden seos. Pienet vaihtelut raakamateriaalin koostumuksessa tai kosteuspitoisuudessa voivat muuttaa SCC:n käyttäytymistä dramaattisesti. Tämä käyttöominaisuuksien vakauden puute on myös este SCC:n käytölle.
10 Niinpä on olemassa tarve parannetuista itsetiivistyvän betonin materiaaleista. Lisäksi on olemassa tarve lisätä tiksotrooppisuutta ja partikkelien suspensoituvuutta standardibetoniformulaatioiden märkä vaiheessa.
Injektiolaasteja on tarkoitettu käytettäviksi painevalumenetelmällä. Vaatimuksia 15 tällaisille materiaaleille ovat muun muassa korkea juoksevuus, matala lajittuminen ja matala veden erottuminen. Injektiolaasteissa tarvitaan erittäin korkea juoksevuus. Kaikissa sovelluksissa lujuusvaatimukset eivät ole kovin korkeita. Tästä syystä vesimäärän suhde sementtimäärään on monissa sovelluksissa erittäin suuri. Tämä johtaa lajittumisongelmiin ja juoksevan laastin riittämättömään tunkeutumiskykyyn.
20
Edellä mainittuja ongelmia on yritetty ratkaista käyttämällä viskositeettia lisääviä aineita, esimerkiksi vesiliukoisia polysakkarideja, kuten welankumia tai selluloosajohdannaisia. Patenttihakemukset GB 2 378 946 ja WO 03/018505 kuvaavat sellaisen lisäaineen valmistamisen sementtipitoisia koostumuksia varten, joissa 25 polysakkaridia ja/tai nanosilikaa käytetään viskositeettia modifioivina aineina. Patenttihakemus US 2003/159391 koskee kevytbetoniseosta, jossa viskositeettia g lisäävinä aineina käytetään liukoisia selluloosajohdannaisia. Esimerkiksi welankumin cm käyttö stabiloivana lisäaineena tunnetaan laajasti betoniteollisuudessa.
i
(M
30 Selluloosakuituja on aiemmin käytetty betonimateriaaleissa niiden mekaanisten x ominaisuuksien parantamiseksi; esimerkiksi US-patenttihakemuksessa 2005/112981, jossa selluloosakuituja on käytetty kuivanäytteiden lujuusominaisuuksien
CO
g parantamiseksi. Selluloosananoneulakiteitä on myös tutkittu betonin g jäykistemateriaalina, esimerkiksi julkaisussa Kuthcarlapati et ai. [Metals Materials and cm 35 Processes, 20(3): 307-314, 2008]. Lisäksi, ylempänä mainittujen julkaisujen tärkein päämäärä on ollut kuivanäytteiden mekaanisten ominaisuuksien parantaminen, toisin sanoen niiden ei ole tarkoitettu vaikuttavan märkäformulaatioihin. Ylempänä 3 mainituissa patenttihakemuksissa ja julkaisuissa käytetty selluloosakuitujen määrä on myös ollut korkea.
Keksinnön lyhyt kuvaus 5
Esillä oleva keksintö kuvaa uuden tavan edellä mainittujen betoniformulaatioissa tapahtuvien lajittumis- ja veden erottumisongelmien ratkaisemiseksi. Tämä keksintö perustuu mikrofibrillaarisen selluloosan ja/tai sen johdannaisten käyttöön stabiloivassa lisäaineessa.
10
Esillä oleva keksintö koskee sementtipitoisen koostumuksen lisäainetta, joka käsittää mikrofibrillaarista selluloosaa ja/tai sen johdannaista ja/tai labiilia kemiallisesti modifioitua sellua tai selluloosaraakamateriaalia, joka muodostaa mikrofibrillaarista selluloosaa lisäaineen käytön aikana, ja valinnaisesti vettä.
15
Esillä olevan keksinnön merkittävä etu on, että veden erottuminen kuin myös kiviaineksen painuminen betonissa vähenee. Mikrofibrillaarisen selluloosan ja/tai sen johdannaisten lisääminen kohottaa pastan tiksotrooppisuutta sekä notkistimen kanssa että ilman sitä. Mikrofibrillaarisen selluloosan ja/tai sen johdannaisten 20 vedenpidätyskyky on hyödyllinen ominaisuus käytettäessä niitä betonin lisäaineena.
Mikrofibrillaarista selluloosaa on sopivaa käyttää stabiloivana lisäaineena erityisesti korkeiden vesi/sementtisuhteiden (w/c) kanssa, toisin sanoen matalalujuuksisten- normaalilujuuksisten betonien kanssa. Mikrofibrillaarinen selluloosa ja/tai sen 25 johdannaiset auttavat erityisesti tekemään itsetiivistyvästä betonista vakaamman.
Veden erottuminen ja kiviaineksen painuminen vähenee ja näin betonin o kestävyysominaisuudet paranevat. Hienoimmat fibrillilisäaineet estävät veden o (M erottumisen tehokkaasti. Kiviaineksen painuminen vähenee myös merkittävästi i ^ käytettäessä sitä mikrofibrillaarisen selluloosan kanssa. Mikrofibrillaarista selluloosaa i 30 ja/tai sen johdannaisia käsittävän lisäaineen käyttö kompensoi myös hienoainesten x liian pientä määrää tai niiden huonoa laatua.
CL
05 g Vesipitoisessa ympäristössä mikrofibrillaarinen selluloosa ja/tai sen johdannaiset
CD
g muodostavat itsekasautuvan hydrogeeliverkon jopa matalissa konsentraatioissa.
^ 35 Nämä mikrofibrillaarisen selluloosan geelit ovat luonteeltaan erityisen leikkausohenevia ja tiksotrooppisia. Mikrofibrillaaristen selluloosageelien luontaisista 4 ominaisuuksista johtuen näillä materiaaleilla on myös voimakas kiviainesta suspensoiva kyky.
Mikrofibrillaarista selluloosaa ja/tai sen johdannaisia ei ole aiemmin kuvattu 5 käytettäväksi viskositeettia lisäävänä aineena tai stabiloivana lisäaineena betonisovelluksissa.
Esillä oleva keksintö koskee myös menetelmää esillä olevan keksinnön minkä tahansa patenttivaatimuksen mukaisen lisäaineen valmistamiseksi sementti pitoista 10 koostumusta varten, menetelmän käsittäessä mainitun lisäaineen aikaansaamiseksi vaiheet, joissa: - saadaan aikaan mikrofibrillaarista selluloosaa ja/tai sen johdannaista; - sekoitetaan yhteen mainittua mikrofibrillaarista selluloosaa ja/tai sen johdannaista ja valinnaisesti vettä; ja 15 - valinnaisesti lisätään ainakin yhtä notkistinta ja/tai dispergointiainetta ennen mikrofibrillaarisen selluloosan aikaansaamista, sen aikana tai sen jälkeen.
Esillä oleva keksintö koskee mikrofibrillaarisen selluloosan ja/tai sen johdannaisen käyttöä betonin lisäaineessa.
20
Esillä oleva keksintö koskee myös esillä olevan keksinnön mukaisen lisäaineen käyttöä sementtipitoisen koostumuksen kuten betonin, itsetiivistyvän betonin, laastin, juoksevan laastin tai injektiolaastin valmistamisessa.
25 Esillä oleva keksintö koskee myös esillä olevan keksinnön mukaisen labiilin sellun ja/tai selluloosaraakamateriaalin käyttöä betonin lisäaineessa tai sementtipitoisen o koostumuksen kuten betonin, itsetiivistyvän betonin, laastin, juoksevan laastin tai o c\i injektiolaastin valmistamisessa, dj 30 Keksintö koskee lisäksi sementti pitoista koostumusta, joka käsittää esillä olevassa x keksinnössä määriteltyä lisäainetta.
CL
05 g Esillä oleva keksintö koskee myös menetelmää mainitun sementtipitoisen g koostumuksen valmistamiseksi, menetelmän käsittäessä vaiheet, joissa: ^ 35 - sekoitetaan yhteen sementti pitoista sideainetta, kiviainesmateriaalia, vettä ja esillä olevan keksinnön mukaista ja patenttivaatimuksissa määriteltyä lisäainetta; ja - valinnaisesti lisätään ainakin yhtä notkistinta ja/tai dispergointiainetta.
5
Keksintö koskee lisäksi mainitusta sementti pitoisesta koostumuksesta valmistettua rakennuselementtiä ja sementtiä, joka käsittää esillä olevan keksinnön mukaista lisäainetta.
5
Piirustusten lyhyt kuvaus
Kuvio 1 esittää valomikroskooppikuvat sellusta (A), jauhetusta sellusta (B) ja mikrofibrillaarisesta selluloosasta (C) sekä atomivoimamikroskooppikuvan 10 mikrofibrillaarisesta selluloosasta (D).
Kuvio 2 esittää pastaseoksen reologiatutkimukset. Tässä on esitetty leikkausjännitys (Pa) vs. leikkausnopeus (1/s) verrokkipastalle ilman notkistinta ja seokselle, joka sisältää mikrofibrillaarista selluloosaa, jauhettua sellua tai sellua.
15
Kuvio 3 esittää pastaseoksen reologiatutkimukset. Tässä on esitetty leikkausjännitys (Pa) vs. leikkausnopeus (1/s) verrokkipastalle ilman notkistinta ja seokselle, joka sisältää mikrofibrillaarista selluloosaa notkistimen kanssa ja ilman sitä.
20 Kuvio 4 esittää leviämismittauksen tulokset 15 iskun jälkeen verrokkinäytteelle (A), sellua käsittävälle betoniseokselle (B), jauhettua sellua käsittävälle betoniseokselle (C) tai mikrofibrillaarista selluloosaa käsittävälle betoniseokselle (D).
Kuvio 5 esittää optisten ohuthietutkimusten tulokset, joissa esitetään lajittuminen 25 verrokki näytteessä (A), sellua käsittävässä betoniseoksessa (B), jauhettua sellua käsittävässä betoniseoksessa (C) tai mikrofibrillaarista selluloosaa käsittävässä ® betoniseoksessa (D). Kunkin kuvan korkeus on 2,75 mm. Lajittuminen on esitetty o cm 0-3 mm, 3-6 mm ja noin 20 mm pinnan alapuolella.
i C\l $£ 30 Kuvio 6 esittää optisten ohuthietutkimusten tulokset, joissa esitetään mikrorakenne x UV-valossa verrokki näytteessä (A), sellua käsittävässä betoniseoksessa (B), jauhettua Q_ sellua käsittävässä betoniseoksessa (C) tai mikrofibrillaarista selluloosaa käsittävässä 05 § betoniseoksessa (D). Kunkin kuvan korkeus on 2,75 mm.
CD
05 o cm 35 Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus 6
Esillä oleva keksintö kuvaa uuden tavan betoniformulaatioiden lajittumisen ja veden erottumiseen liittyvien ongelmien ratkaisemiseksi. Sen sijaan, että käytettäisiin liukoisia polysakkarideja, keksintö perustuu mikrofibrillaarisen selluloosan ja/tai sen johdannaisten käyttämiseen stabiloivana lisäaineena. Vesipitoisessa ympäristössä 5 mikrofibrillaarinen selluloosa muodostaa dispergoituneiden mikrofibrillien tai mikrofibrillikimppujen yhtenäisen hydrogeeliverkon. Geeli muodostuu erittäin hydratoituneista fibrilleistä, jotka kietoutuvat toisiinsa jopa erittäin matalissa konsentraatioissa. Fibrillit voivat vuorovaikuttaa myös vetysidosten välityksellä. Makroskooppinen rakenne tuhoutuu helposti mekaanisella sekoituksella, toisin sanoen 10 geeli alkaa levitä leikkausjännityksen kohotessa. Mikrofibrillaarista selluloosaa ja/tai sen johdannaisia ei ole aiemmin kuvattu käytettäviksi viskoosisuutta lisäävänä aineena tai stabiloivana lisäaineena betonisovelluksissa.
Esillä oleva keksintö koskee lisäainetta sementtipitoista koostumusta varten, jossa 15 lisäaine käsittää mikrofibrillaarista selluloosaa ja/tai sen johdannaista ja/tai labiilia kemiallisesti modifioitua sellua tai selluloosaraakamateriaalia, joka muodostaa mikrofibrillaarista selluloosaa lisäaineen käytön aikana. Keksintö koskee myös menetelmää lisäaineen valmistamiseksi sementtipitoista koostumusta varten, jossa lisäaine käsittää mikrofibrillaarista selluloosaa ja/tai sen johdannaista, menetelmän 20 käsittäessä mainitun lisäaineen aikaansaamiseksi vaiheet, joissa saadaan aikaan mikrofibrillaarista selluloosaa ja/tai sen johdannaista, sekoitetaan yhteen mainittua mikrofibrillaarista selluloosaa ja/tai sen johdannaista ja valinnaisesti vettä, lisäten valinnaisesti ainakin yhtä notkistinta ja/tai dispergoivaa ainetta ennen mikrofibrillaarisen selluloosan aikaansaamista, sen aikana tai sen jälkeen. Keksintö 25 koskee lisäksi mikrofibrillaarisen selluloosan käyttöä betonin lisäaineessa ja esillä olevan keksinnön mukaisen lisäaineen käyttöä sementtipitoisen koostumuksen, kuten g betonin, itsetiivistyvän betonin, laastin, juoksevan laastin tai injektiolaastin, o cm valmistamiseksi. Keksintö koskee lisäksi labiilin sellun ja/tai ^ selluloosaraakamateriaalin käyttöä betonin lisäaineessa tai sementtipitoisen 30 koostumuksen kuten betonin, itsetiivistyvän betonin, laastin, juoksevan laastin tai x injektiolaastin valmistamisessa.
CL
CD
g Keksintö koskee lisäksi menetelmää sementtipitoisen koostumuksen valmistamiseksi,
CD
g menetelmän käsittäessä vaiheet, joissa sekoitetaan yhteen sementtipitoista ^ 35 sideainetta, kiviainesmateriaalia, vettä ja esillä olevan keksinnön mukaista lisäainetta.
Keksintö koskee myös sementtipitoista koostumusta, joka käsittää esillä olevassa keksinnössä määriteltyä lisäainetta, kuin myös mainitusta sementti pitoisesta 7 koostumuksesta valmistettua rakennuselementtiä. Keksintö koskee lisäksi sementtiä, joka käsittää esillä olevan keksinnön mukaista lisäainetta.
Ellei muutoin ole spesifioitu, patenttikuvauksessa ja patenttivaatimuksissa käytetyillä 5 termeillä on merkitykset, joita tavallisesti käytetään rakennus- kuin myös sellu- ja paperiteollisuudessa. Seuraavilla termeillä on spesifisesti alempana kuvatut merkitykset.
Termillä "itsetiivistyvä betoni" joka tunnetaan myös nimillä itsekokoonpuristuva 10 betoni tai SCC, tarkoitetaan erittäin leviävää lajittumatonta betonia, joka leviää paikalleen, täyttää muotin ja koteloi jopa tiheimmin raudoitetut paikat ilman mekaanista tärytystä. Sen määritellään olevan betoniseos, joka voi levitä paikalleen pelkästään sen oman painon avulla ilman tärytystä.
15 Termi "sementtipitoinen sideaine" viittaa kaikkiin epäorgaanisiin materiaaleihin, jotka käsittävät kalsium-, alumiini-, pii-, happi- ja/tai rikkiyhdisteitä, joilla on riittävä hydraulinen aktiivisuus kiinteytyä tai kovettua veden läsnä ollessa.
Sementit sisältävät rajoittumatta yleiset nopeasti tai erittäin nopeasti sitoutuvat 20 Portia nd-sementit, sulfaattia kestävät sementit, modifioidut sementit, alumiinisementit, alumiinirikkaat sementit, kalsiumalumiinisementit ja sementit, jotka sisältävät sekundaarikomponentteja, kuten lentotuhkaa, potsolaania ja niiden kaltaisia komponentteja.
25 Termi "sementtipitoiset koostumukset" viittaa materiaaliin, joka koostuu sementtipitoisesta sideaineesta ja ainakin vedestä. Näitä materiaaleja ovat g esimerkiksi betoni, laastit ja juokseva laasti. Betoni koostuu tyypillisesti esimerkiksi o (M sementistä, vedestä, kiviaineksista ja monissa tapauksissa myös lisäaineista.
i
(M
30 Sementin sijasta voidaan käyttää muita sementtipitoisia materiaaleja, kuten x lentotuhkaa ja kuonasementtiä. Siihen lisätään kiviaineksia, yleensä karkeaa kiviainesta plus hienojakoista kiviainesta, kuin myös kemiallisia lisäaineita. Betonin σ> g kiviainekset sisältävät karkeita kiviaineksia, kuten soraa, kalkkikiveä tai graniittia ja
CD
g hienojakoisia kiviaineksia, kuten hiekkaa. Murskattua kiveä tai uudelleenkierrätettyä cm 35 murskattua betonia voidaan myös käyttää kiviaineksena.
8
Termi "kiviainesmateriaali" viittaa granulaariseen materiaaliin, joka on sopivaa betonissa käytettäväksi. Kiviainekset voivat olla luonnollisia, keinotekoisia tai uudelleenkierrätettyjä materiaalista, jota on aiemmin käytetty rakentamisessa.
5 Termi "karkea kiviaines" tarkoittaa kiviainesta, jossa suurin koko on 4 mm tai yli ja pienin koko on 2 mm tai yli.
Termi "hienojakoinen kiviaines" tarkoittaa kiviainesta, jossa suurin koko on 4 mm tai alle.
10
Termi "sementti/betonilisäaine" viittaa materiaaliin, jota lisätään betonin sekoitusprosessiin sementtimassaan verrattuna pieninä määrinä betonimassan tai kovettuneen betonin ominaisuuksien modifioimiseksi.
15 Termi "selluloosaraakamateriaali" viittaa mihin tahansa selluloosaraakamateriaali-lähteeseen, jota voidaan käyttää sellun, jauhetuni sellun tai mikrofibrillaarisen selluloosan valmistuksessa. Raakamateriaali voi perustua mihin tahansa kasvimateriaaliin, joka sisältää selluloosaa. Raakamateriaali voi olla peräisin myös määrätyistä bakteerifermentaatioprosesseista. Kasvimateriaali voi olla puuta. Puu voi 20 olla havupuuta, kuten kuusta, mäntyä, pihtaa, lehtikuusta, douglasinkuusta tai hemlokkia, tai lehtipuuta, kuten koivua, haapaa, poppelia, leppää, eukalyptusta tai akaasiaa, tai se voi olla havu- ja lehtipuiden seosta. Ei-puinen materiaali voi olla peräisin maataloustähteistä, ruohoista tai muista kasvimateriaaleista, kuten puuvillan, maissin, vehnän, kauran, rukiin, ohran, riisin, pellavan, hampun, manilahampun, 25 sisalhampun, juutin, rämin, kenafin, sokeriruokojätteen, bambun tai ruo'on oljista, lehdistä, kaarnasta, siemenistä, kuorista, kukista, vihanneksista tai hedelmistä. ° Selluloosaraakamateriaali voi olla peräisin myös selluloosaa tuottavasta mikro- ° organismista. Mikro-organismit voivat olla Acetobacter-, Agrobacterium-, Rhizobium-, £! Pseudomonas- tai Alcaligenes-sukua, edullisesti Acetobacter-sukua ja edullisemmin 30 laji Acetobacter xylinum tai Acetobacter pasteurianus.
X
cc
Termi "sellu" viittaa selluloosakuituihin, jotka on eristetty mistä tahansa 05 g selluloosaraakamateriaalista käyttämällä kemiallisia, mekaanisia, lämpömekaanisia tai g kemiallislämpömekaanisia kuidutusprosesseja. Kuitujen halkaisija on tyypillisesti ^ 35 15-25 pm ja pituus on yli 500 pm, mutta esillä olevan keksinnön ei ole tarkoitettu rajoittuvan näihin parametreihin. Tyypillisen "sellun" valomikroskooppikuva on esitetty kuviossa IA.
9
Termi "jauhettu sellu" viittaa jauhettuun selluloosamassaan. Sellun jauhaminen suoritetaan sopivalla laitteistolla, kuten jauhimella, hiomakoneella, homogenisaattorilla, murskaimella, kitkahiomakoneella, fluidisaattorilla, kuten 5 mikrofluidisaattorilla, makrofluidisaattorilla tai fluidisaattorityyppisellä homogenisaattorilla tai ultraäänisonikaattorilla. Kaikki selluloosakuidut eivät tyypillisesti ole täysin fibrilloituneita; läsnä on jauhetun selluloosamateriaalin lisäksi yhä suuri osa selluloosakuituja, joiden dimensiot eivät ole muuttuneet. Suurilla kuiduilla voi olla fibrilloitunut pinta jauhetussa sellussa. Hienojakoisin fraktio "sellun" 10 selluloosapohjaisessa materiaalissa koostuu mikrofibrillaarisesta selluloosasta, toisin sanoen selluloosamikrofibrilleistä ja mikrofibrillikimpuista, joiden halkaisija on alle 200 nm. Tyypillisen "jauhetun selluloosan" valomikroskooppikuva on esitetty kuviossa IB.
Termi "mikrofibrillaarinen selluloosa" viittaa selluloosaraakamateriaalista peräisin 15 olevien eristettyjen selluloosamikrofibrillien tai mikrofibrillikimppujen kokoelmaan.
Mikrofibrilleillä on tyypillisesti korkea aspektisuhde: pituus voi ylittää yhden mikrometrin samalla kun numerokeskiarvohalkaisija on tyypillisesti alle 200 nm.
Mikrofibrillikimppujen halkaisija voi myös olla suurempi, mutta on tyypillisesti alle 1 pm. Pienimmät mikrofibrillit ovat samankaltaisia kuin niin kutsutut elementaarifibrillit, 20 joiden halkaisija on tyypillisesti 2-12 nm. Fibrillien tai fibrillikimppujen dimensiot riippuvat raaka materiaa lista ja hajotusmenetelmästä. Mikrofibrillaarinen selluloosa voi sisältää myös jonkin verran hemiselluloosia; niiden määrä riippuu kasvi lähteestä.
Mikrofibrillaarisen selluloosan mekaaninen hajotus selluloosaraakamateriaalista, sellusta tai jauhetusta sellusta suoritetaan sopivalla laitteistolla, kuten jauhimella, 25 hiomakoneella, homogenisaattorilla, murskaimella, kitkahiomakoneella, ultraäänisonikaattorilla, fluidisaattorilla, kuten mikrofluidisaattorilla, g makrofluidisaattorilla tai fluidisaattorityyppisellä homogenisaattorilla.
o cm "Mikrofibrillaarinen selluloosa" voidaan myös eristää suoraan määrätyistä i fermentaatioprosesseista. Esillä olevan keksinnön mukainen selluloosaa tuottava i 30 mikro-organismi voi olla Acetobacter-, Agrobacterium-, Rhizobium-, Pseudomonas- tai x Alcaligenes-sukua, edullisesti Acetobacter-suV.ua ja edullisemmin laji Acetobacter ^ xylinum tai Acetobacter pasteurianus. "Mikrofibrillaarinen selluloosa" voi myös olla
CD
g mitä tahansa kemiallisesti tai fysikaalisesti modifioitua selluloosamikrofibrillien tai
CD
g mikrofibrillikimppujen johdannaista. Kemiallinen modifikaatio voi perustua esimerkiksi ^ 35 selluloosamolekyylien karboksimetylaatio-, hapetus-, esteröinti- tai eetteröi nti reaktioon. Modifikaatio voidaan suorittaa myös anionisten, kationisten tai ionittomien aineiden tai näiden minkä tahansa yhdistelmän fysikaalisella adsorptiolla 10 selluloosan pinnalle. Kuvattu modifikaatio voidaan suorittaa ennen mikrofibrillaarisen selluloosan valmistusta, sen valmistuksen jälkeen tai sen aikana.
Termi "labiili sellu tai selluloosaraakamateriaali" viittaa selluloosaraakamateriaalin tai 5 sellun määrättyihin modifikaatioihin. Esimerkiksi N-oksyylivälitteinen hapetus (esimerkiksi 2,2,6,6-tetrametyyli-l-piperidiini-N-oksidilla) johtaa erittäin labiiliin selluloosamateriaaliin, joka on helppo hajottaa mikrofibrillaariseksi selluloosaksi. Patenttihakemukset WO 09/084566 ja JP 20070340371 kuvaavat sellaiset modifikaatiot.
10
Termille mikrofibrillaarinen selluloosa on useita laajasti käytettyjä synonyymejä. Näitä ovat esimerkiksi: nanoselluloosa, nanofibrilloitu selluloosa (NFC), nanofibrillaarinen selluloosa, selluloosananokuitu, nanoskaalan fibrilloitu selluloosa, mikrofibrilloitu selluloosa (MFC) tai selluloosamikrofibrillit. Lisäksi määrättyjen mikrobien tuottamalla 15 m i k rof i b ri 11 a a ri se 11 a selluloosalla on myös useita synonyymejä. Esimerkiksi bakteeriselluloosa, mikrobiselluloosa (MC), bioselluloosa, nata de coco (NDC) tai coco de nata. Tässä keksinnössä kuvattu mikrofibrillaarinen selluloosa ei ole samaa materiaalia kuin niin kutsutut selluloosaneulakiteet, jotka tunnetaan myös nimillä: selluloosananoneulakiteet, selluloosananokiteet, selluloosananosauvat, sauvamaiset 20 selluloosamikrokiteet tai selluloosananolangat. Joissain tapauksissa samankaltaista terminologiaa käytetään molemmille materiaaleille, esimerkiksi julkaisussa
Kuthcarlapati et ai. [Metals Materials and Processes, 20(3): 307-314, 2008], jossa tutkittavaa materiaalia kutsuttiin "selluloosananokuiduksi", vaikka he selvästi viittasivat selluloosananoneulakiteisiin. Näillä materiaaleilla ei tyypillisesti ole 25 amorfisia segmenttejä fibrillirakenteessa, kuten mikrofibrillaarisella selluloosalla, mikä johtaa jäykempään rakenteeseen. Selluloosaneulakiteet ovat myös lyhyempiä kuin o mikrofibrillaarinen selluloosa; pituus on tyypillisesti alle yhden mikrometrin, o
(M
i ^ Tyypillisen "mikrofibrillaarisen selluloosan" valomikroskooppikuva on esitetty kuviossa i 30 1C, jossa suuria selluloosakuituja ei ole enää selvästi havaittavissa. Vahvemmalla x suurennoksella kuviossa ID voidaan havaita yksittäisiä mikrofibrillejä ja mikrofibrillikimppuja, joiden halkaisija on alle 100 nm. σ> o o g Termi "notkistin" viittaa materiaaliin, joka lisää sementtipastan juoksevuutta ja näin cm 35 ollen parantaa betonin työstettävyyttä vakiolla vesi/sementtisuhteella tai sallii betonin valmistuksen pienemmällä vesimäärällä samalla säilyttäen yhtäläisen työstettävyyden.
11
Termi "dispergointiaine" viittaa joko ei-pinta-aktiiviseen polymeeriin tai pinta-aktiiviseen aineeseen, tavallisesti kolloidiin, jota lisätään suspensioon partikkelien erottumisen parantamiseksi ja painumisen tai kokkaroitumisen estämiseksi.
5
Termi "veden erottuminen betonista" viittaa vesikerroksen muodostumiseen betonin pinnalle, jonka aiheuttaa kiinteiden aineiden painuminen betonin plastisen faasin aikana.
10 Termi "sisäinen veden erottuminen" viittaa veden erottumiseen itse betonirakenteen sisällä.
Termi "injektiolaasti" viittaa spesifiseen laastiin, jota on tarkoitettu käytettäväksi painevalumenetelmällä. Vaatimuksia näille aineille ovat muun muassa korkea 15 juoksevuus, alhainen lajittuminen ja alhainen veden erottuminen.
Esillä oleva keksintö saa aikaan lisäaineen sementtipitoiselle koostumukselle, jossa lisäaine käsittää mikrofibrillaarista selluloosaa ja/tai sen johdannaista ja/tai labiilia kemiallisesti modifioitua sellua tai selluloosaraakamateriaalia, joka muodostaa 20 mikrofibrillaarista selluloosaa lisäaineen käytön aikana, ja valinnaisesti vettä.
Lisäaine voi käsittää seoksen, joka voi olla esimerkiksi mikrofibrillaarisen selluloosan ja/tai sen johdannaisen kiinteää seosta tai dispersiota.
25 Esillä olevan keksinnön mukainen lisäaine voi lisäksi käsittää ainakin yhtä notkistinta. Esimerkki notkistimesta käsittää polykarboksyylieetterin tai sen johdannaisen, o ^ Esillä olevan keksinnön mukainen lisäaine voi lisäksi käsittää ainakin yhtä £! dispergointiainetta. Lisäaine voi lisäksi käsittää yhtä tai useampaa muuta 30 komponenttia, kuten vaahdonestoainetta, puskuria, hidastetta, pH-säätöainetta, x biosidia, säilöntäainetta, joudutinta ja/tai ilmaa sekoittavaa ainetta.
CL
<J> g Esillä olevan keksinnön mukainen lisäaine voi käsittää mikrofibrillaarista selluloosaa, g jossa selluloosamikrofibrillien tai mikrofibrillikimppujen halkaisija on alle 1 pm, ^ 35 edullisesti alle 200 nm, edullisemmin alle 100 nm.
12
Mikrofibrillaarinen selluloosa voi olla kemiallisesti tai fysikaalisesti modifioitua selluloosamikrofibrillien tai mikrofibrillikimppujen johdannaista. Mikrofibrillaarinen selluloosa voidaan saada raakamateriaalista, joka käsittää kasvimateriaalia tai joka on peräisin bakteerifermentaatioprosesseista. Kasvimateriaali voi olla puuta, kuten on 5 kuvattu ylempänä.
Esillä olevan keksinnön mukainen lisäaine voi käsittää labiilia kemiallisesti modifioitua sellua tai selluloosaraakamateriaalia. Selluloosaraakamateriaalin tai sellun modifikaatiot, kuten N-oksyylivälitteinen hapetus, johtavat hyvin labiiliin 10 selluloosamateriaaliin, joka helposti hajoaa mikrofibrillaariseksi selluloosaksi.
Esillä oleva keksintö saa aikaan menetelmän lisäaineen valmistamiseksi sementtipitoista koostumusta varten lisäaineen käsittäessä mikrofibrillaarisen selluloosan ja/tai sen johdannaisen seosta, jossa menetelmä käsittää mainitun 15 lisäaineen aikaansaamiseksi vaiheet, joissa: - saadaan aikaan mikrofibrillaarista selluloosaa ja/tai sen johdannaista; - sekoitetaan yhteen mainittua mikrofibrillaarista selluloosaa ja/tai sen johdannaista ja valinnaisesti vettä; ja - valinnaisesti lisätään ainakin yhtä notkistinta ja/tai dispergoivaa ainetta ennen 20 mikrofibrillaarisen selluloosan aikaansaamista, sen aikana tai sen jälkeen.
Esillä oleva keksintö saa aikaan mikrofibrillaarisen selluloosan ja/tai sen johdannaisen käytön betonin lisäaineessa.
25 Esillä oleva keksintö saa aikaan esillä olevan keksinnön mukaisen lisäaineen käytön sementtipitoisen koostumuksen kuten betonin, itsetiivistyvän betonin, laastin, ° juoksevan laastin tai injetointilaastin valmistamisessa. Keksinnön edullisessa ^ suoritusmuodossa betoni on itsetiivistyvää betonia, dj 30 Esillä oleva keksintö saa myös aikaan labiilin sellun ja/tai selluloosaraakamateriaalin x käytön betonin lisäaineessa tai sementtipitoisen koostumuksen kuten betonin, itsetiivistyvän betonin, laastin, juoksevan laastin tai injektiolaastin valmistamisessa.
05 o o g Keksinnön yhdessä suoritusmuodossa lisäaine käsittää lisäksi notkistinta ja/tai ^ 35 dispergoivaa ainetta. Mikrofibrillaarista selluloosaa ja/tai sen johdannaista voidaan käyttää yhdistelmänä notkistimen kanssa. Notkistin voidaan lisätä mikrofibrillaariseen 13 selluloosaan tai selluloosaraakamateriaaliin ennen mikrofibrillaarisen selluloosan valmistamista, sen valmistamisen jälkeen tai sen valmistamisen aikana.
Esillä oleva keksintö saa aikaan sementtipitoisen koostumuksen, joka käsittää esillä 5 olevan keksinnön mukaisen lisäaineen. Sementtipitoinen koostumus voi lisäksi käsittää sementtipitoista sideainetta, kiviainesmateriaalia ja vettä. Sementtipitoinen sideaine voi olla epäorgaanista materiaalia, joka käsittää kalsium-, alumiini-, pii-, happi- ja/tai rikkiyhdisteitä, joilla on riittävä hydraulinen aktiivisuus kiinteytyä tai kovettua veden läsnä ollessa.
10
Esillä olevan keksinnön suoritusmuodossa sementtipitoinen koostumus käsittää lisäainetta, jossa mikrofibrillaarisen selluloosan määrä on 2 paino-% tai alle sementtipitoisen sideaineen suhteen, edullisemmin 0,2 paino-% tai alle sementtipitoisen sideaineen suhteen alarajan ollessa 0,002 paino-% sementtipitoisen 15 sideaineen suhteen, ja jossa veden suhde sementtiin on 1,0 tai alle.
Esillä olevan keksinnön muussa suoritusmuodossa sementtipitoinen koostumus käsittää lisäainetta, jossa mikrofibrillaarisen selluloosan määrä on 2 paino-% tai alle veden suhteen, edullisesti 0,2 paino-% tai alle veden suhteen, jossa veden suhde 20 sementtiin on 1,0 tai yli.
Keksinnön suoritusmuodossa koostumus käsittää lisäksi ainakin yhtä notkistinta ja/tai ainakin yhtä dispergoivaa ainetta.
25 Keksinnön suoritusmuodossa sementtipitoinen koostumus on betonia, edullisesti itsetiivistyvää betonia. Keksinnön muussa suoritusmuodossa sementtipitoinen o koostumus on injektiolaastia.
δ
(M
£! Esillä oleva keksintö saa aikaan menetelmän esillä olevan keksinnön mukaisen $9 30 sementtipitoisen koostumuksen valmistamiseksi menetelmän käsittäessä vaiheet, x joissa: Q_ - sekoitetaan yhteen sementtipitoista sideainetta, kiviainesmateriaalia, vettä ja esillä 05 g olevassa keksinnössä määriteltyä lisäainetta; ja to 05 - valinnaisesti lisätään ainakin yhtä notkistinta ja/tai dispergoivaa ainetta.
° ^ CM 35
Esillä olevan keksinnön suoritusmuodossa menetelmä sementtipitoisen koostumuksen valmistamiseksi käsittää, että mikrofibrillaarisen selluloosan määrä on 2 paino-% tai 14 alle sementtipitoisen sideaineen suhteen, edullisesti 0,2 paino-% tai alle sementtipitoisen sideaineen suhteen, alarajan ollessa 0,002 paino-% sementtipitoisen sideaineen suhteen, ja että veden suhde sementtiin on 1,0 tai alle.
5 Esillä olevan keksinnön muussa suoritusmuodossa menetelmä sementtipitoisen koostumuksen valmistamiseksi käsittää, että mikrofibrillaarisen selluloosan määrä on 2 paino-% tai alle veden suhteen, edullisesti 0,2 paino-% tai alle veden suhteen, ja että veden suhde sementtiin on 1,0 tai yli.
10 Esillä oleva keksintö saa aikaan rakennuselementin, joka on valmistettu mainitusta se m e n tt i p i to i sesta koost u m u ksesta.
Esillä oleva keksintö saa aikaan sementin, joka käsittää esillä olevan keksinnön mukaista lisäainetta.
15
Keksintö esittää uuden lisäaineen sementtipitoista koostumusta varten, joka lisäaine käsittää mikrofibrillaarista selluloosaa ja/tai sen johdannaista. Keksinnön edullinen suoritusmuoto koskee mikrofibrillaarisen selluloosan käyttöä betonin lisäaineena.
20 Keksintö perustuu mikrofibrillaarisen selluloosan ja/tai sen johdannaisten käyttöön stabiloivana lisäaineena betonissa. Vesipitoisessa ympäristössä mikrofibrillaarinen selluloosa muodostaa dispergoituneiden mikrofibrillien tai mikrofibrillikimppujen yhtenäisen hydrogeeliverkon. Geeli muodostuu erittäin hydratoituneista fibrilleistä, jotka kietoutuvat toisiinsa jopa erittäin matalissa konsentraatioissa. Fibrillit voivat 25 vuorovaikuttaa myös vetysidosten välityksellä. Makroskooppinen rakenne on helppo tuhota mekaanisella sekoituksella, toisin sanoen geeli alkaa levitä leikkausjännityksen ® kohotessa.
δ C\] £! Keksinnön spesifisessä suoritusmuodossa materiaalien kemiallinen koostumus oli & 30 identtinen, ainoastaan fibrillaatiotasoa muutettiin. Kuitujen keskimääräiset dimensiot x pienenivät fibrillaation aikana.
CL
<J> g Vesipitoisessa ympäristössä sellu ja jauhettu sellu muodostivat faasierottuvan g kuitususpension, jolla ei ollut mitään selvää tiksotrooppista käyttäytymistä, kun taas ^ 35 mikrofibrillaarinen selluloosa muodostaa itsekasautuvan hydrogeeliverkon jopa matalissa konsentraatioissa. Nämä mikrofibrillaarisen selluloosan geelit ovat luonteeltaan erittäin leikkausohenevia ja tiksotrooppisia. Mikrofibrillaaristen 15 selluloosageelien luontaisista ominaisuuksista johtuen näillä materiaaleilla on myös voimakas kiviainesta suspensoiva kyky.
Laboratorio- ja kenttätestaukset suoritetaan korkean vesi-sementtisuhteen omaavilla 5 (w/c) ja itsetiivistyvillä betoneilla. Injektiolaastien avulla voidaan osoittaa, että laastin tunkeutumiskyky paranee ja lajittuminen vähenee esillä olevaa lisäainetta käyttämällä. Näissä testeissä testataan korkean vesi-sementtisuhteen omaavia laasteja tämän käyttäytymisen varmistamiseksi. Suoritetaan myös reologiatestit useammilla erilaisilla annoksilla ja erilaisilla selluloosajohdannaisilla parhaiden 10 materiaalien ja annosten spesifioimiseksi eri sovelluksissa.
Seuraavat esimerkit on esitetty keksinnön lisäkuvaamiseksi eikä niiden ole tarkoitettu rajoittavan sen piiriä. Patenttikuvaukseen perustuen alan ammattimies kykenee modifioimaan keksintöä monilla tavoilla.
15
ESIMERKIT
Materiaalit 20 Selluloosamateriaali Käytettiin seuraavia selluloosamateriaaleja: sellua (näyte 1), jauhettua sellua (näyte 2) ja mikrofibrillaarista selluloosaa (näyte 3). Sellu (näyte 1) oli valkaistua koivusellua, joka oli valmistettu tavanomaisella kemiallisella kuidutusprosessilla. Jauhettu sellu (näyte 2) valmistettiin samasta sellusta käyttämällä tavanomaista Voith 25 Sulzer -jauhinta (300 kWh/t). Mikrofibrillaarinen selluloosa (näyte 3) valmistettiin jauhetusta sellusta (näyte 2) käyttämällä teollisuusfluidisaattoria. o o cm Käytettyjen selluloosamateriaalien dimensiot voidaan arvioida kuvion 1 ™ mikroskooppikuvista. Sellussa (kuvio IA) ja jauhetussa sellussa (kuvio IB) i 30 selluloosakuidut ovat selvästi havaittavissa normaalilla valomikroskoopilla. Suurten x kuitujen halkaisija on tyypillisesti 15-25 pm ja pituus on yli 500 pm (kuviot IA ja IB).
^ Jauhetussa sellussa on läsnä myös hienompia selluloosafibrillejä tai fibrillikimppuja
CD
o (kuvio IB). Mikrofibrillaarisessa selluloosassa suuria selluloosakuituja ei ole enää g havaittavissa (kuvio 1C). Vahvemmalla suurennoksella, ks. AMF-kuva kuviossa ID, ° 35 voidaan havaita erittäin vahvasti toisiinsa kietoutuneita yksittäisiä selluloosamikrofibrillejä ja fibrillikimppuja, joiden halkaisija on 10-100 nm.
16
Esimerkki 1
Pastaseoksen reologiatutkimukset
Menetelmät 5
Sekoitus
Pastan sekoitus suoritettiin Hobbart -laastisekoittimella. Sekoitusaika oli kolme minuuttia (kaksi minuuttia hitaalla nopeudella + yksi minuutti suurella nopeudella). Sellu ja selluloosamateriaali sekoitettiin ensin manuaalisesti veteen (ja valinnaisesti 10 notkistimen kanssa) vispilällä.
Reologia
Pastaseoksen reologia tutkittiin viskometrillä (Rheotest RN4). Sekoituksen jälkeen pasta lisättiin koaksiaalilieriöön mittausta varten. Leikkausnopeutta vaihdeltiin ja 15 mitattiin leikkausjännitys.
Koesuunnitelma
Pastaseosten koostumukset on esitetty taulukossa 1.
20
O
δ C\] dj <o
X
cc
CL
σ> o o <o 05 o o
CM
17
Taulukko 1. Pastaseosten suunnitteluperiaatteet
Sarja 1 Sarja 2 m (vesi)/m (sementti) 0,45 0,45
Kuidut verrokki = ei kuituja, verrokki = ei kuituja, kuidut 1,2 ja 3 kuitu 3 m (kuidut)/m (vesi) 0,375 paino-%, 0,375 paino-%, verrokki = 0 % verrokki = 0 % m (notkistin)/ - 0,23 % m (sementti)
Kuidut 1, 2 ja 3 tarkoittavat: (1) sellua, (2) jauhettua sellua ja (3) mikrofibrillaarista selluloosaa 5 Pastaseosten reologia tutkittiin välittömästi sekoituksen jälkeen. Testin suorittaminen vei noin 15 minuuttia.
Koetulokset 10 Koetulokset on esitetty kuvioissa 2 ja 3.
Reologiatestaukseen perustuen (kuvio 2) voidaan päätellä, että mikrofibrillaariset selluloosakuidut lisäävät pastan muovattavuutta ja tiksotrooppisuutta.
15 Havaittiin myös, että jauhettu sellu toimi hiukan samalla tavalla kuin mikrofibrillaarinen selluloosa, mutta se lisäsi muovattavuutta ja tiksotrooppisuutta vähemmän, koska mikrofibrillaarisen selluloosan määrä on pieni jauhetussa sellussa.
? Havaittiin, kuinka mikrofibrillaariset selluloosakuidut vuorovaikuttavat o 20 polykarboksylaattipohjaisen notkistimen kanssa (kuvio 3). Notkistin alensi odotetusti
CM
-7 pastan muovattavuutta, mutta tiksotrooppisuus ei kuitenkaan hävinnyt. Tämä on päinvastaista verrattuna joillekin epäorgaanisille nanopartikkeleille havaittuun Ϊ käyttäytymiseen, joissa jo pienen notkisti n määrä n on havaittu tuhoavan tiksotrofian.
Q_
CD
O
O
CO
05
O
O
CM
18
Esimerkki 2
Selluloosamateriaalia lisäaineena käsittävien betoniseosten tutkimukset
Menetelmät 5
Sekoitus
Betonin sekoitus suoritettiin EN 196-1 -standardin (Sementin testausmenetelmät, osa 1: Lujuuden määritys) mukaisella menetelmällä. Sellu ja selluloosamateriaali sekoitettiin ensin manuaalisesti veteen (ja valinnaisesti notkistimen kanssa) vispilällä.
10
Reologia
Betonin (kiviaineskoko < 8 mm) työstettävyys mitattiin Haegermann- leviämistaulukolla. Leviäminen (mm) mitattiin ennen kuin annettiin 15 DIN 18550 -standardin mukaista iskua ja niiden jälkeen.
15
Veden erottuminen
Betonin veden erottuminen (tilavuusprosenttina) mitattiin yksi ja kolme tuntia sekoituksen jälkeen. Tuore seos valettiin 0,5 litran astiaan sekoituksen lopussa. Koesuunnitelma oli sovitus SFS 5290 -standardista.
20
Lujuustutkimukset
Valettiin betoninäytteet (40 x 40 x 160 mm) lujuustutkimuksia varten. Puristus- ja taivutuslujuus (MPa) mitattiin 1, 7 ja 28 vuorokauden jälkeen (EN 196-1). Puristuslujuus laskettiin kuuden mittauksen keskiarvona ja taivutuslujuus mitattiin 25 kolmen mittauksen keskiarvona.
o Ohuthietutkimukset o cvj Valomikroskooppitutkimuksia varten valmistettiin petrografiset ohuthieet. Ohuthieet kyllästettiin fluoresoivalla epoksilla. Ohuthieen lopullinen koko oli 35 mm x 55 mm x i 30 25 pm. Ohuthieiden mikroskooppikuvat otettiin Leica Qwin -kuvantamis- x analysaattorilla.
CL
CD
O
O
CO
CD
O
O
CVJ
19
Koesuunnitelma 1,5% mikrofibrillaarinen selluloosadispersio testattiin EN 196-1 -standardin mukaisissa betoniformulaatioissa. Maksimaalinen kiviaineskoko oli < 8 mm ("CEN 5 Reference Sand")· Käytettiin myös tavanomaista sellua ja jauhettua sellua. Valmistettiin myös verrokkiseokset, joissa ei käytetty ollenkaan lisäaineita. Märkäformulaatioiden juoksevuus, reologia ja vedenpidätyskyky tutkittiin ja arvioitiin kovettuneiden näytteiden taivutuslujuus, puristuslujuus ja mikrorakenne. Tiedot betoniseosten kiinteämateriaalipitoisuudesta ja koostumuksista on esitetty taulukossa 10 2.
Taulukko 2. Koostumukset betoniseoksille, jotka käsittävät (1) sellua, (2) jauhettua sellua tai (3) mikrofibrillaarista selluloosaa, kuin myös verrokkinäytteen, joka ei sisällä ollenkaan selluloosamateriaalia Seos Materiaalit (kg/m3)
Sementti Kiviaines Vesi Notkistin Selluloosa CEM I 52,5 N (DIN- (Glenium 51) -tuote standardi) (kiinteä)
Verrokki 5Ϊ0 1529 255 8^2 Ö (1) Sellu 5Ö9 Ϊ528 255 84 0^83 (2) Jauhettu sellu 5Ö9 1527 253 84 2^56 (3) Mikrofibril- 5Ö9 1528 255 84 0^83 laarinen selluloosa 15
Tulokset ° Betonimassa o cv
CNJ
γ 20 Kun selluloosamateriaaleja sekoitettiin ensin betonin ja veden kanssa vispilällä, ^ havaittiin, että tasalaatuisen dispersion saaminen ei onnistunut sellua (1) ja jauhettua ^ sellua (2) käyttämällä. Visuaaliseen tarkasteluun perustuen mikrofibrillaarinen
CL
selluloosa (3) dispergoitui tasalaatuisemmin kuin sellu (1) ja jauhettu sellu (2).
o o co § 25 Betonin veden erottuminen mitattiin yksi ja kolme tuntia sekoittamisen jälkeen, o
Veden erottumistulokset on esitetty taulukossa 3. Reologiatulokset on myös esitetty taulukossa 3 ja mittausten kuvat on esitetty kuviossa 4.
20
Taulukko 3. Tulokset verrokkinäytteen ja (1) sellua, (2) jauhettua sellua tai (3) mikrofibrillaarista selluloosaa käsittävien betoniseosten leviämisestä ja veden erottumisesta.
Seos Leviäminen Veden erottuminen
Annos O iskua 15 iskua Yhden Kolmen (sementti-%) tunnin tunnin jälkeen jälkeen
Verrokki Ö 235 245 6,1 % 6,6 % (1) Sellu M6 210 235 3,5 % 4,1 % (2) Jauhettu sellu Ö^5Ö 1ÖÖ Ϊ50 0,2 % 0,8 % (3) Mikrofibrillaa- 0^16 lÖÖ 14Ö 0,4 % 0,9 % rinen selluloosa 5 Verrokkiseoksessa, jossa ei ollut yhtään selluloosaa, tapahtui voimakas veden erottuminen. Leviämisarvo oli korkea, 245 mm, mutta seos lajittui myös leviämiskokeessa (kuvio 4A).
Betoniseoksessa, joka käsitti mikrofibrillaarista selluloosaa, ei tapahtunut merkittävää 10 veden erottumista (< 1 %). Leviämisarvo oli keskinkertainen, 140 mm (katso myös kuvio 4D).
Betoniseoksessa, joka käsitti jauhettua sellua, ei tapahtunut merkittävää veden erottumista (< 1 %). Leviämisarvo oli keskinkertainen, 150 mm (kuvio 4C). On 15 huomattava, että lisätty jauhetun sellun määrä oli noin kolminkertainen mikrofibrillaarisen selluloosan määrään verrattuna (taulukko 3).
2 Sellua käsittävässä betoniseoksessa tapahtui voimakas veden erottuminen.
O
^ Leviämisarvo oli korkea, 235 mm, mutta seos lajittui myös leviämiskokeessa (kuvio
C\J
V 20 4B).
CD
x en
CL
O) o o
CD
O) o o
(M
21
Kovettunut betoni
Ohuthietutkimukset (kuvio 5) esittävät, että verrokkibetoniseoksessa tapahtui voimakas veden erottuminen ja kiviaineksen painuminen. Vesi ja pasta erottuivat 5 betonin pinnalle, kun taas kiviaines oli pohjalla.
Betoni seoksessa, joka käsitti mikrofibrillaarista selluloosaa, ei tapahtunut kiviaineksen painumista, kuten voidaan havaita kuviosta 5.
10 Betoni seoksessa, joka käsitti jauhettua sellua, ei tapahtunut kiviaineksen painumista, kuten voidaan havaita kuviosta 5. Jälleen on huomattava, että lisätty jauhetun sellun määrä oli noin kolminkertainen mikrofibrillaarisen selluloosan määrään verrattuna (taulukko 3).
15 Sellua käsittävässä betoniseoksessa tapahtui voimakas kiviaineksen painuminen. Vesi ja pasta erottuivat betonin pinnalle, kuten voidaan havaita kuviosta 5.
On huomattava, että selluloosamateriaalia tarvitaan pienempi annos, kun betoniseoksessa käytetään mikrofibrillaarista selluloosaa verrattuna jauhettuun 20 selluun, koska käytetty mikrofibrillaarisen selluloosan määrä on pienempi kuin jauhetun sellun.
Mikrorakennetta tutkittiin myös UV-valolla. Tulokset optisista ohuthietutkimuksista on esitetty kuviossa 6. Voidaan havaita, että verrokki näytteessä tapahtui voimakas, 25 selvästi epänormaali sisäinen veden erottuminen (kuvio 6A). Sisäinen veden erottuminen oli muodostanut betonin sisään kanava verkoston. Myös sellua o käsittävässä betoniseoksessa oli jonkin verran sisäistä veden erottumista (kuvio 6B), o <m kun taas jauhettua sellua (kuvio 6C) tai mikrofibrillaarista selluloosaa (kuvio 6D) i käsittävissä seoksissa ei tapahtunut ollenkaan sisäistä veden erottumista, joissa i 30 mikrorakenne oli hyvä ja homogeeninen. Sisäinen veden erottuminen ja sisäinen x kanava verkosto alensivat betonin tiiviys- ja kestävyysominaisuuksia °· verrokki näytteessä ja sellua käsittävässä betoniseoksessa.
CD
O
O
CD
g Puristus- ja taivutuslujuusmittaukset osoittivat, että yhdelläkään testiseoksella ei ^ 35 esiintynyt mitään merkittävää lujuusvaikutusta.

Claims (17)

1. Sementtilisäaineen käyttö, joka lisäaine käsittää - mikrofibrillaarista selluloosaa tai labiilia kemiallisesti modifioitua sellua tai 5 selluloosaraakamateriaalia, joka sellu tai selluloosaraakamateriaali muodostaa mikro-fibrillaarista selluloosaa lisäaineen käytön aikana; itsetiivistyvän betonin, juoksevan laastin tai injektiolaastin valmistuksessa.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö, jossa lisäaine on seos, joka on 10 mikrofibrillaarisen selluloosan kiinteä seos tai dispersio.
3. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen käyttö, jossa lisätään notkistinta ja/tai dispergointiainetta ennen sementtipitoisen koostumuksen valmistamista tai sen valmistamisen aikana. 15
4. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen käyttö, jolloin lisäaine käsittää mikrofibrillaarista selluloosaa, jossa selluloosamikrofibrillien tai mikrofibrillikimppujen halkaisija on alle 1 pm, edullisesti alle 200 nm, edullisemmin alle 100 nm. 20
5. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen käyttö, jossa mikrofibrillaarinen selluloosa on kemiallisesti tai fysikaalisesti modifioitua selluloosamikrofibrillien tai mikrofibrillikimppujen johdannaista.
6. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen käyttö, jossa m mikrofibrillaarinen selluloosa on saatu raakamateriaalista, joka käsittää o kasvimateriaalia tai joka on peräisin bakteerifermentaatioprosesseista. i m o
^ 7. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen käyttö, jossa labiili o 30 sellu tai selluloosaraakamateriaali on saatu N-oksyylivälitteisellä hapetuksella. X CC CL
8. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen käyttö, jossa § mikrofibrillaarinen selluloosa on saatu N-oksyylivälitteisellä hapetuksella. o o C\J
9. Sementtipitoinen koostumus, joka käsittää - mikrofibrillaarista selluloosaa tai labiilia kemiallisesti modifioitua sellua tai selluloosaraakamateriaalia, joka muodostaa mikrofibrillaarista selluloosaa lisäaineen käytön aikana; ja - ainakin yhtä notkistinta ja/tai dispergoivaa ainetta; ja 5 valinnaisesti vettä.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen sementtipitoinen koostumus, jossa mikrofibrillaarisen selluloosan määrä on 2 paino-% tai alle sementtipitoisen sideaineen suhteen, edullisemmin 0,2 paino-% tai alle sementti pitoisen sideaineen 10 suhteen alarajan ollessa 0,002 paino-% sementti pitoisen sideaineen suhteen, ja jossa veden suhde sementtiin on 1,0 tai alle.
11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen sementtipitoinen koostumus, jossa mikrofibrillaarisen selluloosan määrä on 2 paino-% tai alle veden suhteen, edullisesti 15 0,2 paino-% tai alle veden suhteen, ja jossa veden suhde sementtiin on 1,0 tai yli.
12. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 9, 10 tai 11 mukainen sementtipitoinen koostumus, jossa sementtipitoinen koostumus on betonia, edullisesti itsetiivistyvää betonia. 20
13. Menetelmä minkä tahansa patenttivaatimuksen 9-12 mukaisen sementtipitoisen koostumuksen valmistamiseksi, menetelmän käsittäessä vaiheet, joissa: - sekoitetaan yhteen sementtipitoista sideainetta, kiviainesmateriaalia, vettä ja sementtilisäainetta, 25 joka sementtilisäaine käsittää mikrofibrillaarista selluloosaa, joka saadaan aikaan labiilisti kemiallisesti modifioidusta sellusta tai selluloosaraakamateriaalista £2 sementtipitoisen koostumuksen valmistuksen aikana. δ c\j i
14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, jossa mikrofibrillaarisen i g 30 selluloosan määrä on 2 paino-% tai alle sementtipitoisen sideaineen suhteen, x edullisesti 0,2 paino-% tai alle sementtipitoisen sideaineen suhteen alarajan ollessa 0,002 paino-% sementtipitoisen sideaineen suhteen, ja jossa veden suhde sementtiin O) g on 1,0 tai alle. CO o o ° 35
15. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, jossa mikrofibrillaarisen selluloosan määrä on 2 paino-% tai alle veden suhteen, edullisesti 0,2 paino-% tai alle veden suhteen, ja jossa veden suhde sementtiin on 1,0 tai yli.
16. Sementtilisäaine, joka käsittää labiilia kemiallisesti modifioitua N-oksyylivälitteisellä hapetuksella saatua sellua tai selluloosaraakamateriaalia, joka muodostaa mikrofibrillaarista selluloosaa lisäaineen käytön aikana. 5
17. Sementtilisäaine, joka käsittää N-oksyylivälitteisellä hapetuksella saatua mikrofibrillaansta selluloosaa. co δ c\j i m o i CO o X cc CL CD O O CO O) O O C\l
FI20096009A 2009-10-02 2009-10-02 Materiaali käytettäväksi betonin lisäaineena FI123503B (fi)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20096009A FI123503B (fi) 2009-10-02 2009-10-02 Materiaali käytettäväksi betonin lisäaineena
RU2012114729/03A RU2548624C2 (ru) 2009-10-02 2010-10-01 Материал для использования в качестве добавки в бетон
PCT/FI2010/050764 WO2011039423A1 (en) 2009-10-02 2010-10-01 Material to be used as a concrete additive
EP10819963.9A EP2493829B8 (en) 2009-10-02 2010-10-01 Material to be used as a concrete additive
JP2012531464A JP2013506615A (ja) 2009-10-02 2010-10-01 コンクリート添加剤として使用される材料
US13/496,109 US9174873B2 (en) 2009-10-02 2010-10-01 Material to be used as a concrete additive
CN2010800450111A CN102548928A (zh) 2009-10-02 2010-10-01 用作混凝土添加剂的材料

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20096009A FI123503B (fi) 2009-10-02 2009-10-02 Materiaali käytettäväksi betonin lisäaineena
FI20096009 2009-10-02

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20096009A0 FI20096009A0 (fi) 2009-10-02
FI20096009A FI20096009A (fi) 2011-04-03
FI123503B true FI123503B (fi) 2013-06-14

Family

ID=41263427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20096009A FI123503B (fi) 2009-10-02 2009-10-02 Materiaali käytettäväksi betonin lisäaineena

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9174873B2 (fi)
EP (1) EP2493829B8 (fi)
JP (1) JP2013506615A (fi)
CN (1) CN102548928A (fi)
FI (1) FI123503B (fi)
RU (1) RU2548624C2 (fi)
WO (1) WO2011039423A1 (fi)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI124724B (fi) * 2009-02-13 2014-12-31 Upm Kymmene Oyj Menetelmä muokatun selluloosan valmistamiseksi
FI125948B (fi) * 2009-06-18 2016-04-29 Stora Enso Oyj Paperin valmistusmenetelmä
US20130000856A1 (en) * 2010-03-15 2013-01-03 Upm-Kymmene Oyj Method for improving the properties of a paper product and forming an additive component and the corresponding paper product and additive component and use of the additive component
FI123184B (fi) * 2011-04-20 2012-12-14 Upm Kymmene Corp Menetelmä ja laitteisto lisäaineen lisäämiseksi sementtimäiseen koostumukseen
US9056792B2 (en) * 2011-06-30 2015-06-16 Weyerhaeuser Nr Company Internally curing cement based materials
BR112014019955A8 (pt) 2012-02-24 2017-07-11 Hercules Inc Celulose nanocristalina (ncc) em composto comum usado com fita (jc)
GB201203651D0 (en) 2012-03-01 2012-04-18 Cellucomp Ltd Cellulose compositions, methods of preparing cellulose compositions and products comprising cellulose compositions
FI20125943A (fi) * 2012-09-11 2014-03-12 Upm Kymmene Corp Menetelmä ja seos keraamien valmistamiseksi
JP6183678B2 (ja) * 2012-09-27 2017-08-23 株式会社大林組 溶液型グラウト及びそれを用いたグラウト工法
FI127526B (fi) * 2012-11-03 2018-08-15 Upm Kymmene Corp Menetelmä nanofibrilliselluloosan valmistamiseksi
CA2912190A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 Purdue Research Foundation Cellulose nanocrystal additives and improved cementious systems
JP6248424B2 (ja) * 2013-06-12 2017-12-20 株式会社大林組 地盤改良方法
FI125856B (fi) * 2013-09-06 2016-03-15 Upm Kymmene Corp Seosaine sementtimäisille koostumuksille
CN104119025B (zh) * 2014-08-11 2017-02-15 山东华森混凝土有限公司 水泥砂浆用保水增稠增强添加剂及含有添加剂的水泥砂浆
JP6433222B2 (ja) * 2014-09-30 2018-12-05 日本製紙株式会社 水硬性組成物用添加剤
MY194680A (en) 2015-04-10 2022-12-14 Halliburton Energy Services Inc Downhole fluids and methods of use thereof
JP6714196B2 (ja) * 2015-07-21 2020-06-24 東京都公立大学法人 建築用材料
WO2017074270A2 (en) * 2015-10-29 2017-05-04 Scg Packaging Public Company Limited Construction materials comprising modified celluloses
JP6597285B2 (ja) * 2015-12-22 2019-10-30 日本製紙株式会社 セメント系硬化体用塗布剤
WO2017146687A1 (en) 2016-02-23 2017-08-31 Halliburton Energy Services, Inc. Nanofibril cellulose additive
AU2017248016A1 (en) 2016-04-07 2018-10-25 Construction Research & Technology Gmbh Geopolymer foam formulation
CN107399985B (zh) * 2017-06-07 2019-07-12 安徽东巨新型建材有限公司 一种泡沫混凝土
US11331019B2 (en) 2017-08-07 2022-05-17 The Research Foundation For The State University Of New York Nanoparticle sensor having a nanofibrous membrane scaffold
JP6715270B2 (ja) * 2018-02-02 2020-07-01 大王製紙株式会社 セメント組成物及びその硬化体
EP3752473A4 (en) * 2018-02-13 2021-11-17 FPInnovations DESERT SAND AND FILAMENT CELLULOSE IN CONCRETE AND MORTAR
GB201814136D0 (en) * 2018-08-30 2018-10-17 Remet Uk Ltd Investment casting shell binders and compositions
US11485682B2 (en) 2018-09-07 2022-11-01 Jordon Peter Marshall Collapsible engagement mechanism
WO2020180914A1 (en) * 2019-03-04 2020-09-10 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Living structural material
WO2021012036A1 (en) * 2019-07-24 2021-01-28 Performance Biofilaments Inc. Cellulose fibril-enhanced repair mortars
CN110698109A (zh) * 2019-09-24 2020-01-17 上海建工材料工程有限公司 一种纳米级混凝土高和易性抗泌水专用外加剂
JP7243990B2 (ja) * 2020-10-27 2023-03-22 丸栄コンクリート工業株式会社 セメント成形体の製造法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1131855A2 (ru) * 1983-06-27 1984-12-30 Научно-Исследовательская Лаборатория Физико-Химической Механики Материалов И Технологических Процессов Ордена Ленина "Главмоспромстройматериалов" Сырьева смесь дл изготовлени теплозвукоизол ционных изделий
JPH05330888A (ja) * 1992-03-10 1993-12-14 Ajinomoto Co Inc コンクリート配合組成物
JPH061647A (ja) * 1992-06-23 1994-01-11 Shimizu Corp コンクリート及び塗料
US5376173A (en) * 1992-09-17 1994-12-27 Takeda Chemical Industries, Ltd. Segregation reducing agent for hydraulic composition and hydraulic composition
EP0830328A1 (en) * 1995-06-07 1998-03-25 The Nutrasweet Company Stable suspension of hydrocolloids and superplasticizer
US5643359A (en) 1995-11-15 1997-07-01 Dpd, Inc. Dispersion of plant pulp in concrete and use thereof
WO1997022564A1 (en) * 1995-12-15 1997-06-26 Monsanto Company Methods for improved rheological control in cementitious systems
JP3369053B2 (ja) * 1996-07-16 2003-01-20 株式会社ショックベトン・ジャパン モルタルまたはコンクリートの乾燥収縮ひびわれ低減方法
JPH10218651A (ja) * 1997-01-31 1998-08-18 Bio Polymer Res:Kk コンクリート組成物
JP4055914B2 (ja) * 1997-03-07 2008-03-05 日本製紙株式会社 セルロース誘導体とその製法
GB2349879B (en) * 1998-02-23 2001-09-05 Asahi Chemical Ind Cured calcium silicate object with high strength
FR2778654B1 (fr) * 1998-05-14 2000-11-17 Bouygues Sa Beton comportant des fibres organiques dispersees dans une matrice cimentaire, matrice cimentaire du beton et premelanges
FR2783437B1 (fr) * 1998-09-22 2001-02-02 Rhodia Chimie Sa Utilisation des nanofibrilles de cellulose essentiellement amorphe comme agent emulsifiant et/ou stabilisant
MXPA02008773A (es) * 2000-03-09 2003-02-12 Hercules Inc Celulosa microfibrilar. estabilizada..
MXPA03003972A (es) 2000-11-06 2004-09-10 Georgia Tech Res Inst Materiales reforzados con fibra basados en minerales y metodos para fabricarlos.
AU2002302913B2 (en) * 2001-03-05 2008-01-24 James Hardie Technology Limited Low density calcium silicate hydrate strength accelerant additive for cementitious products
JP2005194168A (ja) * 2003-12-11 2005-07-21 Taiheiyo Material Kk セメント混和材
US20050256262A1 (en) * 2004-03-08 2005-11-17 Alain Hill Coating or composite moulding or mastic composition comprising additives based on cellulose microfibrils
JP5107557B2 (ja) * 2006-11-09 2012-12-26 電気化学工業株式会社 セメント組成物
JP2008138360A (ja) * 2006-11-29 2008-06-19 Denki Kagaku Kogyo Kk 急硬成分を含有してなる素子定着用カプセル
JP2008308802A (ja) * 2007-06-18 2008-12-25 Univ Of Tokyo セルロースナノファイバーの製造方法
FR2919602B1 (fr) * 2007-07-30 2010-09-17 Francais Ciments "melange d'adjuvants modificateurs de rheologie pour beton autoplacant et beton autoplacant renfermant un tel melange"
CA2710550C (en) * 2007-12-28 2015-02-24 Nippon Paper Industries Co., Ltd. Processes for producing cellulose nanofibers, cellulose oxidation catalysts and methods for oxidizing cellulose

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011039423A1 (en) 2011-04-07
CN102548928A (zh) 2012-07-04
EP2493829B1 (en) 2019-05-01
RU2012114729A (ru) 2013-11-10
RU2548624C2 (ru) 2015-04-20
US20120227633A1 (en) 2012-09-13
EP2493829B8 (en) 2019-06-19
EP2493829A1 (en) 2012-09-05
FI20096009A0 (fi) 2009-10-02
EP2493829A4 (en) 2013-10-30
US9174873B2 (en) 2015-11-03
JP2013506615A (ja) 2013-02-28
FI20096009A (fi) 2011-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI123503B (fi) Materiaali käytettäväksi betonin lisäaineena
Hisseine et al. Feasibility of using cellulose filaments as a viscosity modifying agent in self-consolidating concrete
US9809496B2 (en) Additive for cementitious materials
AU2012203685B2 (en) Internally curing cement based materials
JP6715270B2 (ja) セメント組成物及びその硬化体
FI123184B (fi) Menetelmä ja laitteisto lisäaineen lisäämiseksi sementtimäiseen koostumukseen
Arabani et al. Use of nanoclay for improvement the microstructure and mechanical properties of soil stabilized by cement
AU2015101878A4 (en) Nano crystalline cellulose in construction applications
Afroz et al. Arrowroot as bio-admixture for performance enhancement of concrete
Mohanraj et al. A state-of-the-art review of Euphorbia Tortilis cactus as a bio-additive for sustainable construction materials
Hilal et al. Viability of cellulose nanofibre powder and silica fume in self-compacting concrete rheology, hardened properties, and microstructure
Kolour An investigation on the effects of cellulose nanofibrils on the performance of cement based composites
Hospodarova et al. Influence of cellulosic fibres on the physical properties of fibre cement composites
Soroushian et al. Development and characterization of hybrid polyethylene-fibre-reinforced cement composites
Arbelaiz et al. Natural fiber–reinforced cement mortar composite physicomechanical properties: from cellulose microfibers to nanocellulose
Page et al. Using alternative binders for the development of flax fibre reinforced mortars
Qasimi et al. Mechanical and rheological properties of 3D printable cement composites
Hospodarova et al. Properties of composites incorporating cellulosic fibers
Rezende et al. Technological performance of recycled waste paper cellulosic fibre reinforced cement-based mortars
Aramburu et al. Cement matrix reinforced with microfibrillated cellulose treated with furfuryl alcohol
AL-ASKARY et al. Influence of Cellulose Nanocrystals and Nano Silica on Mechanical Performance of Cement-Based Materials
Withana et al. Behavior of Hybrid Engineered Cementitious Composites Containing Nanocellulose
Kumar et al. USE OF GLASS FIBRE FOR STRENGTH ENHANCEMENT OF CONCRETE
WO2021257981A1 (en) Treated cement materials and methods
Al Menhosh et al. An experimental study of the concrete using polymer and metakaolin as additives

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 123503

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MD Opposition filed

Opponent name: STORA ENSO OYJ

MDU Request for invalidation filed