БЕТОННАЯ СМЕСЬ Российский патент 1997 года по МПК C04B28/00 C04B28/00 C04B22/08 C04B111/20 

Изобретение относится к составам бетонной смеси и может быть использовано при получении бетонных смесей для последующего изготовления из них изделий с ускоренным набором прочности.

Известна бетонная смесь, включающая портландцемент, заполнитель, воду и добавки при следующем соотношении компонентов, мас. 10,76-16,71 портландцемента, 76-31-83,29 заполнителя, 0,1-0,16 сульфата натрия, 0,02-0,03 гептилового спирта, 0,03-0,05 сульфитно-дрожжевой бражки, воды -остальное /1/. Как показывают исследования, введение в бетонную смесь СДБ раздельно или в комплексе с другими добавками не позволяет добиться ускорения набора прочности, продолжительность формирования коагуляционно-пространственного каркаса (КПК) удлиняется. Так, введение в бетонную смесь СДБ в количестве 0,02-0,07 мас. удлиняет время формирования КПК соответственно от 40 до 75 мин. Уплотнение бетонной смеси в другое, отличное от указанного, время (т.е. до 40 мин или свыше 75 мин) сказывается на прочности бетона (недобор ее до проектной марки). Отсюда перерасход цемента, необходимость продолжительного цикла термообработки (например, изотермии не менее 8 ч при 85-90^oC).

Известна бетонная смесь, выбранная в качестве прототипа, включающая цемент, песок, щебень, добавку глицерина, которую вводят в количестве 0,05-0,3% от массы цемента (совместно с водой затворения), воду /2/. Бетонная смесь удобоукладываема, однако бетон в ранние сроки характеризуется сравнительно небольшим набором прочности. Так, сразу после термовлажностной обработки прочность при сжатии бетона составила 272 кг/см², что превышает прочность бетона без добавки менее, чем на 10% Распалубить изделия без их разрушения, например, после 2 сут. нормального твердения (снять преднапряжение) не представилось возможным.

Целью изобретения является ускорение набора прочности бетона нормального твердения.

Поставленная цель достигается тем, что бетонная смесь, включающая цемент, щебень, песок, добавку глицерина и воду дополнительно содержит добавку релаксола раствора отработанного поглотительного мокрой очистки коксового газа, мас.

Тиосульфат натрия 8,3-12,0
Роданистый натрий 16,0-20,0
Соединения мышьяка в пересчете на ASO 0,002-0,02
Вода 72-75,7
при следующем соотношении компонентов бетонной смеси, мас.

Цемент 10-16
Щебень 38062
Песок 25-40
Глицерин 0,005-0,048
Релаксол 0,5-2,5% от массы цемента или 0,05-0,25 мас.

Вода Остальное
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что предлагаемая бетонная смесь отличается от известной тем, что дополнительно к глицерину содержит добавку релаксола раствора отработанного поглотительного мокрой очистки коксового газа состава, мас.

Тиосульфат натрия 8,3-12,0
Роданистый натрия 16,0-20,0
Соединения мышьяка в пересчете на As 0,002-0,02
Вода 72-75,7
Ее содержание в бетонной смеси 0,5-2,5% от массы цемента или 0,05-0,25 мас. (в пересчете на 100) для исследованной бетонной смеси. Таким образом, заявляемая бетонная смесь является новой. Известны технические решения (1), когда смесь состоит из цемента, заполнителя, сульфата натрия, гептилового спирта, сульфитно-дрожжевой бражки и воды. Однако такая бетонная смесь не характеризуется ускоренным набором прочности, так как содержит замедлитель твердения сульфитно-дрожжевую бражку, следовательно, не содержит свойств, достигаемых в заявляемом техническом решении. Это позволяет сделать вывод, что заявляемое решение увеличивает раннюю прочность бетона и таким образом содержит изобретательский уровень. Изобретение технически осуществимо, промышленно применимо.

Целесообразность введения релаксола дополнительно к глицерину обосновывается тем, что достигается устойчивый эффект повышения ранней прочности бетона за счет интенсификации формирования КПК, создания прочной коагуляционной структуры и на ее базе кристаллизационной структуры ранней прочности. Без добавки релаксола КПК формируется за 20-30 мин, что не обеспечивает достижение ранней прочности, с добавкой ролаксола (0,5-2,5% от массы цемента) КПК формируется за 5-10 мин, что обеспечивает раннюю прочность бетона, добавка глицерина способствует укреплению КПК за счет образования полиглицератов кальция, которые совместно с повышенным числом кристалликов гидросульфоалюминатов кальция (чему способствуют соли натрия-тиосульфат натрия и роданистый натрий, входящий в состав добавки релоксола), быстро срастаясь, формируют коллоидную высокодисперсную оболочку вокруг гидратов цемента. Это способствует повышению тиксотропных свойств бетонной смеси, хорошей ее удобоукладываемости. В дальнейшем, образующиеся гидросиликаты кальция за счет все более интенсивного насыщения жидкой фазы бетонной смеси ионами CA²⁺ и химическим реакциям с активными участками поверхности SiO₂ (с ионами SiO2-3

) уплотняют гель, сжимают двойной электрический слой вокруг цементных гидратов, насыщая его ионами Ca²⁺, OH^- глицерата кальция и ионами Na⁺, S⁺ тиосульфата натрия, также ионами Na⁺, Rh²⁺ роданистого натрия и другими образующимися соединениями, что способствует сближению взаимодействующих гидратов, усилению связей по вандерваальсовым силам КПК, развитию и упрочнению фазовых контактов. Бетонная смесь быстро набирает прочность.

Релаксол раствор отработанный поглотительный мокрой очистки коксового газа (ТУ 561_к 0018 -001-92 от 14.03.95 г.) изготовитель Научно-производственный внедренческий кооператив "Стройиндустрия" г. Запорожье. Представляет собой светло-коричневую мутную жидкость плотностью при 20^oC не менее 1,2 г/см³, pH 7,5-8,5 вязкость 6-7 сп.

Пример. Приготавливают бетонную смесь состава, мас. 11,3 портландцемента З/долбуновского цементно-шиферного комбината М400, 49,9 щебня Машинского карьера Житомирской области крупностью 5-20 мм, 32,65 песка днепровского М_k= 1,5, 0,015 глицерина, 0,17 релаксола, 4,65 воды. Глицерин предварительно растворяют в воде затворения. Релаксол добавляют в бетонную смесь при перемешивании. Бетонную смесь подвижностью 1-2 см перемешивают 2,5-3,5 мин (общее время перемешивания), после чего укладывают в форме 10х10х10 см и уплотняют на стандартном вибростоле в течение 40-45 с. Через 2 сут. нормального твердения (t=20-25^oC, относительная влажность воздуха 90-95%) образца испытывают при сжатии. Аналогично приготавливают и испытывают бетон других составов. В таблице приведены составы бетонной смеси и результаты физико-механических испытаний.

Как следует из таблицы, при добавке ролаксола менее 0,5 или более 2,5% от массы цемента прочность бетона снижается, наивысшая ранняя прочность бетона достигнута при содержании глицерина 0,15, а релоксола 1,5% от массы цемента. Распалубочная прочность бетона достигнута через 2 сут без термовлажностной обработки.

Применение предлагаемой бетонной смеси позволяет получать удобоукладываемые смеси с ускоренным набором прочности, осуществлять их ускоренное твердение без использования термопрогрева, производить распалубку изделий после 2 сут нормального твердения с возможностью транспортировки изделий на объекты эксплуатации. Из предлагаемой бетонной смеси возможно изготовление панелей перекрытий жилых и общественных зданий, монолитных обледок транспортных тоннелей как горных, так и метрополитенов, труб, пролетных сооружений и т.п. изделий, где требуется высокая ранняя прочность, а возможности термовлажностной обработки ограничены.

Бетонная смесь, включающая цемент, заполнители, добавку глицерина и воду. Новым является то, что бетонная смесь дополнительно содержит добавку релаксола - раствора отработанного поглотительного мокрой очистки коксового газа, состава, мас.%: тиосульфат натрия 8,3-12,0; роданистый натрий 16,0-20,0; соединения мышьяка /в пересчете на AsO/ 0,002-0,02; вода 72,0-75,7, при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 10-16; щебень 38-62; песок 25-40; глицерин 0,005-0,048; релаксол 0,05-0,25; вода - остальное. 1 табл.

Бетонная смесь, включающая цемент, заполнители щебень и песок, добавку глицерина и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит добавку релаксола раствора поглотительного мокрой очистки коксового газа, состава, мас.

Тиосульфат натрия 8,3 12,0
Раданистый натрий 16 20
Соединение мышьяка (в пересчете на AsO) 0,002 0,2
Вода 72,0 75,7
при следующем соотношении компонентов бетонной смеси, мас.

Цемент 10 16
Щебень 38 62
Песок 25 40
Глицерин 0,005 0,048
Релаксол 0,05 0,25
Вода Остальноек