БЕТОННАЯ СМЕСЬ Российский патент 1998 года по МПК C04B28/02 C04B28/02 C04B18/08 C04B24/06 C04B111/20 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий и конструкций, защитных покрытий, эксплуатируемых в биологически агрессивных средах.

Известны бетонные смеси, содержащие портландцемент, заполнитель, биоцидную добавку и воду [1].

Недостатками известных бетонных смесей являются низкая прочность и недостаточная длительность биоцидного действия бетона из-за выноса добавок из структуры бетона в процессе его эксплуатации, а также высокая токсичность биоцидных добавок.

Наиболее близкой к предлагаемой является бетонная смесь, содержащая портландцемент, заполнитель, микрокремнезем, суперпластификатор C-З, воздухововлекающую добавку и воду [2].

Недостатком этой смеси является невысокая стойкость бетона в биоагрессивной среде, поскольку введение в смесь известных биоцидных добавок, таких как катапин и катамин АБ в рекомендуемых количествах, приводит к снижению прочности бетона на 20%, коррозионному разрушению стальной арматуры и недостаточному биоцидному действию.

Техническая задача состоит в получении экологически чистой бетонной смеси для высокопрочного биоцидного бетона с повышенным бактерицидным действием и коррозионной стойкостью с увеличенным сроком службы.

Поставленная задача решается таким образом, что бетонная смесь, включающая портландцемент, заполнитель, микрокремнезем, добавку и воду, согласно изобретению, содержит поверхностно= активную добавку состава, мас.%: алкилбензилдиметиламмоний хлорид 16,6 - 50, полигексаметиленгуанидин хлорид 50 - 83,4, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент - 17-23
Заполнитель - 64,8-74,0
Микрокремнезем - 0,51-1,01
Указанная добавка - 0,51-0,69
Вода - Остальное
Предлагаемая бетонная смесь отличается от известной качественным составом добавки и соотношением компонентов.

Качественный и количественный составы добавки при предлагаемом соотношении компонентов смеси обеспечивает получение прочного коррозионностойкого бетона с длительным сроком противобактерицидного действия за счет образования плотной структуры и равномерного распределения в ней биоцидной добавки и сорбции в частицах микрокремнезема органической биоактивной добавки, что препятствует вымыванию последней из бетона. При этом содержание в бетонной смеси предлагаемого количества микрокремнезема и добавки не снижает коррозионной стойкости стальной арматуры (исключается необходимость нанесения антикоррозионных покрытий) и обеспечивает длительное удерживание добавки в структуре бетона, эксплуатируемого в биоагрессивных средах. Содержание в указанных количествах в добавке предлагаемых компонентов обеспечивает повышение экологической безопасности как при работе с ними, так и при применении получаемого материала, поскольку, обладая биоцидными свойствами, полигексаметиленгуанидин хлорид не токсичен, не оказывает раздражающего действия на кожу, обладает высокой стабильностью и в предлагаемом соотношении с алкилбензилдиметиламмонием хлорида является экологически безопасным, так как представляет низкотоксичное вещество, взрыво-, пожаробезопасное с длительным сроком хранения, а образовавшиеся отходы разрешены к сливу в открытые водоемы. Кроме того при введении указанной добавки в бетонную смесь в сочетании с микрокремнеземом снижения прочности бетона, в отличие от других биоцидных бетонов, не наблюдается.

Для приготовления биоцидной бетонной смеси используют портландцемент, отвечающий требованиям ГОСТ10178-85, заполнители: щебень, песок - ГОСТ10268-80, микрокремнезем ТУ7-249533-01-90. Для приготовления добавки используют: алкил-бензилдиметиламмоний хлорид (ТУ 6-01-816-75) в виде 50%-ного водного раствора и полигексаметиленгуанидин хлорид (ТУ 10-09-29-89) в виде 25%-ного водного раствора. Растворы смешивают в заданных соотношениях и хранят в полимерной или стеклянной таре. Срок хранения раствора не ограничен из-за высокой степени стабильности раствора. Приготовленный раствор вводился в бетонную смесь с водой затворения после загрузки отдозированных портландцемента М400, заполнителей и пульпы микрокремнезема. Изготавливались образцы кубы 10•10•10 см и призмы 7•7•14 см и 10•10•40 см, которые твердели в нормальных условиях в течение 28 сут. Затем образцы помещали в биоагрессивную среду (действующий коллектор сточных вод) и испытывали в возрасте 6 и 12 мес на прочность при сжатии (R_сж) и растяжение при изгибе (R_изг), коррозионное состояние поверхности стали оценивали по величине стационарного потенциала (E_ст) арматуры в бетоне в исходном состоянии и через 12 месяцев экспонирования. Степень биоцидного действия бетонной смеси определяли по методике, разработанной НИИЖБ (1) по второму способу, для чего готовили образцы-диски диаметром и толщиной 10 мм, помещали их в биологически агрессивную среду и выдерживали сначала при комнатной температуре в течение 3 ч, а затем при 37^oC в течение 24 ч. По величине зоны угнетения роста тест-микробов судят о бактерицидных свойствах бетонной смеси. Результаты испытаний представлены в таблицах 1 и 2. Как следует из результатов испытаний, (предлагаемая бетонная смесь является прочным, (экологически чистым материалом, обладающим сильно выраженным бактерицидным действием, не провоцирующим коррозионного разрушения стальной арматуры и может быть эффективно использована для бетонных и железобетонных конструкций, длительно (более 15 лет) эксплуатируемых в биоагрессивных средах.

Бетонная смесь для изготовления изделий и конструкций защитных покрытий, эксплуатируемых в биологически агрессивных средах, содержит добавку состава, мас. %: алкилбензилдиметиламмоний хлорид 16,6 - 50,0 и полигексаметиленгуанидин хлорид 50,0 - 83,5 при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент 17,0 - 23,0; заполнитель 64,8 - 74,0; микрокремнезем 0,51 - 1,01; указанная добавка 0,26 - 0,69; вода остальное. 2 табл.

Бетонная смесь, включающая портландцемент, заполнитель, микрокремнезем, поверхностно-активную добавку и воду, отличающаяся тем, что она содержит поверхностно-активную добавку состава, мас.%:
Алкилбензилдиметиламмоний хлорид - 16,6 - 50,0
Полигексаметиленгуанидин хлорид - 50 - 83,4
при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент - 17,0 - 23,0
Заполнитель - 64,8 - 74,0
Микрокремнезем - 0,51 - 1,01
Указанная добавка - 0,26 - 0,69
Вода - Остальноец