ДОБАВКА ДЛЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ Российский патент 1998 года по МПК C04B28/00 C04B28/00 C04B24/18 

Изобретение относится к области производства любого вида бетона (тяжелого, облегченного, легкого) и растворов и может быть использовано при изготовлении бетонных и железобетонных изделий.

Известна комплексная добавка для бетонной смеси на основе цемента, которая включает сульфитно-дрожжевую бражку и смолу нейтрализованную, воздухововлекающую соответственно в количествах 0,15...0,25% и 0,01...0,03% от веса цемента [1].

Известна также комплексная добавка для цементобетонной смеси, включающая смолу нейтрализованную, воздухововлекающую (СНВ), натриевую соль сополимера салициловой кислоты и формальдегида (ВРП) соответственно в количествах 0,01% и 0,05...0,1% от веса цемента [2].

Наиболее близкой к изобретению по совокупности существенных признаков является комплексная добавка для цементной смеси [3]. Добавка включает смолу нейтрализованную воздухововлекающую и пластификатор.

В качестве пластификатора она содержит упаренную последрожжевую барду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Смола нейтрализованная воздухововлекающая - 16,25 - 16,7
Упаренная последрожжевая барда - 83,3 - 93,65.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание новой добавки для бетонной смеси, при использовании которой был бы получен технический результат, состоящий в повышении морозостойкости, прочности, водонепроницаемости, увеличении трещиностойкости.

Заявляемая новая добавка для бетонной смеси включает последрожжевую барду, модификатор. Новым является то, что она содержит в качестве модификатора вспученный поризованный продукт с объемным весом 0,6 г/см³ в количестве 3,0 ± 0,5 мас.%, представленный кальций-магниевыми силикатами.

Кальций-магниевые силикаты представлены преимущественно геленитом C₂AS, количество которого не менее 80 мас.%.

Размер зерен модификатора выбран от 0,5 - 5,0 мм.

Содержание сухих веществ в последрожжевой барде 3,5 - 4,5 мас.%.

Введение заявляемой добавки:
пластифицирует бетонную смесь, при этом уменьшается В/Ц на 0,06 - 0,08;
активирует гидратационную активность цемента, действуя на его минералы, увеличивая степень гидратации, в основном трехкальциевого силиката C₃S и двухкальциевого силиката C₂S. При этом увеличивается не только количество продуктов гидратации, но и меняется их качественный состав: увеличивается количество низкоосновных гидросиликатов, имеющих волокнистую структуру, образование которых, по всей видимости, изменяет структуру самого бетона, что способствует не только повышению прочности в ранее и проектном возрасте, а также повышению морозостойкости и водонепроницаемости.

Указанная совокупность существенных признаков на дату подачи заявки заявителю не известна, следовательно, заявитель считает, что заявляемое изобретение соответствует критерию охраноспособности "новизна".

По мнению заявителя, изобретение явным образом не следует из уровня техники.

Не известен модификатор, используемый в добавке.

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет усиленное, дополнительное свойство, наряду со свойством прототипа, состоящее в получении бетона, а именно:
прирост прочности в 1-е сутки после тепловлажной обработки - 55 - 60% и 28-е сутки - 26...32%;
морозостойкость и водонепроницаемость увеличивается более чем в 2 раза;
трещиностойкость активизированного цемента увеличилась на 53...66%.

Введение новой добавки позволило снизить температуру тепловлажностной обработки с 80 до 50^oC, снизить количество цемента на 15% за счет увеличения гидратационной активности цемента, при этом физико-механические характеристики не ухудшились (прочность при сжатии, изгибе), а некоторые характеристики, такие как морозостойкость и водонепроницаемость бетона, улучшились. Следовательно, изобретение соответствует критерию охраноспособности "изобретательский уровень".

Заявляемое изобретение соответствует критерию охраноспособности "промышленная применимость", так как пригодно для использования в области производства бетонных и железобетонных изделий и осуществимо, что подтверждается примерами конкретного выполнения.

Пример конкретного выполнения.

1. Последрожжевую барду, характеризуемую следующими параметрами: pH 4,5 . . . 5,5; ρ = 1,014 г/см³; содержание сухих веществ 3,5...4,5 мас.% - дозируют и отправляют в вертикальную конусообразную емкость.

2. Твердый модификатор, представленный вспученным поризованным продуктом, состоящим из кальций-магниевых силикатов, представленных геленитом, с размером зерна 0,5. . .5 мм, с плотностью ρ = 0,6 г/см³, дозируют и транспортируют в вертикальную конусообразную емкость.

3. Отдозированный модификатор и последрожжевую барду перемешивают в течение 1 часа.

4. Готовый продукт хранят в вертикальных конусообразных емкостях, снабженных воздухом для осуществления периодического барботирования.

Введение добавки в бетон осуществляется следующим образом:
готовую добавку дозируют в количестве 1 мас.% от массы цемента;
отдозированную добавку вливают в отдозированную воду для приготовления бетонной смеси;
далее бетонную смесь готовят по технологии, принятой на заводе;
эффективность добавки оценивалась на бетоне состава Ц:П:Щ = 1:0,71:2,58.

Результаты исследований представлены в табл. 1.

Для оценки трещиностойкости камня, полученного на цементе в присутствии новой добавки, использовался кольцевой метод [4].

Цементное тесто нормальной густоты укладывалось в цилиндрическую форму со стальным сердечником. Форма снималась после 24 часов твердения в нормальных температурно-влажностных условиях, после чего зацементированный стальной сердечник хранился при температуре t=30^oC и влажности W=50%. За критерий трещинообразования принимается величина усадки, при которой возникающие деформации растяжения E_р превышают предельную растяжимость бетона E_пред, E_р > E_пред, оцениваемую по времени до появления первой трещины. Для контроля времени трещинообразования изготавливались и испытывались образцы-кольца, размеры каждого из которых: внутренний радиус - 25 мм, наружный радиус - 40 мм, высота - 35 мм. Полученные данные при испытании на трещиностойкость представлены в табл. 2.

Табл. 1 и 2 показывают, что введение добавки в бетонную смесь
увеличивает подвижность бетонной смеси, что способствует снижению В/Ц отношения на 0,06...0,08;
увеличивает воздухововлечение на 3,8...4,6%;
увеличивает прирост прочности после ТВО в первые сутки на 55...60%, 28-е сутки на 26...32%;
увеличивает морозостойкость и водонепроницаемость более чем в два раза;
увеличивает трещиностойкость на 55...60%.

Источники информации:
1. Рекомендации по применению химических добавок в бетоне. -М., CH, 1977, с. 3.

2. Гладков В. С. и др. Сравнительные исследования бетонов с различными комплексными добавками. -Бетон и железобетон, 1976, N 10, с. 13-14.

3. Авторское свидетельство N 814928, кл. C 04 B 13/24, 1981 - прототип.

4. Бутт Ю.М., Тимашев В.В. Практикум для химической технологии вяжущих материалов. -М., 1973, с. 502.

Изобретение относится к производству любого вида бетона и растворов и может быть использовано при изготовлении бетонных и железобетонных изделий. Технический результат - повышение морозостойкости, прочности, водонепроницаемости, трещиностойкости. Добавка для бетонной смеси включает последрожжевую барду, модификатор, а в качестве модификатора содержит вспученный поризованный продукт с объемным весом 0,6 г/см³ в количестве 3,0-0,5 мас.%, представленный кальций-магниевыми силикатами. 3 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. Добавка для бетонной смеси, включающая последрожжевую барду, модификатор, отличающаяся тем, что она содержит в качестве модификатора вспученный поризованный продукт с объемным весом 0,6 г/см³ в количестве 3,0 ± 0,5 мас.%, представленный кальций-магниевыми силикатами. 2. Добавка по п. 1, отличающаяся тем, что кальций-магниевые силикаты представлены преимущественно геленитом C₂AS, количество которого не менее 80 мас.%. 3. Добавка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что размер зерен модификатора выбран от 0,5 - 5,0 мм. 4. Добавка по п.1, отличающаяся тем, что содержание сухих веществ в последрожжевой барде 3,5 - 4,5 мас.%.