КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ БЕТОННЫХ И РАСТВОРНЫХ СМЕСЕЙ Российский патент 2003 года по МПК C04B28/02 C04B28/02 C04B22/08 C04B111/20 

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам комплексных добавок, используемых в производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций, а также при производстве растворных смесей.

Известны комплексные добавки в бетоны, содержащие полисульфиды и тиосульфаты щелочных или щелочно-земельных металлов [а.с. 983097 от 21.03.79, бюл. 47, патент США 4193811, С 04 В 7/02, опубл. 18.03.80]. Но бетоны, содержащие эти добавки, имеют недостаточную прочность.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемым результатам является добавка в бетон, содержащая хромат калия и сульфид натрия [а.с. 692795, от 25.10.79, бюл. 39] - прототип.

Повышение прочности бетона в прототипе достигается за счет активации процессов гидратации цемента. Но и эти добавки не обеспечивают требуемого уровня прочности как на начальных, так и на конечных стадиях твердения бетона ввиду недостаточной эффективности сульфида натрия.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении прочности бетонных и растворных смесей в период набора прочности при введении комплексной добавки.

Техническая задача решается следующим образом. Комплексная добавка для бетонных и растворных смесей, содержащая хромат калия, дополнительно содержит серу и известь при следующем соотношении компонентов, сух. мас.%:
Хромат калия - 40,0-60,0
Сера - 26,0-39,0
Известь - 14,0-21,0.

При взаимодействии извести с серой образуются промежуточные продукты - тиосульфаты и полисульфиды кальция по уравнению:
3Ca(OH)₂+2(n+1)S=2Ca(S)_n+CaS₂О₃+3H₂О,
где n принимает значения от 4 до 5.

При этом помимо полисульфида и тиосульфата кальция возможно образование серы в виде коллоидных частиц. Наличие в комплексной добавке продуктов обработки серы известью обеспечивает дополнительное повышение прочности бетона. Это достигается взаимодействием полисульфида и тиосульфата кальция с компонентами цемента с протеканием окислительно-восстановительных реакций, обеспечивающих активацию процессов гидратации. В результате таких реакций в жидкой фазе твердеющего бетона выделяется сера в коллоидно-дисперсном состоянии. Такие частицы ориентируют относительно себя молекулы воды в поверхностном слое, тем самым повышая ее структурированность. Структурированная вода приобретает ряд свойств, способствующих дополнительному ускорению гидратационных процессов. Выделяющаяся сера, кроме того, способствует снижению пористости и приводит к уплотнению структуры цементного камня в бетоне.

Хромат калия, обладающий электроноакцепторными свойствами, оказывает влияние на зарядовое состояние поверхности частиц цемента. Происходит нейтрализация электронодонорных центров и превращение их в акцепторные, что приводит к повышению реакционной способности частиц цемента и, как следствие, к повышению прочности бетона.

Пример. Комплексную добавку для бетонных и растворных смесей получают путем смешения серы и извести в воде при соотношении по массе соответственно 1: 0,54:13 и перемешивания в течение 1 ч при t=80-90^oС до получения однородного раствора, а затем добавляют хромат калия. Добавку вводят в бетонную смесь с водой затворения в количестве 1-2% от массы цемента в пересчете на сухие продукты.

Для приготовления бетонной смеси использовали портландцемент М400, песок речной с М_к=1,7, щебень гранитный фракции 5-20 мм при массовом соотношении цемент : заполнитель: вода = 1:5,06:0,53. Из бетонной смеси формовались кубы 10х10х10 см. В качестве контрольных показателей определяли прочность при сжатии бетона в возрасте 1 сут и 28 сут.

Составы комплексных добавок по известному и предлагаемому решениям, а также прочность образцов бетона представлены в табл. 1, 2.

Как видно из представленных таблиц, применение добавки в количестве ниже 1% дает незначительный эффект повышения прочности при сжатии бетона в возрасте 1 суток и приводит к снижению прочности в 28 суточном возрасте. А применение добавки в количестве выше 2% приводит к снижению прочности бетона. По сравнению с прототипом использование предлагаемой комплексной добавки приводит к увеличению прочности бетона при сжатии на 15-30%.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам комплексных добавок, используемых в производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций. Комплексная добавка для бетонных и растворных смесей, содержащая хромат калия, дополнительно содержит серу и известь при следующем соотношении компонентов, сух. мас. %: хромат калия - 40,0-60,0, сера - 26,0-39,0, известь - 14,0-21,0. Технический результат - повышение прочности бетона при сжатии. 2 табл.

Комплексная добавка для бетонных и растворных смесей, содержащая хромат калия, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит серу и известь при следующем соотношении компонентов, сух. мас. %:
Хромат калия - 40,0-60,0
Сера - 26,0-39,0
Известь - 14,0-21,0