Суперпластифицирующая добавка Российский патент 2003 года по МПК C04B28/00 C04B28/00 C04B22/10 C04B24/18 C04B111/20 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и изделий и может быть использовано для производства бетонных и растворных смесей на основе минеральных вяжущих.

Основным преимуществом предложенного состава суперпластифицирующей добавки является повышение подвижности бетонных и растворных смесей, снижение замедляющего действия лигносульфонатов на процессы гидратации и твердения цемента.

Известны суперпластифицирующие добавки (диспергаторы вяжущих) на основе нафталина швейцарской фирмы Гейти продукт Иргамент Майти 150 (IM 150), японская добавка “Майтей”, суперпластификатор НИИЖБ С-3, добавка меламинового типа немецкой фирмы “Мелмент”, российская добавка П-10 [А.с. 783264, СССР], на основе лигносульфонатов сульфитного щелока [1, 2].

Наиболее близкой по технической сути и достигаемому результату является суперпластифицирующая добавка для бетонов и растворов [3], приготовленная из технических лигносульфонатов с содержанием сухого вещества 50 - 0,3-3 % от массы цемента, поташа - 8-15 % от массы цемента и воды.

К недостаткам существующей добавки можно отнести большой расход ЛСТ (лигносульфоната технического) и поташа от массы цемента и их раздельное введение с водой затворения.

Задачей данного изобретения является увеличение подвижности бетонных и растворных смесей при одновременном уменьшении замедляющего действия суперпластифицирующей добавки на основе лигносульфонатов на процессы гидратации и схватывания цемента и уменьшение количества вводимой суперпластифицирующей добавки.

Для достижения поставленной задачи предлагается суперпластифицирующая добавка для бетонов и растворов, приготовленная из смеси лигносульфоната технического - ЛСТ - с содержанием сухого вещества 50%, щелочного компонента и воды, причем смесь содержит в качестве щелочного компонента углекислый натрий или калий при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Указанный ЛСТ 0,32-0,45

Углекислый натрий или калий 0,05-0,07

Вода Остальное до 1,

при нагреве смеси до 80 или 100^оС и продувке воздухом при постоянном контроле окислительно-восстановительного потенциала до достижения его наименьшего значения.

Пластифицирующее действие лигносульфонатов обусловлено наличием и количеством в полимерной цепочке гидрофильных сульфоксильных групп. При использовании более слабого электролита, чем гидроксид натрия, не осуществляется такая полная диссоциация макромолекул по сульфоксильным группам и, таким образом, не приводит к такому полному, хотя и достаточному для пластифицирующего эффекта, развертыванию молекул лигносульфонатов (образовавшихся полианионитов). Образованные таким образом анионы более сближены между собой, и возникает возможность взаимодействия полианионита с двух-, трехвалентными катионами цементной системы (Са²⁺ Al³⁺, Fe³⁺) за счет образования ионной связи [2].

Это может приводить к увеличению пластической прочности в системе вяжущее - суперпластификатор (диспергатор) и способствовать предотвращению замедляющего действия лигносульфонатов на гидратацию цемента. Однако возникновение металлокислородных мостиков по ионному механизму мы считаем возможным только при снятии действия смещения - окончание перемешивания бетонной смеси. Замена гидроксида натрия на углекислый натрий (калий) способствует увеличению в полимере гидрофильных функциональных групп НСО₃, которые также как и НSO₃ являются полярными группами и обеспечивают разжижение цементно-водных систем.

Приготовление пластифицирующей добавки осуществлялось следующим образом. Лигносульфонат технический смешивали с водным раствором натрия (калия) углекислого и загружали в реактор, где смесь нагревали до 80 или 100^оС и продували воздухом при постоянном контроле значения величины окислительно-восстановительного потенциала Eh. При достижении наименьшего значения величины Eh процесс считался завершенным.

Достижение положительного эффекта при использовании суперпластифицирующей добавки в составе бетона на шлакопортландцементе иллюстрируется примерами в таблице. Количество вносимой добавки по предлагаемому изобретению - 0,2-0,25 % от массы цемента. В таблице приведены сравнительные данные по подвижности, срокам схватывания цемента с полученной добавкой суперпластификатора и цемента без добавок.

Анализ таблицы показал, что значения подвижности и сроки схватывания в примерах изобретения 2-4 являются оптимальными. Другие примеры (5-7) приведены с целью оптимизации суперпластифицирующей добавки по составу и по параметрам ее получения. Следует отметить, что себестоимость предлагаемой суперпластифицирующей добавки ниже, чем у прототипа, за счет уменьшения общего содержания компонентов.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. В.Г. Батраков Модифицированные бетоны. Теория и практика. - М: Технопроект, 1998, 768 с.

2. Ю.С. Черкинский. Полимерцементный бетон. - М.: Стройиздат, 1984, с. 11, 67, 190.

3.×ехов А. П. Справочник по бетонам и растворам, Киев: Будiвельник, 1972, с. 33-34, 168-169.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и изделий и может быть использовано для повышения подвижности бетонных и растворных смесей на основе минеральных вяжущих. Технический результат - повышение подвижности бетонных и растворных смесей, уменьшение замедляющего действия суперпластификатора на процессы гидратации и сроки схватывания цемента, уменьшение количества добавки. Суперпластифицирующая добавка для бетонов и растворов приготовлена из смеси лигносульфоната технического - ЛСТ - с содержанием сухого вещества 50%, щелочного компонента и воды, причем смесь содержит в качестве щелочного компонента углекислый натрий или калий при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: указанный ЛСТ - 0,32-0,45, углекислый натрий или калий - 0,05-0,07, вода - остальное до 1, при нагреве смеси до 80 или 100^оС и продувке воздухом при постоянном контроле окислительно-восстановительного потенциала до достижения его наименьшего значения. 1 табл.

Суперпластифицирующая добавка для бетонов и растворов, приготовленная из смеси лигносульфоната технического - ЛСТ - с содержанием сухого вещества 50%, щелочного компонента и воды, отличающаяся тем, что смесь содержит в качестве щелочного компонента углекислый натрий или калий при следующем соотношении компонентов, маc.ч.:

Указанный ЛСТ 0,32-0,45

Углекислый натрий или калий 0,05-0,07

Вода Остальное до 1

при нагреве смеси до 80 или 100^оС и продувке воздухом при постоянном контроле окислительно-восстановительного потенциала до достижения его наименьшего значения.