РЕГУЛИРУЮЩАЯ ДОБАВКА К БЕТОННЫМ СМЕСЯМ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК C04B28/00 C04B28/00 C04B24/10 C04B111/26 

Изобретение относится к строительной промышленности, а именно к производству активных добавок к бетонным смесям, применяемым для улучшения свойств бетонов на основе портландцементного клинкера.

Известна регулирующая добавка к бетонным смесям, включающая водный раствор хлорида кальция и полисахарид (GB №1068886, кл. С 04 В 13/24, 13.06.1964). Добавку получают путем перемешивания указанных компонентов.

Указанная добавка предназначена для увеличения прочности бетона, однако, ухудшает стойкость бетона при отрицательных температурах и не может быть применена для изготовления железобетонных изделий из-за высокой коррозионной активности.

Известна регулирующая добавка к бетонам, содержащая водный раствор комплекса сахарата кальция и хлористого кальция в массовом соотношении сахарата кальция к хлористому кальцию 0,01-0,1:100 (RU №2187480, кл. С 04 В 28/02, опубл. 20.08.2002). Добавку получают смешением сахара с окисью или гидроокисью кальция и водным раствором хлористого кальция.

Известно применение сахарата кальция как ингибитора коррозии углеродистой стали в растворах хлористого кальция (Головин П. В. и др. Сахараты и их применение в промышленности. Киев, АН УССР, 1960, с.98-110).

Сама добавка пассивна по отношению к стали, но испытания показали, что в готовых изделиях она проявляет высокую коррозионную активность по отношению к арматуре.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является регулирующая добавка, включающая сахарат кальция и хлористый кальций в массовом соотношении 0,2-40:100 в виде комплексного соединения и воду (RU №2186045, кл. С 04 В 28/00, опубл. 27.07.2002).

Способ получения указанной добавки включает предварительное получение сахарата кальция смешением сухого сахара или сахарного сиропа с водным раствором гидроокиси кальция при нагревании и последующее смешение полученного продукта с раствором хлористого кальция.

Полученная добавка позволяет ускорить сроки набора прочности бетона в первые часы схватывания в широком диапазоне температур. Однако имеет ограниченный срок хранения, уже через 2 недели хранения наблюдается понижение рН до 6,0, при более длительном хранении идет дальнейшее снижение рН до 5,0-4,5 (при норме 8,0-9,0). Т.к. при значении рН ниже 8,0 увеличивается коррозионная активность добавки, она имеет ограничения по применению для изготовления армированных бетонных конструкций.

Технической задачей настоящего изобретения является увеличение срока хранения добавки и снижение ее коррозионной активности в готовых изделиях.

Указанная задача решается тем, что регулирующая добавка к бетонным смесям, содержащая хлористый кальций, сахарат кальция и воду, дополнительно содержит гидроокись кальция при следующем соотношении компонентов, в мас.%:

Хлористый кальций 25-35

Сахарат кальция 0,1-1,0

Гидроокись кальция 0,1-1,0

Вода Остальное

При этом добавка может дополнительно содержать нитрит натрия до 0,5 маc.%.

Указанная задача решается также тем, что в способе получения регулирующей добавки к бетонным смесям, включающем получение сахарата кальция взаимодействием водного раствора гидроокиси кальция с сахарным сиропом и последующее смешение полученного сахарата кальция с раствором хлористого кальция, исходный раствор хлористого кальция подщелачивают гидроокисью кальция до рН среды не менее 8.

Гидроокись кальция вводят в два приема: 20-50% от расчетного количества используют для подщелачивания исходного раствора хлористого кальция, а оставшуюся часть используют на стадии получения сахарата кальция.

Указанный способ позволяет увеличить срок хранения добавки не менее чем на 3 года и снизить ее коррозионную активность. Введение в состав добавки нитрита натрия приводит к дополнительному снижению коррозионной активности добавки при сохранении свойств регулирования сроков схватывания бетонной смеси.

Пример 1

Готовят 25%-ный раствор гидроокиси кальция взаимодействием окиси кальция (негашеная известь) и воды. Полученную гашеную известь отделяют от непрореагировавшей окиси кальция.

В исходный 30%-ный раствор хлористого кальция с рН 7 вводят при перемешивании 41,7% полученного раствора гидроокиси кальция, подщелачивая его до рН 9.

Для получения сахарата кальция первоначально готовят 64%-ный сахарный сироп смешением сахара и воды при нагревании и интенсивном перемешивании. Затем в полученный сахарный сироп вводят оставшуюся часть раствора гидроокиси кальция и интенсивно перемешивают не менее 1 часа до получения прозрачного гелеобразного продукта (сахарат кальция).

В раствор хлористого кальция, полученный на первой стадии, вводят сахарат кальция и перемешивают в течение 72 часов.

Полученный продукт представляет собой прозрачный раствор с ρ=1300 кг/м³, рН 10.

Пример 2

Добавку получали аналогично примеру 1, но гидроокись кальция вводили в сахарный сироп в один прием на стадии получения сахарата кальция.

Пример 3

Добавку получали аналогично примеру 1, но при смешении сахарата кальция с хлористым кальцием дополнительно водили 5 кг нитрита натрия.

В таблице 1 приведены составы полученных добавок и зависимость показателя pН от срока хранения в сравнении с прототипом.

Испытание эффективности добавки, полученной по примерам 1 и 3, проводили в соответствии с ГОСТ 304559 “Добавки для бетонов. Методы определения эффективности”.

Для приготовления контрольного состава бетонной смеси марки В 22,5 (М300) использовали, в кг/м³: портландцемент М500-410; щебень гранитный фракции 5-15 - 1050; песок кварцевый М_кр 2,4-730.

В/Ц - 0, 49.

Добавку вводили с водой затворения в количестве 1,5% (по сухому веществу) от массы цемента. Образцы после затворения помещали в камеру нормального твердения с относительной влажностью воздуха 95% и температурой 18-22°С.

Испытания образцов на прочность проводили по ГОСТ 10180 через 1, 3 и 28 суток. Результаты испытаний добавки по примеру 1 и 3 приведены в таблице 2.

Коррозионные свойства добавки по отношению к арматуре определяли электрохимическим методом (по стандарту СЭВ 4421-83) путем снятия потенциометрических кривых стали в водных вытяжках из раствора с содержанием добавки в количестве 1,5% и 2,0% от массы цемента; в армированных бетонных образцах с добавкой в тех же количествах.

Результаты испытаний добавки по примеру 1 и по прототипу приведены в таблице 3.

Результаты испытаний, представленные в таблице 3, показывают, что введение в бетонную смесь предлагаемой добавки в количестве 1,5-2,0% от массы цемента не приводит к нарушению пассивности стальной арматуры. Введение же в бетонную смесь добавки по прототипу в том же количестве приводит к нарушению пассивности стальной арматуры.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет увеличить срок хранения регулирующей добавки на основе хлористого кальция и сахарата кальция и снизить ее коррозионную активность.

Изобретение относится к строительной промышленности, а именно к производству активных добавок к бетонным смесям, применяемым для улучшения свойств бетонов на основе портландцементного клинкера. Регулирующая добавка к бетонным смесям, содержащая хлористый кальций, сахарат кальция и воду, дополнительно содержит гидроокись кальция при следующем соотношении компонентов, в мас.%: хлористый кальций - 25-35, сахарат кальция - 0,1-1,0, гидроокись кальция - 0,1-1,0, вода - остальное. Добавка дополнительно содержит нитрит натрия до 0,5 мас.%. В способе получения регулирующей добавки к бетонным смесям, включающем получение сахарата кальция взаимодействием водного раствора гидроокиси кальция с сахарным сиропом и последующее смешение полученного сахарата кальция с раствором хлористого кальция, исходный раствор хлористого кальция подщелачивают гидроокисью кальция до рН среды не менее 8. При этом 20-50% от расчетного количества гидроокиси кальция используют для обработки исходного хлористого кальция, а оставшуюся часть - на стадии получения сахарата кальция. Технический результат - ускорение сроков набора прочности бетона в первые часы схватывания в широком диапазоне температур, снижение коррозионной активности добавки и увеличение срока ее хранения. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Регулирующая добавка к бетонным смесям, содержащая хлористый кальций, сахарат кальция и воду, отличающаяся тем, что дополнительно содержит гидроокись кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хлористый кальций 25-35

Сахарат кальция 0,1-1,0

Гидроокись кальция 0,1-1,0

Вода Остальное