КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА Российский патент 2006 года по МПК C04B22/00 C04B24/24 C04B103/65 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве комплексной добавки к цементному вяжущему для изготовления бетонов и растворов с повышенной долговечностью и коррозионной стойкостью.

Известно комплексное вяжущее, включающее мас.%: портландцемент 8,3-30,0; минеральный заполнитель 50,0-83,0; микрокремнезем 0,8-14,0; суперпластификатор на основе натриевой соли нафталинсульфокислоты с формальдегидом 0,08-0,8; гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость на основе силиконатов натрия и полигидросилоксанов 0,009-0,8; вода остальное (RU, патент №2057098, 6 С 04 В 28/04, С 04 В 28/04, С 04 В 24/24, С 04 В 24/40, 1992.11.16).

Недостатком строительной смеси с данной добавкой является замедленный темп набора прочности в ранние сроки твердения, недостаточная морозостойкость и коррозионная стойкость составов на ее основе.

Ближайшим из аналогов является добавка для бетона на цементном вяжущем: дисперсный кремнезем 50-65, суперпластификатор 15-20, смола нейтрализованная воздухововлекающая или гидрофобизирующий кремнийорганический порошок 0,1-0,5, модифицированные электролитами технические лигносульфонаты с мол. м. 10-50 КДА 10-12 (RU, патент №2177919, С 04 В 28/02, С 04 В 111/20, 2000.02.14).

Недостатком бетона с данной комплексной добавкой является замедленный темп набора прочности в ранние сроки твердения.

Задача настоящего изобретения - снижение водопоглощения бетонных и растворных смесей, увеличение коррозионной стойкости и долговечности бетонов и растворов при высоких темпах набора прочности.

Технический результат достигается за счет того, что комплексная добавка к цементному вяжущему, содержащая смолу древесную омыленную СДО, суперпластификатор С-3, тонкодисперсный наполнитель, отличающаяся тем, что она содержит молотый алеврит в качестве тонкодисперсного наполнителя и дополнительно полиэтилгидросилоксан, гидрофобизирующий агент - сажу и ускоритель твердения - поташ, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полиэтилгидросилоксан0,05-0,075сажа0,1-0,25суперпластификатор С-315-21смола древесная омыленная СДО0,5-2поташ14-25алеврит55-70

Сочетание комплексного гидрофобизующего агента (сажи и полиэтилгидросилоксана) позволяет более полно проводить гидрофобизацию строительного раствора или бетона и дает большие значения долговечности, морозостойкости и коррозионной стойкости.

Тело затвердевшего цементного раствора или бетона представляет собой капиллярно-пористое тело с развитой поверхностью внутренних пор и капилляров. Вследствие формирования тонких незамкнутых пор неправильной формы с размером 10^-5...10^-4 мм, занимающих значительный объем цементного камня, он активно поглощает воду, что приводит к деструктивным явлениям и процессам, вызывающим снижение прочности цементного камня.

Для предотвращения капиллярного подсоса воды и, следовательно, увеличения коррозионной стойкости и долговечности бетонов и растворов используется комплексный гидрофобный агент, состоящий из смеси ультрамелкодисперсной сажи и полиэтилгидросилоксана.

При введении в цементно-песчаную смесь кремнийорганического полимера на поверхности гидратирующихся частиц цемента образуется химически фиксированная полисилоксановая пленка толщиной от 10 до 3000 ангстрем, что соответствует слою, содержащему в поперечном сечении от 1 до нескольких десятков молекул. Благодаря малой толщине незначительные количества кремний-органической жидкости могут образовывать гидрофобную пленку, способную гидрофобизировать значительные поверхности гидратирующихся частиц цементного теста.

На практике далеко не вся поверхность пор и капилляров оказывается гидрофобизированной, так как поверхности зерен гидратирующего цемента свойственна значительная анизотропность - имеются активные участки, где происходит адсорбция с появлением дефектов поверхности (трещин, царапин) и где может адсорбироваться кремнийорганическая жидкость. Имеются участки со значительно сниженным сродством поверхности к кремнийорганической жидкости и где адсорбция, возможно, вообще не происходит. В первую очередь, это бездефектные, "ровные", участки частичек цемента или минерального порошка с пониженными значениями поверхностной энергии.

В свою очередь, сажа, будучи энергетически стабильной и в то же время проявляя свойства поверхностно-активных веществ, адсорбируется именно на участках с малой поверхностной энергией. В результате гидрофобизация происходит более полно, что положительно сказывается на долговечности и коррозионной прочности строительных составов.

Применение воздухововлекающей добавки смолы древесной смыленной СДО способствует высокому уровню вовлечения в систему воздуха в виде условно замкнутых пор. Если условий для миграции воды нет, т.е. если поры условно замкнуты, морозостойкость обеспечивается даже в тех случаях, когда объем пор довольно высок, причем поры здесь являются демпферами, компенсирующими увеличение объема воды в цементном камне при замерзании.

Применение суперпластификатора С-3 приводит к уменьшению водоцементного отношения, что, в свою очередь, приводит к снижению водопроницаемости цементного камня и обеспечивает при прочих равных условиях повышение его водостойкости, так как уменьшается интенсивность вымывания, выщелачивания из цементного камня легкорастворимых веществ.

В качестве ускорителя твердения используется поташ, который повышает скорость схватывания и твердения цемента, несколько замедленную вследствие применения высокомолекулярных соединений.

Таким образом, компоненты комплексной добавки обеспечивают высокую морозостойкость, коррозионную и атмосферную стойкость цементного камня, увеличивают его долговечность и улучшают его совместную работу с ограждающей конструкцией.

Комплексную добавку готовят путем совместного тонкого помола сухих компонентов в вышеуказанных количествах и затем смешивают с портландцементом марки 400, с ее содержанием 5-10% по массе цемента на сухое вещество.

Табл.1
Рекомендуемые составы комплексной добавки.КомпонентыСостав добавки мас.% в добавке123Полиэтилгидросилоксан0,050,0650,075Сажа0,250,1350,125Смола древесная омыленная СДО0,70,80,8Поташ191919Суперпластификатор С-3202015Алеврит606065

Табл.2
Результат испытания добавки в бетонных смесях.ПоказателиСостав 1Состав 2Состав 3ПрототипСостав 1Состав 2Состав 3В/Ц0,310,3150,330,350,3170,29Прочность при сжатии в возрасте 28 сут., МПа77,174,675,361,369,774,8Водопоглощение, %1,071,010,94---Морозостойкость, циклов500550650-100600Время схватывания, мин222631---

Изобретение используется для приготовления штукатурных составов, отделочных составов и бетонов. Технический результат - повышение морозостойкости и коррозионной стойкости, а также темпа набора прочности в ранние сроки твердения. Комплексная добавка к цементному вяжущему, содержащая смолу древесную омыленную СДО, суперпластификатор С-3, тонкодисперсный наполнитель, содержит молотый алеврит в качестве тонкодисперсного наполнителя и дополнительно полиэтилгидросилоксан, гидрофобизирующий агент - сажу и ускоритель твердения - поташ, при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиэтилгидросилоксан 0,05-0,075, сажа 0,1-0,25, суперпластификатор С-3 15-21, смола древесная омыленная СДО 0,5-2, поташ 14-25, алеврит 55-70. 2 табл.

Комплексная добавка к цементному вяжущему, содержащая смолу древесную омыленную СДО, суперпластификатор С-3, тонкодисперсный наполнитель, отличающаяся тем, что она содержит молотый алеврит в качестве тонкодисперсного наполнителя и дополнительно полиэтилгидросилоксан, гидрофобизирующий агент - сажу и ускоритель твердения - поташ, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полиэтилгидросилоксан0,05-0,075Сажа0,1-0,25Суперпластификатор С-315-21Смола древесная омыленная СДО0,5-2Поташ14-25Алеврит55-70