СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗДУХОВОВЛЕЧЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ Российский патент 2006 года по МПК C04B28/04 C04B38/10 

Изобретение относится к строительным материалам и касается способа регулирования воздухововлечения бетонной смеси путем введения с водой затворения комплексной органоминеральной добавки на основе продукта лесохимического производства и тонкодисперсного материала - отхода производства цемента.

Наиболее близким по технической сущности является способ регулирования воздухововлечения бетонной смеси путем введения с водой затворения добавки лигнина таллового омыленного (ЛТО) на основе продуктов лесохимического производства, получаемого при щелочной обработке талловых отходов разложения сульфатного мыла, в количестве 0,001-0,3% массы цемента (SU 1588724 А1, 30.08.90, бюл. №32).

Недостатком этого способа регулирования воздухововлечения бетонной смеси является чувствительность добавки к дозированию, что связано с высокой эффективностью добавки при минимальных дозировках. Особенно неудобно в таких обстоятельствах готовить малые объемы замесов. Существующую пастообразную добавку ЛТО нельзя использовать при изготовлении готовых к употреблению сухих строительных смесей. Транспортирование на дальние расстояния и хранение добавки при низких отрицательных температурах затрудняет ее использование в зимних условиях.

Технической задачей изобретения является снижение коэффициента вариации при обеспечении воздухововлекающего эффекта в цементные материалы, обеспечение точности дозирования для малых объемов замесов и возможности транспортирования добавки на дальние расстояния и ее хранения при низких отрицательных температурах без снижения основного воздухововлекающего эффекта действия добавки.

Технический результат достигается тем, что регулирование воздухововлечения в цементные смеси происходит путем введения с водой затворения добавки лигнина таллового омыленного, который предварительно смешивают с цементной пылью при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пастообразный лигнин талловый омыленный 40-50

Цементная пыль 50-60

гранулируют, сушат при температуре 60-70°С до постоянной массы и вводят в бетонную смесь в количестве 0,003÷1,2% от массы цемента.

Талловые отходы образуются в ходе технологического процесса разложения сульфатного мыла серной кислотой с целью выделения таллового масла и представляют собой дисперсную систему, в состав которой входят жирные и смоляные кислоты, нейтральные вещества, лигнин, бусульфат натрия и вода.

Талловые отходы имеют влажность 20-50%, зольность 1-7%, кислотное число 50-110 мг КОН/г, число омыления 80-140 мг КОН/г и содержат 30-75% жирных смоляных нейтральных веществ, 25-30% смоляных веществ, 2-15% лигнина и 0,5-5,0% волокна.

Цементная пыль - отход производства цемента, образующийся при помоле клинкера и добавок. Представляет собой тонкодисперсный порошок светло-серого цвета с большой удельной поверхностью.

Физические свойства цементной пыли

Цветсветло-серыйИстинная плотность2,63 г/см³Насыпная плотность860 кг/м³Удельная поверхность800-1000 м²/кгОстаток на сите 008нетТоксичностьне токсична

Комплексную органоминеральную добавку на основе ЛТО и цементной пыли вводят в состав цементных материалов вместе с водой затворения в виде гранул или в сухие строительные смеси в виде порошка.

Пример. Талловые отходы от разложения сульфатного мыла обрабатывали щелочью при следующих условиях: температура 60-80°С, расход щелочи NaOH 8 - 12% от массы сухих веществ, перемешивание осуществлялось в лабораторной мешалке с частотой вращения вала 1000-1400 об/мин в течение 20-30 мин.

Массовая доля сухого вещества лигнина таллового омыленного колеблется в пределах 40-60% и зависит от исходных свойств лигнина таллового. Регулировать массовую долю сухого вещества добавки ЛТО можно, изменяя в ней содержание воды.

Для удобства использовали ЛТО 50%-ной концентрации.

Лигнин талловый омыленный смешивали с цементной пылью при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пастообразный лигнин талловый омыленный 50

Цементная пыль 50

Процесс приготовления комплексной органоминеральной добавки включал следующие операции: подбор оптимального соотношения компонентов добавки; перемешивание смеси; формование гранул; сушка. Соотношение компонентов комплексной органоминеральной добавки определялось опытным путем так, чтобы полученная смесь была однородной и пластичной, не липла к формующему оборудованию, при формовании гранулы получались близкими по размеру.

Навески компонентов перемешивали до получения однородной пластичной массы. Полученную смесь подвергали формованию. Процесс формования гранул осуществляли при помощи оборудования в виде шнека с дырчатой насадкой. Диаметр отверстий насадки составлял 5 мм. При прохождении через насадку под действием силы тяжести полученная смесь распадалась на цилиндрические гранулы длиной 4-5 см. Сушку добавки осуществляли при температуре 60-70°С до постоянной массы в течение 2-3 часов.

Для подтверждения технического результата готовили бетонные смеси тяжелые и легкие, меняя объемы замеса. Использовали цемент Ангарский М400 Д20. В качестве мелкого заполнителя - братский кварцевый песок с модулем крупности 2,14. Крупный заполнитель - щебень диабазовый завода нерудных строительных материалов, фракции 5-20 мм. Пористый заполнитель - керамзит, объемная плотность = 540-560 кг/м³, фракции 5-20 мм.

Были испытаны бетонные смеси на плотных и пористых заполнителях следующего состава:

- Цемент:песок:щебень = 1:2,3:4,26 В/Ц = 0,59,

- Керамзит 0,9-1,1 м³, цемент 220 кг/м³, песок 350 кг.

Было произведено по 10 партий бетонов объемом 10 л, 100 л и 1000 л.

Результаты испытаний представлены в таблицах 1 и 2.

Контрольными являлись смеси без добавок в соответствии с рекомендациями по оценке эффективности добавок.

Вывод: регулирование воздухововлечения в цементные бетонные смеси путем введения с водой затворения предварительно гранулированной добавки лигнина таллового омыленного позволяет снизить коэффициент вариации при обеспечении воздухововлекающего эффекта в цементные материалы и обеспечить точность дозирования для малых объемов замесов.

Таблица 1
Результаты воздухововлечения в бетонные смеси на плотных заполнителяхСпособ воздухововлеченияОбъем замеса, лКоличество добавки, % от ЦОбъем вовлеченного воздуха для партий бетона, % сКоэффициент вариациивоздухововлекающий компонентвсего12345678910Контрольный10001,21,51,31,61,11,21,51,31,41,512,11Прототип0,0010,0012,52,31,92,42,52,72,81,82,42,313,280,0150,0155,46,25,85,36,55,24,85,75,45,09,530,030,036,77,48,27,57,07,97,17,67,78,06,29По предлагаемому способу0,0010,0032,52,42,62,52,62,52,42,52,52,62,940,0150,0455,45,35,65,45,35,45,65,45,35,42,030,030,097,77,77,67,87,77,87,77,77,87,60,96Контрольный100001,21,51,31,81,41,61,51,61,41,511,40Прототип0,0010,0012,52,02,42,72,32,62,72,53,02,510,550,0150,0155,45,36,65,46,25,55,65,35,77,010,280,030,037,77,67,58,17,68,07,57,89,07,85,70По предлагаемому способу0,0010,0032,52,42,42,52,52,42,52,62,52,62,960,0150,0455,45,45,55,45,35,45,55,45,45,51,170,030,097,77,87,77,77,77,67,87,77,87,60,96Контрольный1000001,21,51,51,61,31,61,50,81,41,517,44Прототип0,0010,0012,52,32,62,42,52,62,42,62,32,54,690,0150,0155,45,65,45,55,05,45,65,35,56,56,980,030,037,77,58,57,67,67,38,07,57,17,85,04По предлагаемому способу0,0010,0032,52,52,52,42,52,42,42,52,42,52,100,0150,0455,45,35,45,45,35,45,35,35,45,40,960,030,097,77,77,87,77,87,77,87,77,77,80,67

Таблица 2
Результаты воздухововлечения в бетонные смеси на пористых заполнителяхСпособ воздухововлеченияОбъем замеса, лКоличество добавки, % от ЦОбъем дополнительно вовлеченного воздуха для партий бетона, % сКоэффицент вариациивоздухововлекающий компонентвсего12345678910Контрольный1000объемная плотность керамзитобетонной смеси 1400 кг/м³--Прототип0,010,017,18,39,27,37,86,58,47,57,19,412,070,150,1521,419,118,322,823,124,325,520,320,423,010,580,30,325,426,026,830,030,827,129,226,326,327,76,65По предлагаемому способу0,010,038,17,07,57,68,37,98,08,58,27,85,550,150,4520,822,122,821,621,022,323,121,421,620,53,920,30,9*24,525,826,125,225,926,326,025,024,627,03,10* - при изготовлении добавки из пастообразного лигнина таллового омыленного с концентрацией 40% дозировка гранулированной добавки увеличивается до 1,2% от массы цемента.

Изобретение относится к строительным материалам и касается способа регулирования воздухововлечения бетонной смеси путем введения с водой затворения комплексной органоминеральной добавки на основе продукта лесохимического производства и тонкодисперсного материала - отхода производства цемента. Техническим результатом является снижение коэффициента вариации при обеспечении воздухововлекающего эффекта в цементные материалы, обеспечение точности дозирования для малых объемов замесов и возможности транспортирования добавки на дальние расстояния и ее хранения при низких отрицательных температурах без снижения основного воздухововлекающего эффекта действия добавки. В способе регулирования воздухововлечения бетонной смеси путем введения с водой затворения добавки лигнина таллового омыленного, предварительно пастообразный лигнин талловый омыленный смешивают с цементной пылью при следующем соотношении компонентов, мас.%: пастообразный лигнин талловый омыленный 40-50, цементная пыль 50-60, гранулируют, сушат при температуре 60-70°С до постоянной массы и вводят в бетонную смесь в количестве 0,003-1,2% от массы цемента. 2 табл.

Способ регулирования воздухововлечения бетонной смеси путем введения с водой затворения добавки лигнина талового омыленного, отличающийся тем, что предварительно пастообразный лигнин таловый омыленный смешивают с цементной пылью при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пастообразный лигнин таловый омыленный40-50Цементная пыль50-60

гранулируют, сушат при температуре 60-70°С до постоянной массы и вводят в бетонную смесь в количестве 0,003-1,2% от массы цемента.