СТРОИТЕЛЬНЫЙ РАСТВОР Российский патент 2006 года по МПК C04B28/04 C04B111/20 

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составам строительных растворов с повышенной сохраняемостью и морозостойкостью, используемых для кладки сооружений из кирпича, бетонных камней и камней из легких пород.

Известен строительный раствор (авторское свидетельство СССР №1273343, С 04 В 24/18, 1986 г.), состоящий из цемента и песка в соотношении 1:3, воды и комплексной добавки, содержащей, мас.%:

технические лигносульфонаты 6,5-90,0натриевые соли жирных кислот с числом атомов углерода в цепи С₁₄-С₂₀6,5-90,0сульфат натрия 0,7-50,0вещество из группы: формамид, диметил- формамид,октилдециламин, пара-алкилбен- зилтриэтиламмонийхлорид, пара-алкилбен- зилиридинийхлорид 0,15-50,0

Причем количество комплексной добавки в растворе составляет 0,033-0,39% от массы цемента.

Недостатками такого раствора являются низкие подвижность, морозостойкость и расслаиваемость.

Наиболее близким по технической сущности является строительный раствор (авторское свидетельство СССР №1671635, С 04 В 24/04, 1991 г.), включающий следующие компоненты в массовом соотношении, %:

портландцемент 14,0-18,0песок 64,0-69,0нейтрализованный вторичный маточный раствор производства пентаэритрита на основе натриевой соли муравьиной кислоты и углеводов 0,49-0,63мылонафт 0,04-0,09вода до 100

Недостатками такого раствора являются низкие подвижность, морозостойкость и расслаиваемость.

Предлагаемый строительный раствор состоит из портландцемента, песка, производных жирных кислот, воды и дополнительно натрия хлористого, причем в качестве производных жирных кислот он содержит щелочной сток производства растительных масел, имеющий 0,1-0,7 мас.% свободной щелочи, при следующих массовых соотношениях компонентов, %:

портландцемент 14,0-18,0песок 64,0-69,0щелочной сток производства растительных масел 0,8-2,5натрий хлористый 0,003-0,2вода до 100

Щелочной сток производства растительных масел (ЩСПМ) является отходом производства растительных масел на стадии очистки их от непредельных жирных кислот. Это пастообразное вещество светло-коричневого или коричневого цвета следующего состава, мас.%:

натриевые соли жирных кислот 20,0-45,0триглицириды 1,5-9,0свободная щелочь 0,1-0,7вода до 100

Содержание свободной щелочи в СЩПМ определяют следующим образом.

В коническую колбу емкостью 400 мл берут навеску ЩСПМ в количестве 5-10 г с точностью до 0,01 г, прибавляют 50 мл 96-%-го предварительно нейтрализованного спирта и 2-3 капли 1%-го спиртового раствора фенолфталеина и тируют 0,1N раствором соляной кислоты до исчезновения розового окрашивания.

Навеска ЩСПМ берется в зависимости от содержания свободной щелочи с таким расчетом, чтобы после титрования пробы концентрация спирта была не ниже 60%.

Содержание свободной щелочи вычисляют по формуле:

Х=(0,004×C×K)/G,%,

где 0,004 - количество щелочи, соответствующее 1 мл 0,1N раствора соляной кислоты, г;

С - количество 0,1N раствора соляной кислоты, израсходованное на титрование, мл:

К - поправка к титру 0,1N раствора соляной кислоты:

G - навеска ЩСПМ, г.

Строительный раствор готовят путем перемешивания песка, ЩСПМ, натрия хлористого и воды в растворомешалке в течение 1,5-2 минут. Затем вводят портландцемент и продолжают перемешивание еще в течение 2-3 минут.

Для испытания предложенного строительного раствора были приготовлены образцы в лабораторных условиях по нижеприведенным примерам.

При приготовлении строительных растворов применяли портландцемент М300 и природный кварцевый песок с М_кр=1,2-2,2. В качестве ЩСПМ использовали отход производства масел ОАО «Экспериментальный маслозавод», г.Краснодар.

Приготовленную растворную смесь из смесителя выгружали в емкость, а затем через определенные промежутки времени (4, 20 и 28 ч) отбирали пробы раствора для определения подвижности по глубине погружения в нее эталонного конуса.

Расслаиваемость растворной смеси определяли путем сопоставления содержания заполнителя в нижней и верхней частях свежеотформованного образца размером 150×150×150 мм.

Прочность раствора определяли в соответствии требованиям ГОСТ 10180-90 при сжатии образцов, приготовленных из рабочей растворной смеси размерами 70,7×70,7×70,7 мм, подвергнутых 3-х суточному, 26-ти суточному и 56-ти суточному твердению при 25°С.

Для определения морозостойкости затвердевшего раствора, насыщенного водой, замораживали при минус 40°С и оттаивали при комнатной температуре с последующим определением прочности на сжатие. За морозостойкость принимали количество циклов попеременного замораживания и оттаивания образцов, у которых прочность снизилась не более чем на 25% при потере в массе не более 5%.

Пример №1

Для приготовления строительного раствора помещают в растворомешалку 341,5 г песка; 7,5 г ЩСПМ, содержащего 0,5 мас.% свободной щелочи; 0,5 г натрия хлористого; 73 г воды и перемешивают в течение 1,5 минут, затем вводят туда 77,5 г портландцемента и продолжают перемешивание еще 3 минуты. Полученный раствор испытывают на подвижность, расслаиваемость и готовят из него образцы для определения показателей прочности и морозостойкости. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №2

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут 345 г песка; 12,5 г ЩСПМ, содержащего 0,1 мас.% свободной щелочи; 0,015 г натрия хлористого; 72,485 г воды и перемешивают в течение 2 минут, добавляют 70 г портландцемента и продолжают перемешивание еще 2 минуты. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №3

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут 314 г песка; 4,0 г ЩСПМ, содержащего 0,7 мас.% свободной щелочи; 1,0 г натрия хлористого; 81,0 г воды и 73,0 г портландцемента. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №4

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут 329 г песка; 12,5 г ЩСПМ, содержащего 0,5 мас.% свободной щелочи; 0,5 г натрия хлористого; 73,0 г воды и 85,0 г портландцемента. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 3.

Пример №5

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут 320 г песка; 4,0 г ЩСПМ, содержащего 0,1 мас.% свободной щелочи; 0,015 г натрия хлористого; 85,985 г воды и 90,0 г портландцемента. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 3.

Пример №6

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут 323,5 г песка; 7,5 г ЩСПМ, содержащего 0,7 мас.% свободной щелочи; 1,0 г натрия хлористого; 80,0 г воды и 88,0 г портландцемента. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 3.

Пример №7 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут 3,5 г ЩСПМ, 77,0 г воды. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №8 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут 14 г ЩСПМ и 66,5 г воды. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №9 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №4 с той разницей, что берут 3,5 г ЩСПМ и 82,0 г воды. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 3.

Пример №10 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №4 с той разницей, что берут 14 г ЩСПМ и 71,5 г воды. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 3.

Пример №11 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут ЩСПМ, содержащий 0,05 мас.% свободной щелочи. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №12 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут ЩСПМ, содержащий 0,8 мас.% свободной щелочи. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №13 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №4 с той разницей, что берут 7,5 г ЩСПМ, содержащего 0,05 мас.% свободной щелочи, и 78,0 г воды. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 3.

Пример №14 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №4 с той разницей, что берут 7,5 г ЩСПМ, содержащего 0,8 мас.% свободной щелочи, и 78,0 г воды. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 3.

Пример №15 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут 1,25 г натрия хлористого и 72,25 г воды. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №16 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №4 с той разницей, что берут 7,5 г ЩСПМ, содержащего 0,5 мас.% свободной щелочи, и 78,5 г воды. Строительный раствор приготовлен без добавления натрия хлористого. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №17 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №1 без предложенных добавок. Берем 340,5 г песка, 87,0 г воды и 72,5 г портландцемента. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №18 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №4 без предложенных добавок. Берем 324 г песка, 86,5 г воды и 89,5 г портландцемента. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 3.

Пример №19 (по прототипу)

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут 342,1 г песка, 2,55 г нейтрализованного вторичного маточного раствора производства пентаэритрита на основе натриевой соли муравьиной кислоты и углеводов (СФС), 0,35 г мылонафта (МН), 82,0 г воды и 73,0 г портландцемента. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №20 (по прототипу)

Строительный раствор готовят по примеру №19 с той разницей, что берут 329,4 г песка, 3,0 г нейтрализованного вторичного маточного раствора производства пентаэритрита на основе натриевой соли муравьиной кислоты и углеводов, 0,25 г мылонафта, 82,35 г воды и 85,0 г портландцемента. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 3.

Как видно из представленных результатов, предложенный строительный раствор имеет высокие эксплуатационные показатели за счет введения в его состав щелочного стока производства растительных масел и натрия хлористого (пр. №1-6).

Подвижность раствора по сравнению с прототипом увеличивается на 27,7%, морозостойкость повышается на 18,7-24%, а расслаиваемость раствора снижается на 37,9-39% при сохранении высоких показателей прочности на сжатие.

Однако такие высокие показатели достижимы только в заявленных пределах состава строительного раствора.

Так, при увеличении или уменьшении содержания ЩСПМ в строительном растворе (пр. №7-10), при снижении содержания свободной щелочи в ЩСПМ (пр. №11 и 13), а также при отсутствии натрия хлористого (пр. №16) показатели морозостойкости и расслаиваемости снижаются.

При увеличении содержания свободной щелочи в ЩСПМ выше заявленного (пр. №12 и 14) нарушается удобоукладываемость раствора (кирпич при кладке скользит). В случае повышения заявленного количества натрия хлористого (пр. №15) появляются высолы на стенах.

Таблица 1
Расход материалов для приготовления строительных растворов для марок М75 и М100Пример
№Состав строительного раствора, мас.%портландцементпесокЩСПМСодержание свободной щелочи в ЩСПМНатрий хлористыйводаМ75М100М75М100М75М100М75М100М75М100М75М100115,5-68,3-1,5-0,5-0,1-14,6-214,0-69,0-2,5-0,1-0,003-14,497-314,6-68,2-0,8-0,7-0,2-16,2-4-17,0-65,8-2,5-0,5-0,1-14,65-18,0-64,0-0,8-0,1-0,003-17,1976-17,6-64,7-1,5-0,7-0,2-16,07 ср15,5-68,3-0,7-0,5-0,1-15,4-8 ср15,5-68,3-2,8-0,5-0,1-13,3-9 ср-17,0-65,8-0,7-0,5-0,1-16,410 ср-17,0-65,8-2,8-0,5-0,1-14,311 cp15,5-68,3-1,5-0,05-0,1-14,6-12 ср15,5-68,3-1,5-0,8-0,1-14,6-13 ср-17,0-65,8-1,5-0,05-0,1-15,614 ср-17,0-65,8-1,5-0,8-0,1-15,615 ср15,5-68,3-1,5-0,5-0,25-14,45-16 ср-17,0-65,8-1,5-0,5-отс.-15,717 без добавок14,5-68,1-------17,4-18 без добавок-17,9-64,8-------17,319 пр14,6-68,42-СФС-
0,51-МН-0,07---16,4-20пр-17,0-65,88-СФС-
0,60-МН-0,05---16,47

Таблица 2
Физико-механические характеристики строительных растворов М75Пример
№Время выдержки, чПодвижность,
смПрочность, МПа, в возрастеМорозостойкость, циклыРасслаиваемость, %3 сут28 сут56 сут1411,72,77,89,5-1,82011,52,57,69,3--2811,22,37,69,2121-2411,62,77,79,4-1,82011,22,67,79,4--2811,22,47,69,2125-3411,82,77,79,5-1,92011,22,67,69,4--2811,12,47,59,3127-7 ср410,22,67,69,4-2,8209,12,57,59,3--288,62,47,49,3111-8 ср411,72,77,79,5-2,52011,62,57,69,4--2811,52,47,49,2118-11 ср411,52,57,79,4-2,82011,32,47,69,2--2811,22,47,69,2115-12 ср411,62,77,89,5-1,82011,52,57,69,3--2811,32,37,59,2123-15 ср411,62,67,89,5-1,82011,42,57,79,3--2811,22,37,59,2123-17 ср0,410,62,57,88,5-3,046,01,95,16,152-19 ср410,22,67,69,2-3,1209,02,47,59,2--288,82,37,59,1100-

Таблица 3
Физико-механические характеристики строительных растворов М100Пример
№Время выдержки, чПодвижность,
смПрочность, МПа, в возрастеМорозостойкость, циклыРасслаиваемость, %3 сут28 сут56 сут4411,23,510,213,1-1,82010,83,410,113,0--2810,53,410,213,1178-5411,33,610,313,2-1,92010,73,510,113,1--2810,43,410,213,1179-6411,23,510,312,9-1,82010,83,510,212,8--2810,33,410,112,8181-9 ср411,13,610,312,9-2,62010,93,510,212,8--2810,63,410,212,8155-10 ср411,13,510,212,9-2,52011,03,410,112,8--2810,93,410,112,8152-13 ср411,03,510,212,9-2,72010,93,410,112,8--2810,93,410,012,7153-14 ср411,13,510,212,9-1,82010,93,410,112,8--2810,93,410,112,7171-16 ср410,93,510,212,8-2,32010,83,410,112,7--2810,83,410,112,7146-18 ср без добавок0,410,53,410,012,4-2,746,02,77,39,876-20 пр410,53,510,212,8-2,9208,03,310,012,7--287,13,110,012,7151-

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составам строительных растворов с повышенной сохраняемостью и морозостойкостью, используемых для кладки сооружений из кирпича, бетонных камней и камней из легких пород. Строительный раствор, состоящий из портландцемента, производных жирных кислот, песка и воды, дополнительно включает натрий хлористый, а в качестве производных жирных кислот - щелочной сток производства растительных масел, содержащий 0,1-0,7 мас.% свободной щелочи, при следующем массовом соотношении компонентов, %: портландцемент - 14,0-18,0, песок - 64,0-69,0, щелочной сток производства растительных масел - 0,8-2,5, натрий хлористый - 0,003-0,2, вода - до 100. Технический результат - повышение прочности и морозостойкости строительного раствора, снижение его расслаиваемости. 3 табл.

Строительный раствор, состоящий из портландцемента, производных жирных кислот, песка и воды, отличающийся тем, что он дополнительно включает натрий хлористый, а в качестве производных жирных кислот - щелочной сток производства растительных масел, содержащий 0,1-0,7 мас.% свободной щелочи, при следующем массовом соотношении компонентов, %:

Портландцемент14,0-18,0Песок64,0-69,0Щелочной сток производства  растительных масел0,8-2,5Натрий хлористый0,003-0,2ВодаДо 100