КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ Российский патент 2009 года по МПК C04B24/02 C04B111/20 

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составу комплексной добавки, используемой в производстве бетонов, бетонных смесей и строительных растворов.

Известна комплексная добавка для бетонной смеси, включающая смесь натриевых и триэтаноламиновых солей сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола соответственно в соотношении 1:(0,1-1) по массе, технические лигносульфонаты, смесь натриевых и триэтаноламиновых солей сульфированного продукта конденсации тяжелой смолы пиролиза нефти соответственно в соотношении 1:(0,1-1) по массе, смесь сульфата натрия и сульфата триэтаноламина при соотношении натриевых и триэтаноламиновых солей 1:(0,1-1) по массе, смесь полиоксипропиленового эфира н-бутилового спирта и полиметилсилоксановой жидкости в соотношении соответственно (0,1-1): 1 по массе при следующем содержании компонентов добавки, мас.%:

смесь натриевых и триэтаноламиновых солей сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола 31,0-84,5 смесь натриевых и триэтаноламиновых солей сульфированного продукта конденсации тяжелой смолы пиролиза нефти 5,0-31,0 смесь сульфата натрия и сульфата триэтаноламина 5,0-15,5 смесь полиоксипропиленового эфира н-бутилового спирта и полиметилсилоксановой жидкости 0,5-2,5 технические лигносульфонаты 5,0-20,0

(патент РФ №2088548, кл. С04В 28/04. Опубл. 27.08.1997 г.).

Известна также комплексная добавка для бетонной смеси, включающая натриевую соль сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола с формальдегидом, сульфат натрия, смесь ди- и триэтаноламиновых солей сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола с формальдегидом при массовом соотношении соответственно 1:(0,3-1), смесь ди- и триэтаноламинов при массовом соотношении соответственно 1:(0,3-1) и органический пеногаситель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

натриевая соль сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола с формальдегидом 30,0-74,5 сульфат натрия 5,0-15,0 смесь ди- и триэтаноламиновых солей сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола с формальдегидом при массовом соотношении соответственно 1:(0,3-1) 15,0-37,0 смесь ди- и триэтаноламинов при массовом соотношении соответственно 1:(0,3-1) 5,0-15,0 органический пеногаситель 0,5-3,0

В качестве органического пеногасителя добавка содержит полиоксипропиленовый эфир Н-бутилового спирта, или полиметилсилоксановую жидкость, или их смесь при массовом соотношении соответственно 1:1 (патент РФ №2078744, кл. С04В 28/04. Опубл. 10.05.1997 г.).

Однако бетоны с этими добавками имеют невысокие прочность и подвижность.

Наиболее близкой к предлагаемой является комплексная добавка для бетонной смеси, включающая натриевую соль сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумил-фенола и димеров α-метилстирола с формальдегидом, сульфат натрия и полиоксипропиленгликолевый эфир н-бутилового спирта или полиметилсилоксановую жидкость и лигносульфонаты технические при следующем соотношении компонентов, мас.%:

натриевая соль сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола с формальдегидом 17,0-79,7 сульфат натрия 15,0-50,0 лигносульфонаты технические 10,0-30,0 полиоксипропиленгликолевый эфир н-бутилового спирта или полиметилсиликсановая жидкость 0,3-3,0

(патент РФ №2100305, кл. С04В 28/04. Опубл. 27.12.1997 г.).

Недостатками известной комплексной добавки являются сравнительно низкая прочность получаемого бетона и сравнительно повышенный расход добавки.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение прочности бетона при сохранении подвижности бетонной смеси и снижение расхода добавки.

Поставленная задача решается тем, что в комплексную добавку, включающую продукт олигомеризации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола, сульфат натрия, дополнительно введен формиат натрия, а в качестве продукта олигомеризации отходов производства выбран продукт алкилирования отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами при следующем соотношении компонентов, мас.%:

продукт алкилирования отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами 70,0-80,0 сульфат натрия 8,0-12,0 формиат натрия 12,0-18,0

Дополнительное введение формиата натрия обеспечивает для бетонной смеси ускоренные сроки набора прочности и повышение прочностных характеристик бетона.

Выбор в качестве продукта олигомеризации отходов производства фенола продукта алкилирования отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами способствует получению необходимой прочности в начальные сроки твердения и повышению подвижности бетонной смеси.

Комплексную добавку получают по следующей методике: отход фенольного производства (ТУ 38-10286-75), содержащей, мас.%:

фенол 2,7-6,9 ацетофенон 0,03-84 диметилфенилкарбинол 0,14-3,3 α-метилстирол 0,03-8,9 n-кумилфенол 26,6-50,0 димеры α-метилстирола 18,4-43,4 смола пек 18,8-30,6 щелочь 0,9-2,3

смешивают с бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами и серной кислотой при массовом соотношении компонентов: фенольный отход; бифункциональные кислородсодержащие органические вещества; серная кислота 1÷0,8÷0,5. Полученную смесь выдерживают при 80-95°С в течение 1-1,5 часов. Затем полученную смесь сульфируют серной кислотой при 60-65°С при массовом соотношении компонентов реакционная масса; серная кислота 1÷0,7. Полученный продукт нейтрализуют едким натром до рН 7 и смешивают с сульфатом натрия и формиатом натрия.

Технический результат заключается в улучшении строительно-технических показателей бетона, бетонной смеси и строительных растворов, а именно в повышении прочности бетона при сохранении подвижности бетонной смеси.

Бетонную смесь с предлагаемой комплексной добавкой готовят по следующей методике: цемент и заполнители вводят в смеситель и тщательно перемешивают. Затем в полученную смесь добавляют комплексную добавку с водой затворения и смесь дополнительно перемешивают до получения однородной массы, из которой готовят бетонные изделия по стандартной методике изготовления бетонных образцов лабораторного типа. Прочность бетона на сжатие определяют по ГОСТ 10180-90, подвижность бетонной смеси по ГОСТ 10181.1-81.

В работе были использованы следующие строительные материалы: цемент (Ц) М-400, щебень (Щ) фракции 5-20 мм, песок (П) с Мкр=2,1 при соотношении компонентов Ц÷Щ÷П=1÷2,8÷1,3 при В/Ц=0,44.

Примеры конкретных составов бетонной смеси.

Пример 1 (контрольный состав).

Бетонную смесь указанного состава готовили без добавки по стандартной методике.

Примеры 2-3 (по прототипу).

В бетонную смесь указанного состава вводят комплексную добавку в количестве 0,6 и 0,1% от массы цемента.

Примеры 4-5 (предлагаемый).

В бетонную смесь указанного состава вводят комплексную добавку при следующем соотношении компонентов: продукт алкилирования отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола с бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами; сульфат натрия; формиат натрия, соответственно равном 72,6÷10,4÷13,9 в количестве 0,08 и 0,1% от массы цемента.

Примеры 6-7 (за пределами).

В бетонную смесь указанного состава вводят комплексную добавку при следующем соотношении компонентов продукт алкилирования отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола с бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами (ФАСМ); сульфат натрия; формиат натрия, соответственно равном 65,0÷6,0÷10,0 и 85,0÷15,0÷19,0 в количестве 0,5% от массы цемента.

Составы комплексной добавки и результаты сравнительных испытаний приведены в таблице.

Из таблицы видно, что заявляемая комплексная добавка повышает прочность бетона и подвижность бетонной смеси при пониженных ее расходах, которые являются наиболее оптимальными (порог эффективности добавки).

№№ п/п Составы бетона Состав комплексной добавки, % Расход добавки, % от массы цемента Осадка конуса (ОК), см Прочность бетона при сжатии через 28 суток, МПа ФАСМ Сульфат натрия Формиат натрия 1. Контрольный       - 4,0 30,2 2. Прототип       0,6 24,0 47,8 3. -       0,1 23,0 46,0 4. Предлагаемый 72,6 10,4 13,9 0,08 24,5 49,2 5. - 72,6 10,4 13,9 0,1 24,8 49,8 6. За пределами 65,0 6,0 10,0 0,5 23,6 46,1 7. - 85,0 15,0 19,0 0,5 22,0 44,3

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составу комплексной добавки, используемой в производстве бетонов, бетонных смесей и строительных растворов. Комплексная добавка включает продукт алкилирования отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола с кислородсодержащими органическими веществами, сульфат натрия и формиат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: продукт алкилирования отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами 70,0-80,0; сульфат натрия 8,0-12,0; формиат натрия 12,0-18,0.

Технический результат - повышение прочности бетона при сохранении подвижности бетонной смеси. 1 табл.

Комплексная добавка для бетонной смеси, включающая продукт олигомеризации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола, сульфат натрия, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введен формиат натрия, а в качестве продукта олигомеризации отходов производства фенола выбран продукт алкилирования отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами при следующем соотношении компонентов, мас.%:
продукт алкилирования отходов производства   фенола на основе кумилфенола и димеров α-   метилстирола с бифункциональными   кислородсодержащими органическими   веществами 70,0-80,0 сульфат натрия 8,0-12,0 формиат натрия 12,0-18,0