ДОБАВКА ДЛЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ Российский патент 2010 года по МПК C04B24/18 C04B22/06 C04B111/20 

Изобретение относится к области производства бетона разной плотности и строительных растворов и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве при изготовлении бетонных и железобетонных изделий, а также при возведении сооружений специального назначения.

Известна добавка для бетонной смеси, которая включает смолу нейтрализованную воздухововлекающую и пластификатор, где в качестве пластификатора используется упаренная последрожжевая барда (SU №814928, С04В 13/24, опубл. 23.03.81 г.).

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при изгибе, недостаточная водонепроницаемость и повышенная усадка.

Известна добавка для бетонной смеси, которая включает тонкомолотый силикат кальция и фильтрат дрожжевого производства с характеристиками: плотность 1,014 г/см³, рН 6,5, содержание сухих веществ - не менее 4 мас.% (RU №2254305, С04В 28/02, опубл. 20.06.2005 г.).

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при изгибе, недостаточная водонепроницаемость и повышенная усадка.

Наиболее близкой к изобретению по совокупности существенных признаков является добавка для бетонной смеси (RU №2123482, С04В 28/00, бюл. №35 от 20.12.98 г.), которая включает последрожжевую барду и модификатор. Последрожжевая барда характеризуется содержанием сухих веществ - 3,5-4,5 мас.%, а в качестве модификатора используется вспученный поризованный продукт с объемным весом 0,6 г/см³, представленный кальций-магниевым силикатом, преимущественно геленитом.

Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность при изгибе, недостаточная водонепроницаемость и повышенная усадка.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание новой добавки для бетонной смеси, при использовании которой был бы получен технический результат, состоящий в повышении прочности при изгибе, понижении усадки, повышении водонепроницаемости.

Технический результат достигается тем, что добавка для бетонной смеси включает последрожжевую барду, имеющую рН 5,5±0,5, содержание сухих веществ 4,5±0,5 мас.%, плотность 1,016 г/см³, и модификатор, представленный фтористым натрием, 30%-ной перекисью водорода и микрокремнеземом с удельной поверхностью S_уд=2000 м²/кг, при следующем весовом соотношении компонентов, мас.%:

Последрожжевая барда 88,98-91,20 Фтористый натрий 0,40-0,50 30%-ная перекись водорода 0,40-0,50 Микрокремнезем 8,00-10,02

Введение заявляемой добавки в бетонную смесь повышает гидратационную активность цемента по каталитическому механизму действия за счет смещения кислотно-основного равновесия в твердеющей системе и возникающего ΔрН.

По данным физико-химических исследований при помощи рентгенофазового и дифференциально-термического методов анализа установлено, что в основном усиливается гидратационная активность силикатной составляющей цемента, т.к. значительно уменьшается интенсивность линий при d/n=(3,02; 2,77; 2,73; 2,60; 2,18; 1,75)·10^-10 м, характерных для С₃S, при этом увеличивается интенсивность линий при d/n=(4,93; 2,63; 1,93)·10^-10 м, соответствующих Са(ОН)₂, образующийся при гидратации С₃5 по реакции:

3CaO·SiO₂+(n+1)·Н₂O=2CaO·SiO₂·nН₂O+Са(ОН)₂,

что также подтверждает усиление гидратационной активности силикатной составляющей цемента. Экспериментально установлено, что основными продуктами гидратации являются низкоосновные гидросиликаты кальция типа CSH (I) с отношением CaO/SiO₂≈0,8, которым соответствуют линии при d/n=(3,07; 2,80; 1,83)·10^-10 м и экзоэффект при t=837°С, обусловленный перекристаллизацией низкоосновных гидросиликатов кальция.

В присутствии заявляемой добавки формируется более плотная структура искусственного камня за счет блокирования пор частицами микрокремнезема, а также образующимися в повышенном количестве гидратными соединениями, представленными низкоосновными гидросиликатами, имеющими волокнистую структуру.

Происходящие изменения в структуре искусственного камня в присутствии заявляемой добавки способствуют повышению прочности при изгибе, понижению усадки и повышению водонепроницаемости.

Указанная совокупность существенных признаков на дату подачи заявки заявителю неизвестна, следовательно, заявитель считает, что заявляемое изобретение соответствует критерию охраноспособности «новизна».

По мнению авторов и заявителя, неизвестен модификатор, используемый в добавке.

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое усиленное действие относительно прототипа, состоящее в получении высокоэффективного бетона, а именно: характеризуемого повышенным значением прочности при изгибе в возрасте 3 суток на 67%, а в возрасте 28 суток на 43%, повышением водонепроницаемости на две ступени и уменьшением усадки на 23%.

Следовательно, изобретение соответствует критерию охраноспособности «изобретательский уровень».

Заявляемое изобретение соответствует критерию охраноспособности «промышленная применимость», так как пригодно для использования в области производства бетонных и железобетонных изделий и осуществимо, что подтверждается примерами конкретного выполнения.

Пример конкретного выполнения

1. Приготовление добавки

Дозируют:

- последрожжевую барду (рН 5,5±0,5; ρ=1,016 г/см³ и содержание сухих веществ 4,5±0,5 мас.%);

- микрокремнезем с удельной поверхностью S_уд=2000 м²/кг;

- 30%-ную перекись водорода.

Отдозированные компоненты отправляют в вертикальный смеситель с тихоходной мешалкой и перемешивают в течение 30 минут.

Полученный готовый продукт хранят в вертикальных конусообразных емкостях, снабженных воздухом, для осуществления периодического барботирования с целью предотвращения возможного выпадения осадка

2. Приготовление активированной бетонной смеси.

Введение добавки в бетон осуществляется следующим образом: готовую добавку дозируют в количестве 1 мас.% от массы цемента; отдозированную добавку вливают в отдозированную воду для приготовления бетонной смеси. Далее бетонную смесь готовят по технологии, принятой на заводе; эффективность добавки оценивалась по изменению физико-механических характеристик традиционного бетона В22,5 как наиболее распространенного, следующего состава:

Ц:П:Щ=1:2,19:3,03

Прочность оценивали по ГОСТ 10180-90, водонепроницаемость - по ГОСТ 12730.5-84 и усадку - по ГОСТ 24544-81.

Результаты исследования представлены в таблице. Анализ данных таблицы показывает, что введение новой заявляемой добавки в бетонную смесь увеличивает прочность при изгибе в возрасте 3-х суток на 67%, а в возрасте 28 суток - на 43%, повышает водонепроницаемость на две ступени и уменьшает усадку на 23%.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве при приготовлении бетонных и железобетонных изделий, а также при возведении сооружений специального назначения. Добавка для бетонной смеси содержит, мас.%: последрожжевую барду, имеющую: рН 5,5±0,5, содержание сухих веществ 4,5±0,5 мас.% и плотность 1,016 г/см³, 88,98-91,20; фтористый натрий 0,40-0,50; 30%-ную перекись водорода 0,40-0,50; микрокремнезем с удельной поверхностью S_уд=2000 м²/кг 8,00-10,02. Технический результат - повышение прочности при изгибе, повышение водонепроницаемости, а также понижение усадки. 1 табл.

Добавка для бетонной смеси, включающая последрожжевую барду и модификатор, отличающаяся тем, что она включает последрожжевую барду, имеющую рН 5,5±0,5, содержание сухих веществ 4,5±0,5 мас.%, плотность 1,016 г/см³, и модификатор, представленный фтористым натрием, 30%-ной перекисью водорода и микрокремнеземом с удельной поверхностью S_уд=2000 м²/кг при следующем весовом соотношении компонентов, мас.%:
Последрожжевая барда 88,98-91,20 Фтористый натрий 0,40-0,50 30%-ная перекись водорода 0,40-0,50 Микрокремнезем 8,00-10,02