КОМПОЗИЦИИ БЫСТРОСХВАТЫВАЮЩЕГОСЯ ВЯЖУЩЕГО, СОДЕРЖАЩИЕ СОЛЬ КАЛЬЦИЯ, ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ ИЗ БЕТОНА Российский патент 2010 года по МПК C04B7/00 C04B22/08 C04B24/04 C04B28/00 B28B1/00 B28C5/00 C04B103/10 C04B111/70 

Область техники

Изобретение относится к композициям быстросхватывающегося вяжущего на основе соли кальция, используемого для изготовления бетонных изделий и конструкций.

Под быстросхватывающимися вяжущими для строительных растворов или бетонов подразумевают вяжущие, способные быстро схватываться и затвердевать. Бетоны, использующие такие вяжущие в своих составах, сразу после укладки приобретают высокие механические характеристики за короткий период времени. Предпочтительно, они имеют прочность при сжатии RC, равную, по меньшей мере, 1 МПа по истечении 4 часов при использовании литых бетонных смесей, и, по меньшей мере, 1 МПа по истечении 5 часов при использовании самоукладывающихся (или самоуплотняющихся) бетонных смесей, и, по меньшей мере, 12 МПа по истечении 24 часов.

Эти бетоны являются литыми или самоукладывающимися (или самоуплотняющимися) бетонами и имеют продолжительность удобоукладываемости минимально от 1 часа и максимально до 2 часов.

Удобоукладываемость литых бетонов определяют по высоте оседания бетонной смеси с использованием конуса Абрамса или по осадке конуса бетонной смеси (согласно стандарту Франции NF Р 18-451 от декабря 1981 г.), и считается, что бетон является литым, если это оседание составляет, по меньшей мере, 150 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 180 мм.

Удобоукладываемость самоукладывающихся (или самоуплотняющихся) бетонов обычно определяют на основании теста «расплыва бетона» ("slumpflow") согласно процедуре, описанной в документе "Specification and Guidelines for Self Compacting Concrete, EFNARC, February 2002, p.19-23"; величина расплыва для самоуплотняющихся бетонов превышает 650 мм (и, как правило, ниже 800 мм).

Изобретение относится к бетонам, более конкретно, к литым или самоукладывающимся (или самоуплотняющимся) бетонам, предназначенным для изготовления изделий и сооружений, как изделий, изготовляемых на заводе, так и изделий, изготавливаемых на строительных площадках, таких как бетонные перегородки, плиты и т.д.

ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Документ FR-A-2810314 описывает быстросхватывающееся вяжущее для самоуплотняющихся бетонов, включающее портландцемент, алюминат кальция, сульфат кальция, ускоритель и замедлитель схватывания, а также суперпластифицирующий агент полиокс-полифосфонатного типа. В этом документе указывается, что такое вяжущее позволяет достичь удобоукладываемости бетона с продолжительностью более 1 часа, получить перекачиваемый бетон благодаря своему самоуплотняющемуся составу и достичь при этом высокой механической прочности на сжатие за 6 часов и за 24 часа, в том числе и при температуре 10-35°С. Согласно названному документу применяется такой материал для срочного ремонта сооружений, установки временных опор в туннелях, галереях или в аналогичных сооружениях. Применение в качестве бетонных перегородок не упомянуто.

Документ US-P-3427175 описывает композиции, включающие ускоряющую систему, содержащую нитрит кальция. Кроме того, документ описывает схватывание при температуре, которая несовместима с классическими наружными температурами, встречающимися на стройках.

Документ JP-A-2000281412 описывает ускоряющие системы, содержащие соль кальция, которая представляет собой сульфит или сульфат кальция, в комбинации с органической добавкой и суперпластификатором. Указывается, что прочность на сжатие достигается за относительно короткое время, но полученные данные относятся только к данным, которые получены по истечении 24 часов.

Документы GB-A-2033367 и GB-A-2058037 описывают ускоряющие системы, содержащие алюминат кальция в смеси с сульфатом кальция, гидроксикислоту (например, лимонную кислоту) и неорганическую соль, например нитрит или нитрат, причем карбонат натрия указан в качестве предпочтительной соли.

Документ ЕР-А-537872 описывает ускоряющую систему, включающую нитрит или нитрат, например, кальция в комбинации с особым сополимерным суперпластификатором.

Кроме того, известны некоторые продукты, выпускаемые на рынок. Можно назвать продукты фирмы SIKA, в частности Sikaprise SC2, содержащие нитрат кальция, тиоцианат натрия и формальдегид. Можно также назвать продукты фирмы GRACE, в частности продукт Polarset, содержащий нитрит кальция, нитрат кальция (и бромиды), небольшое количество тиоцианата, метилдиэтаноламина. Можно также назвать продукты фирмы МВТ, в частности продукт, состоящий из комбинации ускорителя Pozzolith NC 534, сильного водоредуцирующего суперпластификатора Glenium 3030 и замедлителя Delvo.

Документ US 20030127026 (US-P-6858074) описывает ускоряющую систему, содержащую в комбинации: суперпластификатор поликарбоксилатного типа, ускоритель и замедлитель твердения. Ускоритель может быть выбран, в частности, из нитритов щелочно-земельного металла, тиоцианатов, галогенидов, солей, в частности солей кальция с кислотами, например с муравьиной кислотой и т.д. Смесь этих компонентов не описана. Замедлителем является, в частности, карбоновая кислота. Согласно документу указанная в нем прочность на изгиб составляет, по меньшей мере, 2,8 МПа, а прочность на сжатие составляет, по меньшей мере, 15 МПа, достигаемая в течение 4 часов после укладки при температуре от 10 до 38°С.

Цементные композиции, описанные в этом изобретении, имеют продолжительность сохранения удобоукладываемости, максимально ограниченную 30 минутами, имеют высокое содержание цемента и низкие значения отношения вода/цемент от 0,25 до 0,40.

Документ US 20040149174 описывает систему, близкую той, которая описана в предыдущем документе, но в состав которой включена соль, снижающая температуру замерзания смеси. Изобретение относится к составам, включающим суперпластификатор поликарбоксилатого типа, соль, снижающую температуру замерзания (в документе названы нитриты щелочно-земельного металла), ускоритель (названы тиоцианаты и галогениды) и замедлитель (названы карбоновые кислоты). Примеры не дают точного названия используемых соединений, нет также сведений ни о сохранении удобоукладываемости, ни о механической прочности бетонов, приобретаемой за 4 или за 6 часов. Они относятся к бетонам, которые не являются литыми бетонами или самоуплотняющимися бетонами. Свойства бетонов были изучены при температурах, которые в некоторых случаях составляли порядка -1°С.

Тем не менее, существует потребность в способе изготовления изделий и сооружений из бетона, использующего быстросхватывающиеся вяжущие, который бы сохранял удобоукладываемость в течение продолжительного времени, приобретал бы механическую прочность за короткое время при температурах ниже 10°С и позволил бы, таким образом, увеличить частоту повторного использования опалубки. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к быстросхватывающемуся вяжущему, содержащему:

- цемент;

- по меньшей мере, один суперпластификатор, количество которого в расчете на сухую массу составляет от 0,1 до 5 мас.% от массы вяжущего;

- нитрит кальция, количество которого в вяжущем составляет от 0,5 до 10%, и

- по меньшей мере, одно формольное производное, количество которого в вяжущем составляет от 1 до 10% от количества нитрита кальция.

Изобретение относится также к ускоряющей системе, включающей, по меньшей мере, один суперпластификатор, нитрит кальция и, по меньшей мере, одно формольное производное.

Изобретение относится также к композиции бетонной смеси или строительного раствора, включающей быстросхватывающееся вяжущее согласно изобретению, затворенное водой.

Изобретение относится также к способу получения строительного раствора или бетонной смеси путем затворения водой быстросхватывающегося вяжущего согласно изобретению и заполнителей, в частности, бетонной смеси, укладываемой при температуре, равной или ниже 10°С.

Изобретение относится также к способу изготовления изделий из композиции бетонной смеси или строительного раствора согласно изобретению, включающему заливку или нагнетание указанной композиции, или указанной бетонной смеси, или указанного строительного раствора в опалубку, отверждение и распалубку при температуре ниже или равной 10°С при продолжительности способа половина дня.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В дальнейшем изобретение описывается более подробно.

Изобретение основывается на комбинации добавок, содержащей, по меньшей мере, одну ускоряющую систему.

Ускоряющая система согласно изобретению включает, по меньшей мере, три компонента, а именно соль кальция, которой является нитрит кальция, специфическую органическую добавку, которой является формольное производное, и суперпластификатор.

Солью кальция является нитрит кальция. Эта соль присутствует в составе ускорителя в количествах, которые изменяются от 50 до 90% в расчете на сухую массу. Обычно нитрит кальция берут в таком количестве, чтобы его содержание в вяжущем составило 0,5-10%, предпочтительно, 1,5-5% сухой массы от массы вяжущего.

Формольное производное может находиться в форме альдегида; им может быть формальдегид или формол (при этом полимеры, например мочевиноформальдегидные полимеры, не являются формольными производными в рамках изобретения, поскольку не происходит высвобождения в виде мономера ни формальдегида, ни муравьиной кислоты, ни ее соли). Формольное производное может находиться в форме муравьиной кислоты, необязательно в форме ее соли со щелочным или щелочно-земельным металлом. Формольным производным может быть формальдегид, муравьиная кислота или ее соль со щелочным или щелочно-земельным металлом, или формальдегид-бисульфит щелочного или щелочно-земельного металла, в частности формальдегид-бисульфит натрия, или формальдегид-сульфоксид щелочного или щелочно-земельного металла, такой как формальдегид-сульфоксилат натрия (выпускаемый на рынок под наименованием rongalite®).

Формы обычного альдегида и его бисульфитные формы (щелочного или щелочно-земельного металла) являются предпочтительными, хотя годятся и все остальные формы.

В составе ускорителя формольное производное может находиться в количестве, изменяющемся от 1 до 5 мас.%. Обычно формольное производное берут в таком количестве, чтобы его содержание по отношению к соли нитрита кальция составило 1-10%, предпочтительно, 2-5%. По отношению к массе вяжущего содержание формольного производного составляет 0,01-1%, предпочтительно, 0,05-0,5 мас.%. Суперпластификатором может быть любой суперпластификатор, используемый в промышленности, который отвечает определению, данному в европейском стандарте EN 934-2.

Можно использовать суперпластификаторы, которые относятся к полиокс-полифосфонатам, или полиокс-полисульфонатам, или лучше к полиокс-поликарбоксилатам (РСР). Например, суперпластификатором может быть суперпластификатор, описанный в документах ЕР-А-537872, ЕР-А-663892, US 20030127026 и US 20040149174, упомянутых в настоящем описании в качестве ссылки.

Примером суперпластификатора является суперпластификатор, получаемый полимеризацией:

- первого мономера - по меньшей мере, одного ионного мономера, содержащего фосфоновую, сульфоновую или карбоксильную группу, предпочтительно, карбоксильную группу, и, преимущественно, (мет)акрилового мономера; и

- второго мономера - по меньшей мере, одного мономера типа полиэтиленгликоль(ПЭГ)(мет)акрилата, в частности метилового эфира ПЭГ (с эфирной группой на конце цепи), молекулярная масса которого составляет, например, 100-10000, предпочтительно, 500-5000, преимущественно, 750-2000.

Молярное отношение между первым мономером и вторым мономером может меняться в широком интервале, например от 45:55 до 75:25, предпочтительно, от 55:45 до 65:35.

Можно использовать один или несколько третьих мономеров, например мономер(ы), выбираемый(ые) из:

- (а) акриламидного мономера, например N,N-диметилакриламида, 2,2'-диметиламино(мет)акрилата или его соли, 2,2'-диметиламиноалкил(мет)акрилата или его соли, причем алкильной группой, в частности, является этильная и пропильная группа, в общем, любой мономер, содержащий функциональную аминогруппу или амидную группу.

Содержание третьего мономера составляет от 5 до 25 мол.% от общего содержания мономеров.

Конкретным примером суперпластификатора, используемого в данном изобретении, является суперпластификатор, получаемый полимеризацией 40-65% (мет)акриловой кислоты, 25-40% метилового эфира полиэтиленгликоль(мет)акрилата, в частности, с молекулярной массой 750-2000 и 5-25% мономера типа а), в частности 2,2'-диметиламиноалкил(мет)акрилата.

Другим примером суперпластификатора является полиокс-поликарбоксилат, содержащий 10-30 мол.% N-метилолакрилимида или его производного.

Суперпластификаторы находятся в форме, которая может изменяться от жидкой формы до твердой с переходной воскообразной формой.

Суперпластификатор находится в составе ускоряющей системы в количествах, изменяющихся от 10 до 30 мас.% (% рассчитан на сухие экстракты компонентов системы). Содержание суперпластификатора по отношению к вяжущему обычно составляет 0,1-5 мас.% (% рассчитан на сухой экстракт суперпластификатора), предпочтительно, 0,1-2 мас.% от массы вяжущего. В случае жидкого суперпластификатора обычно его берут в таком количестве, чтобы его содержание в предпочтительном варианте составило 1-10, предпочтительно, 2-7 л/м³ затворенной готовой бетонной смеси.

Вяжущее или ускоряющая система может содержать кроме трех вышеуказанных соединений другие компоненты. Можно назвать, в частности, следующие соединения, используемые отдельно или в смеси:

- (i) тиоцианат щелочного или щелочно-земельного металла или алюминия;

- (ii) галогенид или галогенат щелочного или щелочно-земельного металла или алюминия;

- (iii) нитрат щелочного или щелочно-земельного металла или алюминия;

- (iv) амин, алканоламин, полигидроксиалкиламин;

- (v) тиосульфат щелочного или щелочно-земельного металла или алюминия;

- (vi) гидроксид щелочного или щелочно-земельного металла или алюминия;

- (vii) соль карбоновой кислоты, отличающейся от муравьиной кислоты, со щелочным или щелочно-земельным металлом или алюминием;

- (viii) простой эфир (оксид);

- (ix) сахара.

Например, тиоцианат и/или бромид кальция, натрия или калия используют в качестве соускорителей нитрита кальция.

Содержание этих соединений, ассоциированных с ускоряющей системой, может составлять, например, до 20 мас.% от нитрита кальция.

Такая ассоциация позволяет обеспечить определенный эффект в улучшении компромисса между подвижностью бетонной смеси и быстрым достижением рабочих характеристик.

Вяжущее, предназначенное для получения бетонной смеси, включает обычно, по отношению к сухой массе вяжущего:

- 99,395-90% портландцемента;

- 0,605-10% ускоряющей системы;

Преимущественно, вяжущее включает:

- 99-95% портландцемента;

- 1-5% ускоряющей системы.

Портландцемент относится к классическому типу и соответствует классу портландцементов, охарактеризованных в европейском стандарте EN 197-1. Можно использовать, например, цемент СЕМ1 52.5 N или R, CEM2 типа 32.5, 32.5 R, 42.5 или 42.5 R. Цемент может быть типа HRI (Haute Resistance Initiate) (с высокой исходной прочностью).

Преимущественно, портландцемент представляет собой цемент, предпочтительно, имеющий тонкость помола, по меньшей мере, 4000 см²/г.

Содержание растворимых щелочных металлов, предпочтительно, ниже 1%, преимущественно, ниже 0,6 мас.% в расчете на эквивалент Na₂O. Преимущественно, количество C4AF ниже 8 мас.% преимущественно, ниже 4%, количество C3S в исходном клинкере выше 60 мас.%.

Конечное количество ускоряющей системы зависит от температуры использования бетонной смеси, от конкретного способа укладки, от величин расчетной прочности бетона и т.д. Кроме того, это количество устанавливается в зависимости от конечных количеств различных компонентов в готовой бетонной смеси. Бетонная смесь, содержащая охарактеризованный выше суперпластификатор, является, преимущественно, литой или самоуплотняющейся (самоукладывающейся) бетонной смесью.

Она может содержать помимо ускоряющей системы другие типы добавок, широко используемые в бетонах.

В качестве примеров добавок, которые могут быть использованы, можно назвать: воздухововлекающую добавку, противовспенивающую добавку, ингибиторы коррозии, агенты снижения усадки, волокна, пигменты, агенты модификации пластичности, предшественники гидратирующих агентов, водорастворимые полимеры, агенты, улучшающие перекачиваемость, добавки, редуцирующие щелочную реакцию, усиливающие агенты, водоотталкивающие агенты и их смеси.

Компоненты для получения готовой бетонной смеси могут вводиться в следующем порядке:

- в соответствии с первым вариантом осуществления добавляют все компоненты ускоряющей системы на начальной стадии в процессе перемешивания бетонной смеси на бетонном заводе; затворяют цемент и полный состав ускоряющей системы, а именно нитрит кальция, формольное производное и суперпластификатор. Перемешивание на бетонном заводе может осуществляться либо в стационарном смесителе, либо в автобетоносмесителе, когда он используется непосредственно как смеситель. Изобретение относится, таким образом, к способу, в котором все компоненты вводят на этапе смешивания быстросхватывающегося вяжущего с заполнителями и водой;

- в соответствии со вторым вариантом осуществления нитрит кальция добавляют отдельно от других компонентов ускоряющей системы, например его добавляют в автобетоносмеситель перед выездом из бетонного завода, либо на этапе передвижения между бетонным заводом и строительной площадкой, либо на строительной площадке непосредственно перед заливкой. Изобретение относится, таким образом, к способу, в котором нитрит кальция вводят после перемешивания остальных компонентов быстросхватывающегося вяжущего с заполнителями и водой.

Согласно второму варианту осуществления время такого отсроченного введения может составлять 10-90 минут, предпочтительно, 20-60 минут после затворения других компонентов ускоряющей системы, суперпластификатора и/или формольного производного. Таким образом, изобретение относится также к способу, в котором нитрит кальция вводят на 10-90 минут, предпочтительно, на 20-60 минут позже.

Предпочтительным является первый вариант осуществления, поскольку различные компоненты (цемент, компоненты ускоряющей системы) можно вводить сразу за один этап и точно дозировать компоненты на бетонном заводе.

Как правило, эффективное массовое отношение воды к сухому вяжущему (отношение В/Ц) составляет от 0,45 до 0,65.

Готовая композиция включает классические заполнители (песок, гравий и/или камни). Предпочтительно, компоненты в готовой композиции имеют размер ниже или равный 20 мм, предпочтительно, ниже или равный 10 мм в случае самоукладывающихся (или самоуплотняющихся) бетонных смесей. Такие композиции могут легко перекачиваться.

Отношение сухой массы заполнителей к вяжущему обычно составляет величину 4-5.

Бетонные смеси согласно изобретению легко укладываются и имеют невысокую стоимость. Они имеют приемлемую подвижность и при этом обеспечивают продолжительность удобоукладываемости (после затворения), преимущественно, минимально один час и максимально от полутора до двух часов и очень быстро твердеют. Обычно удобоукладываемость бетонной смеси согласно изобретению составляет 1-2 часа. Под продолжительностью удобоукладываемости подразумевают время, в течение которого сохраняется подвижность бетонной смеси, которое соответствует времени до начала схватывания смеси; обычно значения осадки конуса (литой бетонной смеси) составляют, по меньшей мере, 15 см, предпочтительно, по меньшей мере, 18 см.

Бетонная смесь согласно изобретению может быть литой бетонной смесью, в частности литой бетонной смесью, которая дает осадку конуса после 90 минут, по меньшей мере, 15 см, предпочтительно, по меньшей мере, 18 см. Бетон может достигать прочности на сжатие, начиная с 4 часов после окончания смешивания, порядка, по меньшей мере, 1 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 2 МПа и, по меньшей мере, 12 МПа спустя 24 часа, измеренной на цилиндрических образцах размером 16 см × 32 см.

Бетонная смесь согласно изобретению может быть также самоукладывающейся смесью, в частности самоукладывающейся бетонной смесью, расплыв которой по истечении 90 минут превышает 650 мм. Бетон может достигать прочности на сжатие, начиная с 5 часов после окончания смешивания, по меньшей мере, порядка 1 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 2 МПа и, по меньшей мере, 12 МПа спустя 24 часа, измеренной на цилиндрических образцах размером 16 см × 32 см.

В случае смешивания в автобетоносмесителе время исчисляется с момента введения в эту емкость последнего компонента бетонной смеси.

Эти два свойства, сохранение удобоукладываемости и достижение высоких прочностных характеристик за короткое время, позволяют, в частности, получить бетонную композицию-предшественника на бетонном заводе и транспортировать ее на строительную площадку в автобетоносмесителе, причем композиция быстро отверждается сразу после ее укладки. Эти качества вяжущего позволяют также механическим путем нагнетать его и благодаря своей подвижности заливать или нагнетать вяжущее в опалубку, достигая быстрого его отверждения. Таким образом, создается возможность быстро снимать опалубку и вновь ее устанавливать для того, чтобы осуществить новую заливку бетона.

Быстросхватывающееся вяжущее для литых или самоукладывающихся (самоуплотняющихся) бетонных смесей согласно изобретению легко нагнетается или заливается, в частности, не прибегая к вибрации в случае самоуплотняющихся бетонных смесей, что делает его пригодным, например, для изготовления бетонных перегородок.

Изобретение относится, в частности, к изготовлению бетонных перегородок путем заливки и/или нагнетания бетонной смеси в опалубку при внешних температурах, находящихся, в частности, в интервале от -5°С до 30°С, в частности ниже 10°С. Напомним, что бетонная перегородка определяется в области кладки из бетонных блоков как «любая вертикальная сплошная перегородка из бетонной смеси, укладываемой в опалубку».

Кроме того, изобретение относится также к способу изготовления, в частности, бетонных перегородок путем снятия опалубки два раза в день при температурах ниже или равных 10°С, в частности, с использованием ускоряющей системы согласно изобретению. Так, согласно другому варианту осуществления изобретение относится к такому способу, который позволяет отливать две бетонные перегородки в день даже при низких температурах. Так, согласно изобретению оказалось, что композиции согласно изобретению благодаря своему свойству быстро схватываться даже при низких температурах позволяют обеспечить двойную распалубку. Было также обнаружено, что благодаря композициям, способным быстро схватываться и сохранять свою удобоукладываемость, можно нарушить традиционные решения и осуществлять распалубку дважды в день даже при низких температурах.

ПРИМЕРЫ

Следующие примеры иллюстрируют изобретение, не ограничивая его объем.

Пример 1.

Готовят строительный раствор путем смешивания цемента с заполнителями и водой следующего состава (части в кг/1,5 м³):

Портландцемент СЕМ I 863,0 Кальциевый заполнитель 215,8 Песок 0-0,315 456,6 Песок 0,315-1 611,9 Песок 1-4 881,3 Вода 422,9

Отношение В/Ц составляет 0,49.

Одновременно добавляют компоненты ускоряющей системы на начальной стадии перемешивания.

Получают различные композиции, каждая из которых содержит суперпластификатор полиокс-поликарбоксилатного типа марки Glenium 27 фирмы МВТ. Испытывались следующие композиции:

А: согласно изобретению (нитрит кальция с формальдегидом).

В: на основе Sikaprise SC2.

С: на основе Pozzolith NC 534.

D: на основе Polarset.

Первую серию опытов проводили со следующими композициями:

Композиция Glenium 27 Ускоритель А1 0,35% 3,15% изобретение (нитрит 98%, формальдегид 2 мас.%) В1 0,26% 3% Sikaprise SC2 С1 0,27% 3% Pozzolith NC 534

Использование цемента Saint Pierre La Cour, относящегося к типу СЕМ1 52,5 N согласно стандарту EN 197-1, привело к получению следующих результатов (при 20°С):

Таблица 1 Композиция Осадка конуса* в мм RC в МПа 5 час 30 минут 60 мин 90 мин А1 290 279 4,7 В1 275 229 1,3 С1 280 238 3,1

*измерена с помощью конуса в масштабе 1/2 по отношению к конусу Абрамса с использованием бетонных строительных растворов.

Композиция А1 согласно изобретению после 90 минут показывает расплыв бетона, заметно превышающий расплыв бетона, полученный с композициями B1 и C1, с разницей около 50 мм при расплыве более 270 мм.

Механическая прочность, достигаемая по истечении 5 часов 30 минут, также заметно выше. Кроме того, композиция А1 достигает механической прочности по истечении 4 часов, составляющей 2,5 МПа.

Вторая серия опытов (при сохранении прочих условий) была проведена со следующими композициями:

Композиция Glenuim 27 Ускоритель А2 0,35% 3,15% изобретение (нитрит 98%, формальдегид 2 мас.%) В2 0,24% 3% Sikaprise SC2 С2 0,30% 3% Pozzolith NC 534 D2 0,26% 3% Polarset

При использовании цемента Havre, относящегося к типу СЕМ1 52,5 N согласно стандарту EN 197-1, были получены следующие результаты:

Таблица 2 Композиция Осадка конуса* в мм RC в МПа 5 час 30 минут 60 мин 90 мин А2 320 300 6,7 В2 260 180 2,0 С2 280 220 3,4 D2 240 <170 7,5

*измерена с помощью конуса в масштабе 1/2 по отношению к конусу Абрамса с использованием бетонных строительных растворов.

При использовании цемента Havre, тип СЕМ1 52,5 N, композиция А2 согласно изобретению показывает после 90 минут расплыв, заметно более высокий, чем расплыв, полученный с композициями В2, С2 и D2, с разницей, по меньшей мере, 80 мм по отношению к расплыву 300 мм.

Величины механической прочности на сжатие после 5 часов 30 минут также заметно более высокие по сравнению с композициями В2и С2 и составляют даже величину, близкую композиции D2, несмотря на то, что продолжительность сохранения расплыва смеси выше чем в два раза.

Пример 2

Готовят бетонную смесь путем смешивания цемента,

заполнителей и воды следующего состава (частей в кг/м³):

Портландцемент СЕМ 1 350 Наполнитель BL200 100 Песок 0-4 765 Заполнитель 4-14 1057 Общее количество воды для затворения 175

Отношение В/Ц составляет 0,5.

Добавляют суперпластификатор полиокс-поликарбоксилатного типа марки Optima 203, нитрит кальция с изменяемым количеством формальдегида по отношению к массе нитрита.

Получают следующие композиции:

Пример Optima Нитрит + формальдегид (сух/сух) Нитрит/формальдегид (% сух/сух) A3 2,8 л/м³ 4% 98,4/1,6 А4 3 л/м³ 2,5% 97,5/2,5 А5 3,9 л/м³ 2,2% 97,2/2,8

Получают следующие результаты при следующих температурах:

Таблица 3 Композиция Температура Осадка конуса 90 мин в мм RC 4 час (МПа) RC 5 час 30 мин (МПа) A3 6°С 220 1,1 2,2 А4 20°С 170 3,7 9,3 А5 30°С 200 1,9 6,8

Пример 3

Этот пример дает результаты, полученные с самоукладывающимися (самоуплотняющимся) бетонными смесями при использовании FBS (формальдегид-бисульфит натрия), и показывает эффект, производимый FBS на подвижность и на получаемую прочность бетона. Температура испытаний составляла 20°С.

Готовят две бетонные композиции, имеющие следующие составы:

(% нитрита кальция и формальдегид-бисульфита натрия указаны по отношению к цементу).

  А6 А7 Портландцемент СЕМ 1 350 кг/м³ 350 кг/м³ Наполнитель Entrains 183 кг/м³ 183 кг/м³ Песок 0/4 Anneville 760 кг/м³ 760 кг/м³ Мелкий песок GSI 85 кг/м³ 85 кг/м³ Гравий 3/8 La Brosse 720 кг/м³ 720 кг/м³ Общее количество воды 220 кг/м³ 220 кг/м³ Glenium 27 3,4 л/м³ 3,4 л/м³ Нитрит кальция 2,65% 2,65% Формальдегид-бисульфит натрия 0,00% 0,23% Расплыв спустя 5 минут 720 см 670 см Расплыв смеси спустя 15 минут 700 720 Расплыв смеси спустя 30 минут 660 730 Расплыв смеси спустя 60 минут 520 700 Расплыв смеси спустя 90 минут 290 650 RC 4 часа (МПа) Н.о. 0,7 RC 5 часов (МПа) 1,2 2,2

Добавление формальдегид-бисульфита натрия позволяет сократить рабочее время минимум на 45 минут.

Пример 4

Опыты проводили со строительным раствором следующего состава (частей в кг/м³)

Портландцемент СЕМ 1 52,5 Le Havre 494,5 Кальциевый наполнитель Orgon 91,3 Песок 0/4 окатанный Mauzac 1406,5 Вода 275,9

Различные исследуемые композиции были получены при 20°С с использованием суперпластификатора полиокс-поликарбоксилатного типа (Glenium 27) фирмы МВТ. Первый опыт был проведен без использования формальдегид-сульфоксилата натрия (Rongalite®) и сравнивался с композициями, содержащими две разные дозы Rongalite®. Отмечалось влияние этого продукта на сохранение подвижности по истечении 90 минут.

Получены следующие результаты:

Таблица 4 Нитрит кальция (%)/цемент % Rongalite/ цемент G 27 (%) Подвижность RC (МПа) 5 мин 15 мин 30 мин 60 мин 90 мин 4 час 4 час 30 мин 5 час 30 мин 7 час 2,5   0,14 330 330 305   230 2,1 3,3 6,0 13,3 2,5 0,097 0,17 330 335 340   315 1,1 2,3 5,3 10,1 2,5 0,071 0,15 340 355 340   290 1,6 2,7 5,4 11,6

Пример 5

Опыты проводили со строительным раствором следующего состава (части в кг/м³):

Портландцемент СЕМ 1 52.5 Le Havre 494,5 Кальциевый наполнитель Orgon 91,3 Песок 0/0,315 Palvadeau 329,0 Песок 0,315/1 Palvadeau 329,0 Песок 1/4 Palvadeau 748,5 Вода 275,9

Отмечался благоприятный эффект от присутствия добавки суперпластификатора полиокс-поликарбоксилатного типа марки Optima 175 на величину расплыва бетона по истечении 90 минут.

Таблица 5   Прочность Расплыв (мм)   СП Добавка сух/л % нитрита Ca % формальдегида RC 5час 30мин RC 24 часа 5' 15' 30' 60' 90' 256 Glenium 27 0,210 2,6 0,15 4,9 27,4 215 210 200 190 130 279 Optima 203 0,150 2,6 0,15 6,6 29,1 200 190 185 150 100 281 Optima 175 0,300 2,6 0,15 4,1 27,9 210 200 195 180 155

Изобретение может быть использовано для изготовления бетонных изделий и конструкций. Быстросхватывающееся вяжущее включает цемент, по меньшей мере, один суперпластификатор, нитрит кальция и, по меньшей мере, одно формольное производное - формальдегид, или муравьиную кислоту, или ее соль со щелочным или щелочно-земельным металлом, или формальдегид-бисульфит щелочного или щелочно-земельного металла, или формальдегид-сульфоксид щелочного или щелочно-земельного металла. Ускоряющая система для указанного выше вяжущего. Композиция бетонной смеси или строительного раствора, полученная из указанного выше вяжущего. Способ получения бетонной смеси или строительного раствора путем затворения водой указанного выше вяжущего. Способ получения изделий из указанной выше композиции, или бетонной смеси, или строительного раствора, полученных указанным выше способом, включающий заливку или нагнетание указанных выше композиции, или бетонной смеси, или строительного раствора в опалубку, отверждение и распалубку при температурах не более 10°С при продолжительности способа 1/2 дня. Изобретение развито в зависимых пунктах. Технический результат - сохранение удобоукладываемости бетона на быстросхватывающемся вяжущем, ускорение роста механической прочности при температурах ниже 10°С, увеличение частоты использования опалубки. 5 н. и 27 з.п. ф-лы, 5 табл.

1. Быстросхватывающееся вяжущее, включающее:
цемент;
по меньшей мере, один суперпластификатор, количество которого в вяжущем, в пересчете на сухую массу, составляет от 0,1 до 5 мас.% от массы вяжущего;
нитрит кальция, количество которого в вяжущем составляет от 0,5 до 10% и
по меньшей мере, одно формольное производное, количество которого в вяжущем составляет от 1 до 10% от количества нитрита кальция, причем формольное производное представляет собой формальдегид, муравьиную кислоту или ее соль со щелочным или щелочно-земельным металлом, или формальдегид-бисульфит щелочного или щелочно-земельного металла, или формальдегид-сульфоксид щелочного или щелочно-земельного металла.

2. Быстросхватывающееся вяжущее по п.1, в котором формольное производное представляет собой формальдегид или формальдегид-бисульфит щелочного или щелочно-земельного металла.

3. Быстросхватывающееся вяжущее по п.1, включающее в качестве цемента портландцемент при следующем соотношении компонентов, мас.%:
90-99,395, предпочтительно 95-99 портландцемента;
0,605-10, предпочтительно 1-5 компонентов:
по меньшей мере, одного суперпластификатора;
нитрита кальция и
по меньшей мере, одного формольного производного.

4. Быстросхватывающееся вяжущее по п.1, в котором суперпластификатор является полиокс-поликарбоксилатом.

5. Быстросхватывающееся вяжущее по п.1, в котором суперпластификатор является полиокс-полифосфонатом.

6. Быстросхватывающееся вяжущее по п.1, в котором суперпластификатор получен полимеризацией:
первого мономера - по меньшей мере, одного ионного мономера, содержащего фосфоновую, сульфоновую или карбоксильную группу;
второго мономера - по меньшей мере, одного мономера типа полиэтиленгликоль(мет)акрилата, молекулярная масса которого составляет 100-10000; и необязательно,
третьего мономера - акриламидного мономера.

7. Быстросхватывающееся вяжущее по п.6, в котором молярное отношение первого мономера ко второму мономеру изменяется от 45:55 до 75:25, а содержание третьего мономера, в случае его присутствия, составляет 5-25 мол.% от общего содержания мономеров.

8. Быстросхватывающееся вяжущее по п.1, в котором содержание нитрита кальция в вяжущем составляет 1,5-5 мас.% от массы вяжущего.

9. Быстросхватывающееся вяжущее по п.1, в котором содержание формольного производного составляет 2-5% от массы нитрита кальция.

10. Быстросхватывающееся вяжущее по п,1, в котором содержание суперпластификатора, в расчете на сухую массу, составляет 0,2-2 мас.% от массы вяжущего.

11. Быстросхватывающееся вяжущее по п.1, содержащее дополнительно, по меньшей мере, одну классическую добавку, используемую в бетонах.

12. Быстросхватывающееся вяжущее по п.1, содержащее дополнительно, по меньшей мере, одну добавку, выбираемую из группы, состоящей из воздухововлекающей добавки, противовспенивающей добавки, ингибитора коррозии, агента снижения усадки, волокна, пигмента, агента модификации пластичности, предшественника гидратирующих агентов, водорастворимого полимера, агента, улучшающего перекачиваемость, добавки, редуцирующей щелочные реакции, усиливающего агента, водоотталкивающего агента и их смесей.

13. Быстросхватывающееся вяжущее по п.1, содержащее дополнительно соединение, одно или в смеси, выбираемое из:
(i) тиоцианата щелочного или щелочно-земельного металла или алюминия;
(ii) галогенида или галогената щелочного или щелочно-земельного металла или алюминия;
(iii) нитрата щелочного или щелочно-земельного металла или алюминия;
(iv) амина, алканоламина, полигидроксиалкиламина;
(v) тиосульфата щелочного или щелочно-земельного металла или алюминия;
(vi) гидроксида щелочного или щелочно-земельного металла или алюминия;
(vii) соли карбоновой кислоты, отличающейся от муравьиной кислоты, со щелочным или щелочно-земельным металлом или алюминием;
(viii) простого эфира (оксида); и
(ix) сахаров.

14. Быстросхватывающееся вяжущее по п.13, содержащее в качестве указанного соединения тиоцианат и/или бромид кальция, натрия или калия.

15. Быстросхватывающееся вяжущее по п.13 или 14, в котором содержание указанного соединения составляет до 20 мас.% от нитрита кальция.

16. Ускоряющая система, включающая, по меньшей мере, один суперпластификатор, нитрит кальция, и, по меньшей мере, одно формольное производное, представляющее собой формальдегид, муравьиную кислоту или ее соль со щелочным или щелочно-земельным металлом, или формальдегид-бисульфит щелочного или щелочно-земельного металла, или формальдегид-сульфоксид щелочного или щелочно-земельного металла по одному из пп.1-15.

17. Композиция бетонной смеси или строительного раствора, включающая быстросхватывающееся вяжущее согласно одному из пп.1-15, затворенное водой.

18. Композиция по п.17, в которое вяжущее затворено водой при водоцементном отношении В/Ц, равном 0,45-0,65.

19. Композиция по п.17, которая представляет собой композицию литой бетонной смеси.

20. Композиция по п.17, которая представляет собой композицию литой бетонной смеси, имеющей после 90 мин, осадку конуса, составляющую, по меньшей мере, 15 см, предпочтительно 18 см.

21. Композиция по п.17, имеющая после гидравлического схватывания прочность на сжатие, равную, по меньшей мере, 1 МПа после 4 ч.

22. Композиция по п.17, которая представляет собой композицию самоуплотняющейся бетонной смеси.

23. Композиция по п.17, которая представляет собой композицию самоуплотняющейся бетонной смеси, имеющей после 90 мин расплыв, превышающий 650 мм.

24. Композиция по п.17, имеющая после гидролитического схватывания, прочность на сжатие, равную, по меньшей мере, 1 МПа по истечении 5 ч.

25. Композиция по п.17, имеющая удобоукладываемость, равную 1-2 ч.

26. Способ получения бетонной смеси или строительного раствора путем затворения водой быстросхватывающегося вяжущего согласно одному из пп.1-16 и заполнителей.

27. Способ получения по п.26, в котором указанное смешивание осуществляют в один этап.

28. Способ получения по п.26, в котором нитрит кальция вводят после смешивания остальных компонентов быстросхватывающегося вяжущего, заполнителей и воды.

29. Способ получения по п.28, в котором нитрит кальция вводят через 10-90 мин, предпочтительно, через 20-60 мин после указанного смешивания.

30. Способ получения по п.26, осуществляемый при температуре ниже или равных 10°С.

31. Способ получения изделий из бетонного или строительного раствора по одному из пп.17-25 или из бетонной смеси или строительного раствора, полученных способом по одному из пп.26-30, включающий заливку или нагнетание указанной композиции или указанной бетонной смеси, или указанного строительного раствора, в опалубку, отверждение и распалубку при температуре ниже или равной 10°С при продолжительности способа половина дня.

32. Способ по п.31, в котором изделия являются бетонными перегородками.
Приоритет по пунктам и признакам:

09.06.2006 по пп.1, 3-32 в отношении признака "формальдегид-сульфоксид щелочного или щелочно-земельного металла";

10.06.2005 по пп.1-32 в отношении остальных признаков.