КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА В БЕТОННЫЕ СМЕСИ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ Российский патент 2010 года по МПК C04B22/14 C04B24/24 C04B103/30 

Описание патента на изобретение RU2384538C2

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам комплексных добавок, используемых в производстве бетонных смесей и строительных растворов.

Для обеспечения пластичности бетонных смесей и строительных растворов в их состав вводится излишек воды, который способствует водоотделению и расслоению твердых компонентов, а как следствие, к снижению прочности, морозостойкости и других характеристик бетонов. Для регулирования количества воды затворения в состав бетонов и строительных растворов вводят добавки, имеющие пластифицирующие и водопонижающие эффекты, способные ускорять процессы структурообразования и твердения, при этом обеспечивать получение бетонных смесей и строительных растворов с заданными характеристиками.

Известна комплексная добавка в бетонные смеси (патент Украины №23457, МПК6 С04 В 13/24, опубл. 31.08.1998), содержащая смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия и органический компонент. Известная добавка дополнительно содержит сульфат натрия, а как органический компонент - мелассную упаренную послеспиртовую барду при следующем соотношении компонентов, мас.%: смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия - 20-60, сульфат натрия - 10-15, мелассная упаренная послеспиртовая барда - 30-65.

Недостатком известной комплексной добавки является повышенное содержание (30-65%) в ее составе органического компонента в виде упаренной послеспиртовой барды, которая относится к пластификаторам средней эффективности. Вследствие этого известная добавка не позволяет максимально сократить количество воды.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является комплексная добавка для бетонной смеси, (а.с. СССР №1733422, МПК5 С04В 28/02, С04В 28/02//24:04, 24:18, опубл. 15.05.92), содержащая смесь балластных солей на основе тиосульфата и роданида натрия, а также технические лигносульфонаты в количестве 9-13%. Добавка содержит дополнительный органический компонент - дикарбоновую кислоту из группы щавелевой, плава дикарбоновых кислот фракции С26 и пимелиновую в количестве 3-5%.

В составе указанной комплексной добавки концентрация органического компонента уменьшена до 12-18% без потери пластических характеристик строительных смесей на основе цемента.

Однако добавление дикарбоновой кислоты способствует замедлению гидратации цемента, особенно на ранних стадиях твердения, и не позволяет максимально снизить содержание воды в бетоне. Поэтому дополнительно используют лигносульфонаты технические, которые способствуют повышению пластичности бетонной смеси, но замедляют структурообразование в раннем периоде твердения, и не обеспечивают повышения прочности, а также морозостойкости бетонов и строительных растворов.

В основу изобретения поставлена задача создания комплексной добавки в бетонные смеси и строительные растворы путем выведения менее эффективного пластифицирующего компонента и введение в состав новых компонентов, обеспечивающих повышение как пластических характеристик бетонных растворов, так и прочностных, а также морозостойкости бетонов.

Поставленная задача решается так, что комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы, содержащая смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия и лигносульфонатов, соответственно изобретению дополнительно включает поликарбоксилаты и кремнийорганическую жидкость в следующих соотношениях компонентов, мас.%:

лигносульфонаты технические 5-29 поликарбоксилаты 20-70 кремнийорганическая жидкость 0,01-1,0 смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия остальное.

Смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия за счет интенсификации гидратационных процессов способствует повышению растворимости минералов цемента и оптимизирует соотношение между гелевой и капиллярной пористостью бетона, в результате чего ускоряются процессы твердения, а также повышаются прочность и морозостойкость бетона. Поэтому заявляемая комплексная добавка обеспечивает повышение прочности бетона. Кроме того, кремнийорганическая жидкость в присутствии указанной смеси солей превращается в гель, уплотняя микроструктуру твердеющей системы, дополнительно усиливает гидратационную активность силикатсодержащих минералов портландцемента, вступает в реакцию с гидролизной известью с образованием тоберморитоподобных гидросиликатов кальция с волокнистой морфологией. Подобная микроструктура обеспечивает не только повышенную прочность при сжатии, но и при изгибе и, как следствие, способствует увеличению трещиностойкости и морозостойкости.

Лигносульфонаты технические характеризуются пластифицирующими свойствами. Они снижают поверхностное натяжение на границе вода-цемент за счет адсорбирования на частицах цемента с образованием тонкого слоя молекул.

Поликарбоксилаты повышают влияние лигносульфонатов технических, обеспечивают более полное и равномерное растекание воды на поверхности цементных частиц, включая микротрещинки, и исполняют роль смазки. Слой воды с лигносульфонатами техническими и поликарбоксилатами уменьшает сцепление между частицами цемента, что проявляется как пластифицирование бетонной смеси (повышение ее подвижности). Взаимодействие указанных двух пластификаторов в строительных растворах диспергирует частицы цемента, что способствует полноте массового обмена между реагирующими компонентами. Кроме того, указанные пластификаторы оказывают модифицирующее влияние на форму роста формирующихся кристаллов цементного камня.

Введением комплекса пластификаторов, который состоит из лигносульфонатов технических и поликарбоксилатов в смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия, гидрофобизирующей кремнийорганической жидкости, достигается балансирование между пластичностью и водопотребностью бетонной смеси, в результате чего обеспечивается увеличение подвижности бетонной растворной смеси и сохранение ее в течение более длительного времени, повышение прочности и морозостойкости бетона.

Оптимальное соотношение компонентов в составе добавки установлено экспериментально.

При увеличении или уменьшении указанного количества пластификаторов - лигносульфонатов технических и поликарбоксилатов, а также гидрофобизирующей кремнийорганической жидкости в составе добавки снижаются прочность и морозостойкость бетона.

Исключение смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия из состава добавки (то есть нижняя граница их содержания в составе заявляемой добавки равняется 0%) приводит к отдалению срока схватывания, замедлению интенсивности твердения бетона и снижению морозостойкости и конечной прочности. Однако в жаркий период года для товарного бетона отдаление срока схватывания бетонного раствора до времени, необходимого для доставки его на объект строительства, очень актуально. Кроме того, отдаление срока схватывания растворной бетонной смеси актуально и для строительства крупных монолитных конструкций гидротехнических сооружений.

Необходимо дополнить, что такие пластификаторы, как лигносульфонаты технические, можно дополнять или заменять в составе добавки такими аналогами, как глюконаты и тому подобные вещества, в количествах от 5 до 20% (мас.).

Повышение содержания смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия в составе добавки выше заявляемой границы приводит к снижению ее пластифицирующего влияния.

Введение поликарбоксилатов позволяет уменьшать содержание пластификаторов средней эффективности - лигносульфонатов технических, повышать эффективность влияния заявляемой добавки на бетонные смеси и строительные растворы и расширять области ее применения.

Уменьшение количества кремнийорганической жидкости в составе добавки ниже заявляемых пределов снижает прочность, морозостойкость и живучесть бетона, а увеличение значительно замедляет раннее структурообразование. Заявляемую комплексную добавку приготавливают следующим способом.

Добавку приготавливают путем дозирования и смешивания смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия, лигносульфонатов технических, поликарбоксилатов и кремнийорганической жидкости в границах заявляемых количеств. Компоненты смешивают и дозируют в соответствующую тару.

Пример

Для исследования свойств заявляемой добавки приготовлена бетонная смесь, содержащая: 1 часть цемента марки ШПЦ-III/А-400 (Криворожского цементного завода); 1,9 части песка с размерным модулем 1,48; 2 части щебня фракции 5-10; 3 части щебня фракции 10-20; 0,43 части воды.

Заявляемую добавку добавляли в бетонную смесь вместе с водой затворения в количестве 0,4 - 1,5% от массы цемента. Подвижность бетонной смеси определяли по ГОСТ 10181-2000.

Из бетонной смеси готовили образцы бетона, твердеющие в нормальных термовлажностных условиях, для испытаний на прочность и морозостойкость. Прочность образцов определяли соответственно по ГОСТ 18105-86, а морозостойкость - ГОСТ 10060.0-95. Были испытаны бетонные смеси, содержащие добавку как с заявляемым соотношением компонентов, так и с запредельными их количественными соотношениями. Были также испытаны бетонные образцы, изготовленные в соответствии с составом, указанным в известном решении (прототип), твердевшие в нормальных термовлажностных условиях.

Составы комплексных добавок по известному и заявляемому решениям, а также физико-механические характеристики бетонных образцов представлены в таблице 1.

Из таблицы следует, что заявляемая комплексная добавка обеспечивает повышение пластичности, прочности и морозостойкости бетонов (опыты №3-10), а при превышении или снижении граничного содержания компонентов в составе добавки снижается прочность и морозостойкость бетона (опыты №2, 11).

Предлагаемый состав компонентов позволяет получить новую высокоэффективную комплексную добавку, обеспечивающую увеличение подвижности бетонной, растворной смеси и сохранение ее в течение более длительного времени, повышение прочности и морозостойкости бетона.

Похожие патенты RU2384538C2

название год авторы номер документа
КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА В БЕТОННЫЕ СМЕСИ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ 2008
  • Коваленко Сергей Владимирович
  • Валетдинов Рифкат Фоатович
  • Елин Олег Львович
  • Коваленко Валентина Владимировна
RU2389702C1
КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА В БЕТОННЫЕ СМЕСИ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ 2007
  • Коваленко Сергей Владимирович
  • Беспалов Андрей Иванович
  • Коваленко Валентина Владимировна
  • Беспалов Андрей Андреевич
RU2358932C2
КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА В БЕТОННЫЕ СМЕСИ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ 2008
  • Коваленко Сергей Владимирович
  • Валетдинов Рифкат Фоатович
  • Рубчевский Валерий Николаевич
  • Елин Олег Львович
  • Чернышов Юрий Алексеевич
  • Коваленко Валентина Владимировна
RU2415097C2
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ДОБАВКИ В БЕТОННЫЕ СМЕСИ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ 2007
  • Коваленко Сергей Владимирович
  • Беспалов Андрей Иванович
  • Коваленко Валентина Владимировна
  • Валетдинов Рифкат Фоатович
RU2349560C2
КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА В БЕТОННЫЕ СМЕСИ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ 2006
  • Коваленко Сергей Владимирович
  • Беспалов Андрей Иванович
  • Коваленко Валентина Владимировна
  • Беспалов Андрей Андреевич
RU2310619C1
КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА В БЕТОННЫЕ СМЕСИ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ 2006
  • Коваленко Сергей Владимирович
  • Беспалов Андрей Иванович
  • Коваленко Валентина Владимировна
  • Беспалов Андрей Андреевич
RU2310617C1
КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА В БЕТОННЫЕ СМЕСИ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ 2007
  • Коваленко Сергей Владимирович
  • Беспалов Андрей Иванович
  • Коваленко Валентина Владимировна
  • Сафонов Александр Александрович
  • Валетдинов Рифкат Фоатович
RU2359934C2
ХИМИЧЕСКАЯ ДОБАВКА В БЕТОННЫЕ СМЕСИ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ 2007
  • Коваленко Сергей Владимирович
  • Беспалов Андрей Иванович
  • Коваленко Валентина Владимировна
RU2359935C2
КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА В БЕТОННЫЕ СМЕСИ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ 2006
  • Коваленко Сергей Владимирович
  • Беспалов Андрей Иванович
  • Коваленко Валентина Владимировна
  • Беспалов Андрей Андреевич
RU2310618C1
ХИМИЧЕСКАЯ ДОБАВКА В БЕТОННЫЕ СМЕСИ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ 2006
  • Коваленко Сергей Владимирович
  • Беспалов Андрей Иванович
  • Коваленко Валентина Владимировна
  • Беспалов Андрей Андреевич
RU2355654C2

Реферат патента 2010 года КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА В БЕТОННЫЕ СМЕСИ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ

Изобретение относится к области строительных материалов. Комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы, содержащая смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия и лигносульфонаты технические, соответственно изобретению дополнительно содержит поликарбоксилаты и кремнийорганическую жидкость при следующем соотношении компонентов, мас.%: лигносульфонаты технические - 5-29, поликарбоксилаты - 20-70, кремнийорганическая жидкость - 0,01-1,0, смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия - остальное. Технический результат - увеличение подвижности бетонной или растворной смеси и сохранение ее в течение более длительного времени, повышение прочности и морозостойкости бетона. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 384 538 C2

Комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы, содержащая смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия и лигносульфонаты технические, отличающаяся тем, что дополнительно включает поликарбоксилаты и кремнийорганическую жидкость при следующем соотношении компонентов, мас.%:
лигносульфонаты технические 5-29 поликарбоксилаты 20-70 кремнийорганическая жидкость 0,01-1,0 смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2384538C2

Комплексная добавка для бетонной смеси 1990
  • Никифоров Алексей Петрович
  • Беспалов Андрей Иванович
  • Левенец Лидия Даниловна
  • Абрамова Лидия Васильевна
  • Коваленко Владимир Петрович
  • Калашников Герман Петрович
SU1733422A1
БЕТОННАЯ СМЕСЬ И ДОБАВКА ДЛЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ "ЛИГНОПАН Б- 2" 2003
  • Цельнер М.Е.
RU2247092C1
Комплексная добавка для бетонной смеси 1984
  • Граник Юрий Григорьевич
  • Левина Валентина Семеновна
  • Данилов Владимир Ильич
  • Нифантьев Эдуард Евгеневич
  • Фурсенко Игорь Владимирович
  • Капралов Анатолий Иванович
SU1248983A1
Сырьевая смесь для изготовления строительных изделий 1990
  • Малихтарович Виктор Иванович
  • Ронин Владимир Павлович
  • Ковалевский Виталий Борисович
  • Подлозный Эдуард Дмитриевич
SU1735218A1
Приспособление к кокономотальному станку для останова мотовила при обрыве или утонении грежевой нити 1934
  • Жвирблис Н.И.
  • Щенков С.Н.
SU40214A1
Способ приготовления сернистого красителя защитного цвета 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU84A1

RU 2 384 538 C2

Авторы

Коваленко Сергей Владимирович

Щербина Станислав Петрович

Беспалов Андрей Иванович

Заяц Юрий Львович

Коваленко Валентина Владимировна

Даты

2010-03-20Публикация

2008-04-04Подача