КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ И СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 2013 года по МПК C04B24/18 C04B24/02 C04B24/12 C04B103/60 

Изобретение относится к составам химических добавок для бетонных смесей и может найти широкое применение при производстве монолитных и сборных конструкций, преимущественно для гидротехнических сооружений и дорожных бетонов.

К бетонам, применяющимся в гидротехническом и дорожном строительстве, предъявляются высокие требования по долговечности, которая, в первую очередь, оценивается по морозостойкости и водонепроницаемости бетона. Современное разнообразие и сложность технических проблем формируют новые задачи по совершенствованию строительных материалов, применяемых в различных областях. Одним из решений подобных задач является создание и применение новых комплексных добавок для бетонных смесей и строительных растворов, рационально сочетающих необходимые технологические и эксплуатационные характеристики.

Известно применение карбамида (мочевины) в качестве модификатора, ускоряющего схватывание бетонных смесей и твердение бетона (ГОСТ 2081-75, также В.Г.Батраков. Модифицированные бетоны. М.: 1998, с.746).

Известно применение изопропилового спирта в составе добавок для бетонных смесей по патенту РФ на изобретение №2066306 (опубл. в 1996 г.) для повышения прочности бетона

Общим недостатком указанных составов являются низкие прочностные показатели при их применении в составах бетонов, а также низкая морозостойкость.

Известна комплексная добавка для бетонной смеси и строительных растворов, содержащая смесь натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот, выпускаемых под торговым наименованием суперпластификатор С-3, и смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия (далее - СБС) по патенту РФ №2228306 (опубл. в 2004 г.). Существенными недостатками указанной комплексной добавки являются недостаточная прочность в ранние сроки твердения и низкие показатели морозостойкости в солях.

Наиболее близким решением к заявляемому является использование в качестве добавки суперпластификатора С-3 (патент Украины №24298, опубл. в 1998 г.). Суперпластификатор С-3 добавляют в бетонную смесь в количестве, составляющем 1,35-1,65 от массы цемента. Известная добавка обуславливает повышение пластичных свойств бетонной смеси при сниженном водосодержании, что предотвращает ее расслоение при транспортировке, а также способствует получению высокоплотного бетона. Существенными недостатками решения по прототипу являются недостаточная прочность в ранние сроки твердения и низкие показатели морозостойкости в солях.

Суть изобретения заключается в следующем.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка состава комплексной добавки для бетонных смесей и строительных растворов для преимущественного применения в гидротехническом и дорожном строительстве.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение морозостойкости бетона в солях и повышение прочности бетона в возрасте 28 суток при сохранении и частичном улучшении технологических показателей, в частности, осадки конуса.

Указанный технический результат достигается за счет применения в составе комплексной добавки суперпластификатора С-3, изопропилового спирта и карбамида при следующем соотношении компонентов (масс.ч.):

Суперпластификатор С-3 - 5-50;

Изопропиловый спирт - 10-55;

Карбамид - 5-45.

При частном случае осуществления изобретения заявляемая комплексная добавка дополнительно содержит СБС при следующем соотношении компонентов (масс.ч.):

Суперпластификатор С-3 - 5-50;

Изопропиловый спирт - 10-55;

Карбамид - 5-45;

СБС - 5-50.

Достижение технического результата обусловлено синергетическим эффектом используемых ингредиентов.

Для осуществления изобретения могут быть использованы следующие вещества:

Суперпластификатор С-3 ТУ 5745-001-97474489-2007;

Изопропиловый спирт ГОСТ 9805-84 «Изопропиловый спирт. Технические условия»;

Карбамид ГОСТ 2081-92 «Карбамид. Технические условия»;

Соли балластные сероочистки коксового газа.

Преимущества заявляемого изобретения оценивали путем сравнения с прототипом следующих показателей: морозостойкости в солях (по второму и третьему базовому методам определения морозостойкости по ГОСТ 10060-2-95), осадки конуса, плотности бетона, прочности бетона в 28 суток.

Для исследования свойств заявленной добавки была приготовлена бетонная смесь, содержащая цемента 1 часть, песка 1,8 частей, щебня фракции 5-20 мм 2,8 частей, воды 0,4 части. Для приготовления бетонной смеси использовали:

- цемент ЦЕМ I 42,5 Б производства ОАО «Мордовцемент»;

- песок для строительных работ 1 класса (средний, Мкр=2,1), хромцовский карьер г.Фурманов;

- щебень гранитный, фракции 5-20 мм, М 1200, марка по морозостойкости F 300, г.Питкяранта.

Заявленную добавку вводили в бетонную смесь с водой затворения в количестве 0,7-2% жидкого продукта от массы цемента. Испытания заявляемой комплексной добавки в составе бетонных смесей проводили по ГОСТ 10181-200 «Смеси бетонные. Методы испытаний», ГОСТ 10180 - ГОСТ 10060.2-95 «Бетоны. Ускоренный метод определения морозостойкости при многократном замораживании и оттаивании».

Конкретная реализация изобретения может быть проиллюстрирована следующими примерами.

Пример 1. Готовили комплексную добавку смешиванием (масс.ч.): Суперпластификатор С-3 - 5, изопропиловый спирт - 55, карбамид - 5.

Пример 2. Готовили комплексную добавку смешиванием (масс.ч.): Суперпластификатор С-3 - 25, изопропиловый спирт - 32, карбамид - 35.

Пример 3. Готовили комплексную добавку смешиванием (масс.ч.) Суперпластификатор С-3 - 50, изопропиловый спирт - 10, карбамид - 60.

Пример 4. Готовили комплексную добавку смешиванием (масс.ч.) Суперпластификатор С-3 - 25, - изопропиловый спирт - 32, карбамид - 25, СБС - 25.

Пример 5 (в соответствии с прототипом). В стандартную бетонную смесь вводили суперпластификатор С-3 в количестве 0,25 масс.ч.

В таблице приведены сравнительные результаты испытаний заявляемой комплексной добавки и добавки в соответствии с решением прототипа.

Пример Морозостойкость, циклы (в солях) Осадка конуса, см Плотность бетона в возрасте 28 сут Прочность в возрасте 28 суток, МПа 1 125 21 2425 41,2 2 200 22 2485 47,2 3 150 23 2455 45,1 4 150 22 2460 49,5 5 (прототип) 100 21 2395 37,7

Библиографические данные

1. В.Г.Батраков. Модифицированные бетоны. М.: 1998, с.745.

2. Патент РФ на изобретение №2066306 (опубл. 1996 г.).

3. Патент РФ на изобретение №2228306 (опубл. 2004 г).

4. Патент Украины на изобретение №24298 (опубл. 1996 г.).

Изобретение относится к составу комплексной добавки для бетонных смесей и строительных растворов и может найти широкое применение при производстве монолитных и сборных конструкций, преимущественно для гидротехнических сооружений и дорожных бетонов. Технический результат: повышение морозостойкости бетона в солях и повышение прочности бетона в возрасте 28 суток. Комплексная добавка содержит (масс.ч.): суперпластификатора С-3 5-50, изопропиловый спирт 10-55, карбамид 5-45. При частном случае осуществления изобретения комплексная добавка содержит (масс.ч.): суперпластификатор С-3 10-30, изопропиловый спирт 10-55, карбамид 5-45, соли балластные сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия 5-50. 1 з.п. ф-лы, 4 пр., 1 табл.

1. Комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы, содержащая суперпластификатор С-3, отличающаяся тем, что дополнительно содержит смесь изопропилового спирта и карбамида при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Суперпластификатор С-3 5-50 Изопропиловый спирт 10-55 Карбамид 5-45

2. Комплексная добавка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит формиат натрия при следующем соотношении компонентов:
Суперпластификатор С-3 10-30 Изопропиловый спирт 10-55 Карбамид 5-45 Соли балластные сероочистки   коксового газа на основе   тиосульфата и роданида натрия 5-50