КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ И СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 2013 года по МПК C04B24/24 C04B24/02 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 полиэтиленоксида (полиоксиэтилена, полиэтиленгликоля) в качестве модификатора, стабилизирующего, водоудерживающего действия и улучшающего перекачиваемость бетонных смесей (ГОСТ 2081-75, также В.Г.Батраков «Модифицированные бетоны», М., 1998, с.745).

Известно применение полиэтиленоксида в составе комплексных добавок для бетона (авт.св. СССР №№1447779, опубл. в 1988 г.; 1143719, опубл. в 1985 г.), усиливающих пластичность бетонного раствора, его прочность и морозостойкость. Известно применение полиэтиленоксида с молекулярной массой (4,1-6,0)10⁶ в качестве органической добавки для теплозвукоизоляционной строительной смеси для улучшения укладываемости и однородности по объему.

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 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, смеси полиэтиленгликоля и/или полипропиленгликоля с молекулярной массой 250-3500 и карбамида при следующем соотношении компонентов (масс.ч.):

Суперпластификатор С-3 - 10-30;

Полиэтиленгликоль и/или пропиленгликоль - 5-55;

Карбамид - 10-60.

При частном случае осуществления изобретения заявляемая комплексная добавка дополнительно содержит формиат натрия при следующем соотношении компонентов:

Суперпластификатор С-3 - 10-30;

Полиэтиленгликоль и/или пропиленгликоль - 5-55;

Карбамид - 10-60;

Формиат натрия 5-35.

Достижение технического результата обусловлено синергетическим эффектом используемых ингредиентов.

Для осуществления изобретения могут быть использованы следующие вещества:

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

Полиэтиленгликоль низкомолекулярный ТУ 2483-71150986-2006;

Полипропиленгликоль ТУ 6-09-2434-81;

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

Формиат натрия ТУ 2432-011-00203803-98.

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 ЦЕМI42,5 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 -10, полиэтиленгликоль - 55, карбамид - 10.

Пример 2. Готовили комплексную добавку смешиванием (масс.ч.): суперпластификатор С-3 - 20, полипропиленгликоль - 30, карбамид - 35.

Пример 3. Готовили комплексную добавку смешиванием (масс.ч.): суперпластификатор С-3 - 30, полиэтиленгликоль - 5, карбамид 60.

Пример 4. Готовили комплексную добавку смешиванием (масс.ч.): суперпластификатор С-3 - 20, смесь полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля (50:50) - 30, карбамид - 35, формиат натрия - 20.

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 сут, МПа 1 150 21 2435 44,2 2 200 22 2475 46,2 3 150 23 2445 44,7 4 175 22 2460 45,9 5 (прототип) 100 21 2395 37,7

Источники информации

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

2. Патент РФ на изобретение №2130442 (опубл. в 1999 г.).

3. Авторское свидетельство СССР №1447779 (опубл. в 1988 г.).

4. Авторское свидетельство СССР №1143719 (опубл. в 1985 г.).

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

6. Патент Украины на изобретение №24298 (опубл. в 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 при сохранении и частичном улучшении технологических показателей, в частности осадки конуса. Комплексная добавка содержит, масс.ч.: суперпластификатор С-3 10-30, полиэтиленгликоль и/или пропиленгликоль с молекулярной массой 250-3500 5-55, карбамид 10-60. При частном случае реализации комплексная добавка содержит дополнительно формиат натрия при следующем соотношении компонентов, масс.ч.: суперпластификатор С-3 10-30, полиэтиленгликоль и/или пропиленгликоль 5-55, карбамид 10-60, формиат натрия 5-35. 1 з.п. ф-лы, 5 пр., 1 табл.

1. Комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы, содержащая суперпластификатор С-3, отличающаяся тем, что дополнительно содержит смесь полиэтиленгликоля и/или полипропиленгликоля с молекулярной массой 250-3500 и карбамида при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Суперпластификатор С-3 10-30 Полиэтиленгликоль и/или пропиленгликоль 5-55 Карбамид 10-60

2. Комплексная добавка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит формиат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Суперпластификатор С-3 10-30 Полиэтиленгликоль и/или пропиленгликоль 5-55 Карбамид 10-60 Формиат натрия 5-35