КОМПЛЕКСНАЯ ОРГАНИЧЕСКАЯ ДОБАВКА ДЛЯ ИНГИБИРОВАНИЯ ЩЕЛОЧНОЙ КОРРОЗИИ Российский патент 2013 года по МПК C04B24/24 C04B24/04 

Описание патента на изобретение RU2484036C1

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве бетонов на заполнителе, содержащем активный реакционноспособный кремнезем.

Известны добавки для замедления реакций щелочей цемента и кремнезема заполнителя - соли лития: LiNO3, LiCO3. (1. New observation on the mechanism of litium nitrate against alkali silica reaction (ASR). Feng X., Thomas M.D.A., Bremner T.W., Folliard K.J., Fournier B. Cem. and Concr. Res. 2010. 40. №1. P.94-101. 2. Experimental investigation of the mechanisms by which LiNO3 is effective against ASR. Tremblay C., Berube M.A., Fournier В., Thomas M.D., Folliard K.J. Cem. and Concr. Res. 2010. 40. №4. P.583-597. 3. Alkali-silica reactions of mortars produced by using waste glass as fine aggregate and admixtures such as fly ash and Li2CO3. Topcu Ilker Bekir, Boga Ahmet Raif, Bilir Turhan. Waste Manag. 2008. 28. №5. P.878-884. 4. Розенталь, H.K. Защита бетона на реакционноспособном заполнителе от внутренней коррозии соединениями лития. / Н.К.Розенталь, Г.В.Чехний, Г.В.Любарская, А.Н.Розенталь. // Строительные материалы. - №3. - 2009. - С.68-71.)

Соли лития вводят либо с водой затворения, либо обрабатывают затвердевший бетон в растворе соли лития под воздействием электрического тока. Считают, что образующийся на поверхности активного кремнезема литийсодержащий низкокальциевый гель, обладающий плотной и жесткой структурой, неспособен абсорбировать влагу и набухать.

Основным недостатком известных добавок является высокая стоимость и дефицитность соединений лития, в связи с чем они имеют ограниченное применение.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является органическая добавка суперпластификатор C-3, представляющая собой олигомер нафталин-формальдегидного типа. Добавка C-3 при дозировке 0,7% от массы цемента обеспечивает снижение деформаций расширения до 0,0052% при требуемых 0,1% по ГОСТ 8269.0-97 (4. Морозова, Н.Н. Проблема щелочной коррозии бетонов в республике Татарстан и пути ее решения / Н.Н.Морозова, В.Г.Хозин, А.И.Матеюнас, и др. // Известия КГАСУ, 2005. - №2. - С.58-63. 5. Морозова, Н.Н.Внутренняя коррозия бетона на заполнителях речных месторождений Татарстана / Н.Н.Морозова, А.И.Матеюнас, В.Г.Хозин и др. // Строительные материалы, 2005. - №11. - С.27-28).

Недостатком добавки C-3 является ее высокая стоимость и влияние на период живучести бетонной смеси: она может продлевать или сокращать сроки схватывания в зависимости от вида цемента, что негативно сказывается на эффективности производства строительных материалов.

Целью изобретения является предотвращение реакций щелочей цемента с кремнеземом заполнителя и регулирование периода живучести бетонной смеси. Поставленная цель достигается за счет того, что комплексная органическая добавка содержит суперпластификатор C-3, отличающаяся тем, что суперпластификатор C-3 используется в количестве 0,3% и дополнительно содержит лимонную кислоту в количестве 0,05% (от массы цемента).

Дозировку лимонной кислоты следует выбирать в зависимости от свойств применяемого цемента, а именно сроков схватывания. Лимонная кислота пластифицирует и ускоряет схватывание цементных систем при малых дозировках 0,015-0,05% или продлевает сроки схватывания при дозировках 0,06-0,1%. Дополнительное введение добавки лимонной кислоты в количестве 0,05% позволяет снизить расход C-3 до 0,3% (от массы цемента).

Для измерений деформаций расширения образцов было использовано стандартное кольцо Ле Шателье, применяемое для измерения изменения объема цемента по ГОСТ 30744-2001. Для ускорения кремнезем-щелочных реакций в смесь дополнительно вводили 3% гидроксида натрия от массы вяжущего с водой затворения.

Для проведения эксперимента использовали следующие материалы: ЦЕМ I 42,5 Н (ЗАО «Белгородский цемент») с содержанием щелочей 0,55% дробленый природный перлит Мухор-Талинского месторождения (фракция 0,63-25 мм), суперпластификатор C-3, лимонная кислота.

Результаты испытаний приведены на рис.1.

Исследования показали, что образцы с добавкой C-3 практически не расширялись в наблюдаемый период времени, что подтверждают литературные данные [4, 5] о «подавлении» добавкой C-3 реакций кремнезема заполнителя со щелочами.

Результаты эксперимента показали, что предложенная комплексная добавка C-3+лимонная кислота уменьшают деформации расширения цементно-перлитовой смеси, затворенной 3%-ным раствором гидроксида натрия: в течение первых 2 недель расстояние между стержнями было незначительным (около 0,5 мм). К 28 суткам расхождение между концами стержней у этих образцов составило 1 мм.

Предлагаемая добавка позволяет улучшить следующие свойства:

- за счет снижения расхода дорогостоящей добавки C-3 (до 0,3%) и замены части ее на лимонную кислоту - уменьшить стоимость добавки;

- суперпластификатор C-3 может сокращать или продлевать период живучести бетонной смеси в зависимости от вида цемента. В таких случаях лимонная кислота, выполняя роль ингибитора реакций щелочей и заполнителя, позволяет попутно решать технологическую задачу по регулированию сроков схватывания (табл.1).

Таблица 1 Влияние добавок на свойства цементного теста и бетона Добавка Свойства цементного теста Предел прочности образцов мелкозернистого бетона 25×25×100 мм нг, % Сроки схватывания Rизг, МПа Rсж, МПа начало конец - 26,3 2 ч 48 мин 4 ч 05 мин 5,80 22,75 C-3 (0,7%) 23,2 3 ч 15 мин 4 ч 30 мин 5,52 23,12 C-3 (0,3%)+лимонная к-та (0,05%) 24,1 2 ч 58 мин 4 ч 00 мин 5,40 22,87

Таким образом, установлена возможность использования более дешевых и доступных соединений, чем соли лития и C-3, позволяющих бороться с коррозией, вызванной реакцией щелочей и заполнителей.

Похожие патенты RU2484036C1

название год авторы номер документа
СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОНА ПРИ СЖАТИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОКРЕМНЕЗЁМА, ПОЛУЧЕННОГО ИЗ ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО РАСТВОРА 2015
  • Потапов Вадим Владимирович
  • Кашутин Александр Николаевич
RU2599739C1
ПЛАСТИФИЦИРУЮЩАЯ И ВОДОРЕДУЦИРУЮЩАЯ ДОБАВКА ДЛЯ БЕТОНА И СТРОИТЕЛЬНОГО РАСТВОРА 2011
  • Дмитриев Андрей Алексеевич
  • Тузенко Геннадий Николаевич
  • Злотников Михаил Григорьевич
RU2476396C1
БЕТОННАЯ СМЕСЬ С ВЫСОКОЙ СТОЙКОСТЬЮ К ВЫСОЛООБРАЗОВАНИЮ 2017
  • Страхов Александр Владимирович
  • Фомин Артем Сергеевич
  • Иващенко Юрий Григорьевич
  • Евстигнеев Сергей Александрович
  • Тимохин Денис Константинович
RU2651683C1
ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ СУПЕРПЛАСТИФИКАТОР ДЛЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ И СТРОИТЕЛЬНОГО РАСТВОРА 2009
  • Дмитриев Андрей Алексеевич
  • Тузенко Геннадий Николаевич
  • Злотников Михаил Григорьевич
  • Утробин Андрей Николаевич
  • Митин Николай Акиндинович
RU2405747C1
РАЗЖИЖАЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ КОМПОЗИЦИИ С ОСНОВОЙ ИЗ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ВЯЖУЩЕГО 2010
  • Ринальди Давид
  • Вийяр Эмманюэль
  • Венон Стефан
  • Рокка Дени
RU2536898C2
ОБЛЕГЧЕННАЯ ЦЕМЕНТИРУЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ЗОЛЬНОЙ ПЫЛИ С ВЫСОКОЙ ПРОЧНОСТЬЮ НА СЖАТИЕ И БЫСТРЫМ СХВАТЫВАНИЕМ 2009
  • Перез-Пена Марианэла
RU2513813C2
Мелкозернистая бетонная смесь 2017
  • Балыков Артемий Сергеевич
  • Низина Татьяна Анатольевна
RU2649996C1
Наномодифицированный цементный композит для строительной 3D-печати 2021
  • Артамонова Ольга Владимировна
  • Славчева Галина Станиславовна
  • Шведова Мария Александровна
  • Бритвина Екатерина Алексеевна
  • Бабенко Дмитрий Сергеевич
RU2767643C1
Холодный бетон 2017
  • Зуброд, Родни
  • Герхардт, Марк
RU2721049C1
Наномодифицированный бетон 2016
  • Сорвачева Юлия Андреевна
  • Петрова Татьяна Михайловна
RU2616205C1

Реферат патента 2013 года КОМПЛЕКСНАЯ ОРГАНИЧЕСКАЯ ДОБАВКА ДЛЯ ИНГИБИРОВАНИЯ ЩЕЛОЧНОЙ КОРРОЗИИ

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве бетонов на заполнителе, содержащем активный реакционноспособный кремнезем. Технический результат - предотвращение реакций щелочей цемента с кремнеземом заполнителя и регулирование периода живучести бетонной смеси. Комплексная органическая добавка содержит суперпластификатор С-3 отличающаяся тем, что суперпластификатор С-3, используется в количестве 0,3% от массы цемента и дополнительно содержит лимонную кислоту в количестве 0,05% от массы цемента. 1 табл., 1 ил.

Формула изобретения RU 2 484 036 C1

Комплексная органическая добавка, содержащая суперпластификатор С-3, отличающаяся тем, что суперпластификатор С-3 используется в количестве 0,3% от массы цемента и дополнительно содержит лимонную кислоту в количестве 0,05% от массы цемента.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2484036C1

Морозова Н.Н
и др
Внутренняя коррозия бетона на заполнителях речных месторождений Татарстана // Строительные материалы
Способ обработки целлюлозных материалов, с целью тонкого измельчения или переведения в коллоидальный раствор 1923
  • Петров Г.С.
SU2005A1
Способ уменьшения водоцементного фактора цементных растворов и бетонов 1933
  • Куршеллас Ю.М.
SU53258A1
МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЦЕМЕНТАЦИИ И СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ 1994
  • Браун Дэвид Джон
  • Хигсон Стивен Джефри
RU2133235C1
CN 1270150 А, 18.10.2000
АДАПТИВНЫЙ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЙ ПРОТИВОСЛЕПЯЩИЙ ФИЛЬТР (АППФ) 2011
  • Крапивин Владимир Леонтьевич
RU2464596C1
WO 2001098229 А1, 27.12.2001
US 0007029527 В2, 18.04.2006
ЕР 1352882 B1, 07.12.2005.

RU 2 484 036 C1

Авторы

Рахимбаев Шарк Матрасулович

Толыпина Наталья Максимовна

Балес Анна Александровна

Даты

2013-06-10Публикация

2011-12-30Подача