РАЗЖИЖАЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ КОМПОЗИЦИИ С ОСНОВОЙ ИЗ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ВЯЖУЩЕГО Российский патент 2014 года по МПК C04B24/24 C04B28/02 

Настоящее изобретение относится к композициям с основой из гидравлического вяжущего, используемой для получения частей и конструкций из бетона. Более конкретно, настоящее изобретение относится к композициям с основой из гидравлического вяжущего, с которой смешивают по меньшей мере одну пластифицирующую добавку. Она представляет собой, например, бетон, который включает гидравлическое вяжущее, смешанное с мелкодисперсным заполнителем, например песком, и, необязательно, грубым заполнителем, например, молотым камнем.

Когда компоненты бетона смешивают с водой, получают композицию, которая схватывается и твердеет в результате реакций и процессов гидратации и которая после затвердевания сохраняет свою прочность и свою стабильность даже под водой. Перед схватыванием бетон поддается обработке в течение ограниченного периода времени, как правило, называемого временем обрабатываемости. Время обрабатываемости можно определить как продолжительность времени, в течение которого расплыв или осадка конуса цементной композиции больше, чем заданное значение.

Проблемой, которую необходимо принять во внимание при изготовлении бетона, является количество воды для затворения, которое следует использовать. Количество воды для затворения должно быть достаточным, чтобы позволить удобное обращение с бетоном. Однако увеличение количества воды для затворения имеет тенденцию снижать прочность на сжатие полученного бетона после твердения.

Бетон может включать одну или несколько добавок, называемых пластификаторами или пластифицирующими добавками, чтобы получить бетон, имеющий удовлетворительную подвижность в течение времени обрабатываемости без использования избыточного количества воды.

Примерами пластифицирующих добавок являются соединения, описанные в патенте EP 0663892, поданном от имени Chryso. Они представляют собой соединения, включающие полиоксиалкильную цепь и фосфоновую амино-алкиленовую группу. Даже хотя данные добавки дают возможность эффективно снизить вязкость бетона, для получения желаемых эффектов могут быть важными дозировки данных добавок в бетон. Это может стать недостатком, поскольку стоимость получения данных добавок является высокой. Более того, данные добавки могут вызвать задержку схватывания, которая увеличивается с дозировкой добавки.

Цель настоящего изобретения состоит в предложении композиции с основой из гидравлического вяжущего, которая имеет время обрабатываемости по меньшей мере 90 минут, которая имеет сниженную вязкость в течение времени обрабатываемости и для которой время схватывания не является слишком высоким.

Для достижения данной цели настоящее изобретение предлагает гидравлическую композицию, включающую:

- по меньшей мере одно гидравлическое вяжущее;

- по меньшей мере одну первую пластифицирующую добавку, включающую по меньшей мере одну фосфоновую амино-алкиленовую группу;

- по меньшей мере одну вторую пластифицирующую добавку, включающую по меньшей мере один полимер с гребенчатой структурой, причем концентрация по массе сухого остатка второй добавки составляет от 25% до 100% от концентрации по массе сухого остатка первой добавки.

Предпочтительно дозировка первой добавки в композиции по настоящему изобретению меньше, чем дозировка, которую следует использовать для получения такого же начального расплыва или такой же осадки конуса, если бы использовали только первую добавку. Таким способом уменьшают стоимость получения гидравлической композиции. Настоящее изобретение дает возможность одновременно получить:

- осадку конуса, аналогичную осадке, которая получилась бы в случае, когда была использована только первая добавка;

- дозировку разжижающей смеси в гидравлической композиции отчетливо меньше (в частности, более чем на 50%) по сравнению с дозировкой, которая получилась бы в случае, когда была использована только первая добавка;

- задержку схватывания отчетливо меньше (в частности, более чем на 50%) по сравнению с задержкой схватывания, которая получилась бы в случае, когда была использована только первая добавка;

- вязкость отчетливо меньше (в частности, более чем на 15%) по сравнению с вязкостью, которая получилась бы в случае, когда была использована только первая добавка.

Согласно настоящему изобретению выражение ″гидравлическое вяжущее″ следует понимать, как порошкообразный материал, который при смешивании с водой формирует пасту, которая схватывается и твердеет в результате реакций и процессов гидратации и которая после твердения сохраняет свою прочность и свою стабильность, даже под водой. Выражение ″гидравлическая композиция″ следует понимать, как любую композицию, включающую гидравлическое вяжущее. Она представляет собой, например, бетон.

Термин ″бетон″ следует понимать, как смесь гидравлического вяжущего, заполнителей, воды, необязательно добавок и необязательно минеральных добавок, например бетон высокого качества, бетон высокого качества с повышенной удобоукладываемостью, бетон с повышенной удобоукладываемостью, самовыравнивающаяся бетонная смесь, разжиженная самоуплотняющаяся бетонная смесь, фибробетон, товарная бетонная смесь или окрашенный бетон. Термин ″бетон″ следует также понимать, как бетон, подвергнутый окончательной обработке, например бетон, обработанный бучардой, бетонная смесь с обнаженным заполнителем или промывной бетон, или полированный бетон. Под этим определением также следует понимать предварительно напряженный бетон. Термин ″бетон″ включает строительные растворы, в данном конкретном случае бетон включает смесь гидравлического вяжущего, песка, воды, необязательно добавок и необязательно минеральных добавок. Термин ″бетон″ согласно изобретению обозначает расплывчатый свежеприготовленный бетон или затвердевший бетон.

Согласно изобретению термин ″заполнители″ следует понимать как гравий, крупный заполнитель и/или песок.

Согласно изобретению выражение ″минеральные добавки″ следует понимать, как мелкодисперсный минеральный материал, используемый в бетоне для того, чтобы улучшить некоторые свойства или чтобы придать ему конкретные свойства. Примерами минеральных добавок являются зольная пыль (как определено в стандарте EN 450), тонкая кремнеземная пыль (как определено в стандарте prEN 13263: 1998 или стандарте NF P 18-502), шлак (как определено в стандарте NF P 18-516), известняковые добавки (как определено в стандарте NF P 18-508) и кремнеземные добавки (как определено в стандарте NF P 18-509).

Согласно настоящему изобретению термин ″схватывание″ следует понимать, как переход в твердое состояние посредством реакции химической гидратации вяжущего. За схватыванием обычно следует период твердения.

Согласно настоящему изобретению термин ″твердение″ следует понимать, как улучшение механических свойств гидравлического вяжущего после конца схватывания.

Выражение ″пластифицирующая добавка″ следует понимать, как добавку, которую используют для уменьшения количества воды, необходимой для получения бетона, по меньшей мере на 5%. Посредством примера пластифицирующие добавки на основе лигносульфоновых кислот, карбоксильных оксикислот или обработанных карбогидратов могут снизить требование по воде для получения бетона приблизительно на 10-15%.

Выражение ″суперпластификатор″ или ″суперпластифицирующая добавка″ следует понимать, как пластифицирующую добавку, которая дает возможность снизить более чем на 12% количество воды, требующейся для получения бетона. Суперпластификаторы в широком смысле классифицированы на четыре группы: конденсат сульфонированный нафталин-формальдегид (или SNF), конденсат сульфонированный меламин-формальдегид (или SMF), модифицированные лигносульфонаты (или MLS) и другие. Недавно разработанные суперпластификаторы включают диспергирующие соединения поликарбоксилатного полимерного типа (″PC″). Некоторые PC суперпластификаторы могут иметь гребенчатую структуру, включающую по меньшей мере одну главную цепь и боковые цепи. Такие суперпластификаторы обозначаются общим сокращением, PCP. Например, данные суперпластификаторы содержат ионные функции карбоксильного, и/или сульфонового, и/или фосфонового типа, предпочтительно карбоксильного типа на уровне главной цепи и боковых цепей полиэтиленгликоля, полипропиленгликоля, сополимеров этилена и пропиленгликоля или других цепей, которые предпочтительно являются водорастворимыми.

Выражение ″полиалкиленоксид-поликарбоксилат″ следует понимать, как гребенчатые сополимеры в главной цепи, содержащие привитые боковые цепи полиалкиленоксида.

Выражение ″содержание сложного эфира″ в полимере следует понимать, как долю мономерных звеньев главной цепи, несущих сложноэфирную функцию, определяемую формулой, приведенной ниже:

в которой R1 представляет собой группу, содержащую по меньшей мере один атом углерода, посредством которого она связана с атомом кислорода сложноэфирной функции, и * представляет собой символ главной цепи. R1, в частности, может представлять собой алкильную группу или привитую группу полиалкиленоксида. Уровень сложного эфира выражен в виде мольных процентов и его рассчитывают, деля число сложноэфирных функций на главной цепи на общее число мономерных звеньев на главной цепи.

В качестве примера, гидравлическое вяжущее может представлять собой портландцемент. Оно может представлять собой цемент типа CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV или CEM V согласно стандарту NF EN 197-1 ″Цемент″.

Согласно одному варианту осуществления концентрация по массе сухого остатка второй добавки строго больше чем 25% и строго меньше чем 100%, предпочтительно составляет от 26% до 99%, наиболее предпочтительно составляет от 30% до 95% от концентрации по массе сухого остатка первой добавки.

Вторая добавка представляет собой пластифицирующую добавку, которая дает возможность снизить более чем на 12% количество воды, требующейся для получения бетона. Согласно одному примеру варианта осуществления изобретения вторая добавка является пластифицирующей добавкой поликарбоксилатного или PC типа. В качестве примера вторую добавку получают, например, сополимеризацией мономеров полиоксиалкилен(мет)акрилата и мономеров карбоновой кислоты и необязательно других мономеров, которые сополимеризуются с данными мономерами.

Вторая добавка может соответствовать PCP и иметь гребенчатую структуру, включающую по меньшей мере одну главную цепь и боковые цепи. Вторая добавка может являться полимером полиоксиалкилен-поликарбоксилатного типа. Согласно одному примеру варианта осуществления настоящего изобретения вторая добавка соответствует добавке CHRYSO Fluid Optima 206, продаваемой Chryso. Согласно другому примеру варианта осуществления настоящего изобретения вторая добавка представляет собой поликарбоксилат полиоксиалкилена метакриловой природы.

Далее описывается пример способа получения метакрилатного полимера, поликарбоксилата полиоксиалкилена метакриловой природы, который можно использовать в качестве второй добавки.

Следующие ниже компоненты последовательно вводят в 500 мл 3-горлую колбу:

- 86,8 г метилметакрилат-полиэтиленгликоля (MMPEG), имеющего молекулярную массу 1100 Дальтон;

- 13,1 г метакриловой кислоты и

- 150 г тетрагидрофурана (ТГФ).

Колбу оборудуют датчиком температуры, вводом для азота, чтобы осуществлять дегазацию раствора, содержащегося в колбе, и системой охлаждения, чтобы конденсировать возможные выделяющиеся пары.

После начала циркуляции воды в контуре охлаждения и дегазации азотом начинают перемешивание, а также нагревание реакционной среды, чтобы установить температуру 60°C. Как только достигается заданная температура, и реакционная среда достаточно дегазирована (приблизительно 20 минут), в колбу добавляют 0,42 г тиогликолевой кислоты. Спустя две минуты добавляют 0,59 г Vazo^TM 52 (термический инициатор, продаваемый DuPont). Данную операцию используют в качестве начального момента времени. Реакционную среду выдерживают при этой заданной температуре в течение 6 часов. Затем нагревание прекращают и среде дают охладиться. После охлаждения до комнатной температуры к среде добавляют воду и удаляют ТГФ с помощью роторного испарителя. Таким образом, получают водный раствор полимера, который можно использовать в качестве второй добавки согласно одному примеру варианта осуществления настоящего изобретения.

Согласно одному примеру варианта осуществления первая добавка соответствует добавке CHRYSO Fluid Optima 100, продаваемой Chryso.

Согласно одному примеру варианта осуществления первая добавка соответствует следующей ниже формуле (1):

в которой:

- R представляет собой атом водорода или одновалентную углеводородную группу, содержащую от 1 до 18 атомов углерода и необязательно один или несколько гетероатомов;

- R_i являются одинаковыми или различными и представляют собой алкилен, например этилен, пропилен, амилен, октилен или циклогексен, или арилен, например стирол или метилстирол, причем R_i необязательно включает один или несколько гетероатомов;

- Q представляет собой углеводородную группу, содержащую от 2 до 18 атомов углерода и необязательно один или несколько гетероатомов;

- A представляет собой алкилиденовую группу, содержащую от 1 до 5 атомов углерода;

- R_j являются одинаковыми или различными и могут быть выбраны из:

*A-PO₃H₂ группы, причем A имеет вышеуказанное значение;

*алкильной группы, содержащей от 1 до 18 атомов углерода и способной нести [R-O(R_i-O)_n] группы, причем R и R_i имеют вышеуказанные значения;

*и группы:

в которой

- R_k обозначает группу, такую как R_j;

- B обозначает алкиленовую группу, содержащую от 2 до 18 атомов углерода;

- ″n″ представляет собой число, больше или равное 0;

- ″r″ равно сумме [R-O(R_i-O)_n] групп, которые находятся на всех R_j;

- ″q″ равно числу [R-O(R_i-O)_n] групп, которые находятся на Q;

- сумма ″r+q″ равна от 1 до 10;

- ″y″ представляет собой целое число от 1 до 3;

- Q, N и R_j могут вместе формировать один или несколько циклов, причем данный или данные циклы дополнительно способны содержать один или несколько других гетероатомов.

Можно использовать соединения или соли соединений формулы (1). Соли соединений формулы (1) могут быть стехиометрическими или нестехиометрическими, смешанными или несмешанными, и в качестве катиона содержать щелочные металлы, щелочноземельные металлы, амины или четвертичный аммоний.

Пример способа получения соединений формулы (1) описывается в заявке на патент Европы 0663892.

Согласно изобретению используют предпочтительные соединения формулы (1), в которых R представляет собой атом водорода или метильную, этильную или нонилфенольную группу. Более предпочтительно R представляет собой атом водорода.

R_j группы предпочтительно выбраны из этилена и пропилена. Еще более предпочтительно основная часть или все R_j группы представляют собой этилен и присутствуют в достаточном количестве, чтобы поддерживать водорастворимый или вододиспергируемый характер соединений формулы (1).

Группа Q предпочтительно содержит от 2 до 12 атомов углерода и более предпочтительно она содержит от 2 до 6 атомов углерода. Преимущественно Q выбирают из этилена, циклогексена или н-гексена.

Алкилиденовая A группа, которая имеет двухвалентный атом углерода, предпочтительно содержит от 1 до 3 атомов углерода. Особенно предпочтительно A представляет собой метиленовую группу.

R_j группа, которая необязательно находится в солевой форме, предпочтительно выбрана из -CH₂-PO₃H₂, метильной и C₂H₄N(CH₂PO₃H₂)₂ групп. Более предпочтительно R_j представляет собой -CH₂-PO₃H₂ группу.

Желательно, чтобы ″n″ было равно от 1 до 10000. Значение ″n″ от 1 до 500 является особенно предпочтительным. Идеально, для ″n″ выбирают значение, которое составляет от 1 до 250.

Сумма ″r+q″ соответствует общему числу полиоксиалкильных звеньев. Предпочтительно данная сумма равна менее чем 3. Более предпочтительно она равна 1.

Когда соединения формулы (1) находятся в солевой форме, они предпочтительно представляют собой соли натрия, кальция или диэтаноламина.

Способы получения двух более конкретных примеров первой добавки, соответствующей общей формуле (1), описываются ниже.

Первый пример первой добавки соответствует следующей ниже формуле (2):

Первый пример первой добавки изготавливают из типичного промежуточного соединения, соответствующего следующей ниже формуле (3):

Следующие компоненты вводят в однолитровую 3-горлую колбу, оборудованную охлаждающим устройством: 226 г соединения формулы (3), 16,4 г кристаллической фосфористой кислоты и 12 г хлористоводородной кислоты в водном растворе с концентрацией 35%.

Смесь нагревают при перемешивании до 10°C, затем в течение 5 часов вводят 17,8 г водного раствора формальдегида с концентрацией 37% и кипятят с обратным холодильником в течение семнадцати часов.

Затем реакционную смесь выливают в 900 см³ холодной воды, и содержание сухого вещества регулируют до 30% разбавлением.

Согласно одному примеру варианта осуществления первая добавка соответствует следующей ниже формуле (4):

в которой:

- M представляет собой неразветвленную или разветвленную углеводородную группу (необязательно в дендримерах), необязательно включающую один или несколько гетероатомов (O, N, S); необязательно различной природы;

- Q представляет собой углеводородную группу, содержащую от 2 до 18 атомов углерода и необязательно один или несколько гетероатомов;

- ″p″ равно числу [M] групп, которые находятся на Q, причем p равно от 1 до 10; и

- ″y″ представляет собой целое число от 1 до 3.

Группы M, количество которых равно p, в общем, могут быть одинаковыми или различными. Предпочтительно группа M не включает фосфатную группу. Каждая группа M может иметь молярную массу больше, чем 1000 г/моль. Молярная масса всех M групп одной и той же молекулы предпочтительно составляет от 2000 до 10000 г/моль.

Предпочтительно число p не превышает 2y.

Далее примеры вариантов осуществления будут описаны со ссылкой на следующие чертежи, на которых:

Фиг.1 представляет теоретическое и действительное изменение дозировки разжижающей смеси в гидравлической композиции относительно процентного содержания второй добавки в разжижающей смеси для получения заданного начального расплыва; и

Фиг.2 представляет изменение вязкости и времени схватывания гидравлической композиции, соответствующей фиг.1, относительно процентного содержания второй добавки в разжижающей смеси.

Метод измерения расплыва гидравлической композиции

Принцип измерения расплыва состоит в заполнении усеченного конуса для измерения расплыва гидравлической композицией, которую следует тестировать, затем высвобождении указанной композиции из указанного усеченного конуса для измерения расплыва для того, чтобы определить поверхность полученного диска, когда гидравлическая композиция закончила распределяться. Усеченный конус для измерения расплыва соответствует воспроизведению в масштабе 1/2 конуса, определяемого стандартом NF P 18-451, 1981. Усеченный конус для измерения расплыва имеет следующие размеры:

- верхний диаметр: 50±0,5 мм;

- нижний диаметр: 100±0,5 мм и

- высота: 150±0,5 мм.

Всю операцию проводят при 20°C. Измерение расплыва осуществляют следующим образом:

- Эталонный конус заполняют одной порцией гидравлической композиции, которую надо тестировать;

- Если необходимо, обстукивают гидравлическую композицию, чтобы гомогенно распределить ее в усеченном конусе;

- Выравнивают верхнюю поверхность конуса;

- Вертикально поднимают усеченный конус и

- Измеряют расплыв по четырем диаметрам через 45° штангенциркулем. Результат измерения расплыва является средним из четырех величин, ±1 мм.

Метод измерения вязкости гидравлической композиции

Измерение вязкости заключается в измерении времени течения гидравлической композиции, которую необходимо тестировать, через усеченный конус для измерения вязкости. Усеченный конус для измерения вязкости имеет следующие размеры:

- больший диаметр: 150 мм и

- меньший диаметр: 17 мм.

Усеченный конус для измерения вязкости дополнительно включает первую и вторую метку, которые могут представлять собой параллельные метки, нанесенные на сторонах усеченного конуса и устанавливающие границы плоскостей, перпендикулярных оси усеченного конуса. Первая метка ближе к основанию большего диаметра, чем вторая метка. Расстояние между двумя метками составляет 60 мм, причем первая метка находится в 12 мм от основания с большим диаметром.

Всю операцию проводят при 20°C. Измерение вязкости гидравлической композиции осуществляют следующим образом:

- Ориентируют ось усеченного конуса вертикально, причем меньший диаметр ориентирован вниз и заткнут пробкой;

- Заполняют усеченный конус гидравлической композицией до уровня выше первой метки;

- Обстукивают гидравлическую композицию шпателем, чтобы гарантировать отсутствие больших пузырей воздуха;

- Удаляют пробку;

- Включают секундомер, когда уровень гидравлической композиции проходит первую метку;

- Выключают секундомер, когда уровень гидравлической композиции проходит вторую метку; и

- Записывают время, которое представляет собой вязкость гидравлической композиции.

Метод измерения времен начала схватывания и окончания схватывания строительного раствора

Данный метод основан на стандартизированном методе измерения для определения времени схватывания и стабильности согласно стандарту EN 196-3. В нем используется автоматический измеритель схватывания VICAT, как описывается в стандарте EN 196-3, усеченный конус и контейнер. Измеритель схватывания VICAT включает иглу, пластину и механизм передвижения иглы относительно пластины вдоль вертикальной оси. Игла может иметь форму прямого цилиндра, имеющего длину более чем 45 мм и диаметр приблизительно 1,13 мм. Ось иглы является вертикальной. Контейнер имеет больший размер, чем форма, и помещается на пластине. Форма имеет усеченный вид. Форму помещают в контейнер, причем ось формы совпадает с осью вращения пластины.

Всю операцию проводят при 20°C. Метод измерения времен начала схватывания и окончания схватывания строительного раствора состоит в следующем:

- Смазывают усеченную форму, используя кисть и масло для содействия извлечению из формы;

- Помещают данную форму в контейнер;

- Заполняют форму строительным раствором;

- Выравнивают поверхность формы, используя линейку, чтобы получить плоскую поверхность;

- Помещают сборку форма + контейнер на пластину;

- Добавляют дополнительную массу 700 г на основание иглы;

- Двигают иглу в строительном растворе, причем время между каждым снижением иглы составляет 10 минут, и движение иглы соответствует свободному падению от свободной поверхности строительного раствора. Данную операцию повторяют 90 раз.

Время начала схватывания соответствует времени, после которого игла падает только до 4 мм ± 1 мм от нижней части формы. Время измеряют от момента Т0 метода приготовления строительного раствора, описанного далее. Время окончания схватывания соответствует времени, после которого игла падает только до 0,5 мм в строительном растворе. Время измеряют от момента Т0 метода приготовления строительного раствора, описанного далее.

Метод приготовления строительного раствора

Строительный раствор изготавливают, используя смеситель типа Perrier. Всю операцию проводят при 20°C. Метод приготовления включает следующие стадии:

- Помещают песок в чашу смесителя;

- При Т=0 секунд: начинают перемешивание при низкой скорости (140 об/мин) и одновременно добавляют воду для смачивания в течение 30 секунд, затем продолжают перемешивание при низкой скорости (140 об/мин) до 60 секунд;

- При Т=1 минуте: прекращают перемешивание и оставляют в покое в течение 4 минут;

- При Т=5 минутам: (Т0 для метода измерения времени схватывания) добавляют гидравлическое вяжущее;

- При Т=6 минутам: перемешивают при низкой скорости (140 об/мин) в течение 1 минуты;

- При Т=7 минутам: добавляют воду для затворения (+ первую и вторую добавки) в течение 30 секунд (в то же время перемешивая при низкой скорости (140 об/мин)); и

- При Т=7 минутам и 30 секундам: перемешивают при высокой скорости (280 об/мин) в течение 2 минут.

Рецептуры строительных растворов

Для осуществления данных тестов были использованы две рецептуры строительных растворов.

Таблица 1
Рецептура строительного раствора 1 Компонент Масса (г) Цемент 480,4 Песок ISO 1350 Кремнистый песок 200,1 Известняковый наполнитель 354,1 Общее количество воды,
из которого: 326,7 - вода для затворения 226,7 - вода для смачивания песка 100 Отношение вода/цемент 0,68

Таблица 2
Рецептура строительного раствора 2 Компонент Масса (г) Цемент 480,4 Песок ISO 1350 Мелкозернистый песок 200,1 Известняковый наполнитель 340,8 Общее количество воды,
из которого 297,8 - вода для затворения 197,8 - вода для смачивания песка 100 Отношение вода/цемент 0,62

Цемент представляет собой портландцемент типа CEM I 52.5 N, изготовленный на цементном заводе Lafarge Saint-Pierre-La-Cour.

Песок ISO представляет собой сертифицированный песок CEN EN 196-1 (Поставщик: Société Nouvelle de Littoral). Он представляет собой природный кремнистый песок с зернами округлой формы, с содержанием кремнезема, по меньшей мере равным 98%. Его гранулометрический состав находится внутри границ, данных в таблице 3.

Таблица 3
Гранулометрический состав песка ISO Размеры квадратного отверстия сита (мм) Накопленный материал, не проходящий через сито (%) 2,00 0 1,60 7±5

1,00 33±5 0,50 67±5 0,16 87±5 0,08 99±1

Известняковый наполнитель представляет собой наполнитель Erbray (Поставщик: MEAC). Кремнистый песок представляет собой песок Fulchiron PE2 LS(Поставщик: Fulchiron).

Конкретные свойства строительного раствора, изготовленного в соответствии с рецептурой 1 или 2 и включающего смесь первой и второй добавок для различных дозировок первой и второй добавок, сравнивались в следующих ниже примерах. Первая добавка названа Add 1 и соответствует CHRYSO Fluid Optima 100 (Поставщик: Chryso) в следующих ниже примерах. CHRYSO Fluid Optima 100 представляет собой добавку из семейства дифосфонатов, формула которой аналогична формуле (2). Вторая добавка названа Add 2 и соответствует полимеру полиалкиленоксид-поликарбоксилатного типа. Концентрации или дозировки первой и второй добавок даются по массе относительно массы цемента. Для каждого строительного раствора в соответствии с описанными выше методами измерения были измерены следующие элементы:

- время начала схватывания;

- расплыв строительного раствора в течение последовательных периодов времени и

- вязкость строительного раствора в течение последовательных периодов времени.

Пример 1

Изготавливали строительный раствор, соответствующий рецептуре 2. Добавка Add 2 представляла собой CHRYSO Fluid Optima 206 (Поставщик: Chryso). Тестировали три примера концентраций добавок Add 1 и Add 2. Полученные результаты сгруппированы вместе в таблице 4 ниже:

Таблица 4 Optima 100/Optima 206
(%) Дозировка Реология (мм) при 5 мин Вязкость(и) при 5 мин Время начала схватывания Общая дозировка Дозировка Add 1 Дозировка Add 2 100/0 0,9% 0,9% 0,0% 305 14 > 12 ч 50/50 0,34% 0,17% 0,17% 345 24 5 ч 45 мин 0/100 0,32% 0,00% 0,32% 315 35 4 ч 50 мин

Дозировка только добавки Add 1 (называемая ″Дозировка_Add_1″) соответствует заданному начальному расплыву. Дозировка только добавки Add 2 (называемая ″Дозировка_Add_2″) соответствует такому же исходному расплыву для данного продукта. Теоретическую дозировку, ″Дозировку_смеси″ смеси, соответствующей такому же начальному расплыву и включающей процентное содержание ″масс.%Add_1″ по массе добавки Add 1 и процентное содержание ″масс.%Add 2″ по массе добавки Add 2, можно представить в виде закона смесей согласно следующему уравнению:

$$\frac{1}{Дозировка\_смеси}=\frac{масс.\%Add\_1}{Дозировка\_Add\_1}+\frac{масс.\%Add\_2}{Дозировка\_Add\_2}$$

В настоящем примере теоретическая дозировка разжижающей смеси, включающей 50% по массе добавки Add 1 и 50% по массе добавки Add 2, составляла бы 0,49% по массе относительно массы цемента, чтобы получить начальный расплыв порядка 320 мм. Действительная полученная дозировка составляла 0,34% по массе относительно массы цемента. Следовательно, авторы заявки показали, что неожиданно действительная дозировка смеси, включающей 50% по массе добавки Add 1 и 50% по массе добавки Add 2, для получения заданного начального расплыва меньше, чем ожидаемая теоретическая дозировка. Более того, начальная вязкость (при 5 минутах) строительного раствора, включающего добавки Add 1 и Add 2 преимущественно была меньше, чем исходная вязкость строительного раствора, включающего только добавку Add 2. Кроме того, время начала схватывания строительного раствора, включающего добавки Add 1 и Add 2, преимущественно было отчетливо меньше времени начала схватывания строительного раствора, включающего только добавку Add 1, и только незначительно больше времени начала схватывания строительного раствора, включающего только добавку Add 2.

Пример 2

Изготавливали строительный раствор, соответствующий рецептуре 1. Добавка Add 2 представляла собой CHRYSO Fluid Optima 206 (Поставщик: Chryso). Тестировали три примера концентраций добавок Add 1 и Add 2. Полученные результаты сгруппированы вместе в таблице 5 ниже:

Таблица 5 Optima 100/Optima 206
(%) Дозировка Реология (мм) при 5 мин Вязкость(и) при 5 мин Время начала схватывания Общая дозировка Дозировка Add 1 Дозировка Add 2 100/0 0,75% 0,75% 0,0% 320 8 > 15 ч 50/50 0,24% 0,12% 0,12% 330 13 5 ч 45 мин 0/100 0,24% 0,00% 0,24% 340 18 5 ч 30 мин

В настоящем примере теоретическая дозировка разжижающей смеси, включающей 50% по массе добавки Add 1 и 50% по массе добавки Add 2, составляла бы 0,36% по массе относительно массы цемента, чтобы получить начальный расплыв порядка 330 мм. Действительная полученная дозировка составляла 0,24% по массе относительно массы цемента. Следовательно, авторы заявки показали, что неожиданно действительная дозировка смеси, включающей 50% по массе добавки Add 1 и 50% по массе добавки Add 2, для получения заданного начального расплыва меньше, чем ожидаемая теоретическая дозировка. Более того, начальная вязкость (при 5 минутах) строительного раствора, включающего добавки Add 1 и Add 2, преимущественно была меньше, чем исходная вязкость строительного раствора, включающего только добавку Add 2. Кроме того, время начала схватывания строительного раствора, включающего добавки Add 1 и Add 2, преимущественно было отчетливо меньше времени начала схватывания строительного раствора, включающего только добавку Add 1, и было такого же порядка, как время начала схватывания строительного раствора, включающего только добавку Add 2.

Пример 3

Изготавливали строительный раствор, соответствующий рецептуре 1. Добавка Add 2 представляла собой метакрилатный PCP. Тестировали шесть примеров концентраций добавок Add 1 и Add 2. Полученные результаты сгруппированы вместе в таблице 6 ниже и иллюстрируются на фиг.1 и 2:

Таблица 6 Optima 100/PCP
(%) Дозировка Реология (мм) при 5 мин Вязкость(и) при 5 мин Время начала схватывания Общая дозировка Дозировка Add 1 Дозировка Add 2 100/0 0,75% 0,75% 0,00% 320 8 > 15 ч 80/20 0,30% 0,24% 0,06% 340 11 6 ч 45 мин 50/50 0,24% 0,12% 0,12% 345 14 5 ч 55 мин 30/70 0,24% 0,05% 0,19% 335 16 6 ч 00 мин 10/90 0,24% 0,03% 0,21% 335 16 5 ч 46 мин 0/100 0,24% 0,00% 0,24% 340 15 5 ч 50 мин

На фиг.1 кривая C1 представляет теоретическое изменение дозировки разжижающей смеси в строительном растворе относительно процентного содержания второй добавки в разжижающей смеси для получения заданного начального расплыва, составляющего приблизительно 330 мм. Кривая C1 была получена из закона смешивания, описанного выше. Неожиданно оказалось, что в настоящем примере действительная дозировка разжижающей смеси была меньше теоретической дозировки композиции для получения начального расплыва порядка 330 мм. Кроме того, по меньшей мере до достижения процентного содержания первой добавки менее чем 75% по массе в разжижающей смеси дозировка разжижающей смеси увеличилась лишь очень незначительно относительно дозировки разжижающей смеси, включающей 100% по массе второй добавки. Более того, для диспергирующей композиции, включающей по меньшей мере 50% по массе добавки Add 1, вязкость строительного раствора, включающего добавки Add 1 и Add 2, преимущественно была близка вязкости строительного раствора, включающего только добавку Add 1, и была ниже, чем исходная вязкость строительного раствора, включающего только добавку Add 2. Более того, время начала схватывания строительного раствора, включающего добавки Add 1 и Add 2, преимущественно было отчетливо меньше, чем время начала схватывания строительного раствора, включающего только добавку Add 1, и было только примерно на 1 час больше (для диспергирующей композиции, включающей 80% по массе добавки Add 1) по сравнению со временем начала схватывания строительного раствора, включающего только добавку Add 2.

Поэтому, когда концентрация по массе сухого остатка второй добавки составляет от 25% до 100% от концентрации по массе сухого остатка первой добавки, одновременно получают следующие результаты:

- подвижность, аналогичную подвижности, которую получили бы в случае, если бы использовалась только первая добавка;

- дозировку разжижающей смеси в гидравлической композиции, которая меньше дозировки, которую получили бы в случае, если бы использовалась только первая добавка, более чем на 50%;

- задержку схватывания, которая меньше задержки схватывания, которую получили бы в случае, если бы использовалась только первая добавка, более чем на 50%;

- вязкость, которая меньше, чем вязкость, которую получили бы в случае, если бы использовалась только первая добавка, более чем на 15%.

Настоящее изобретение относится к гидравлической композиции, включающей: по меньшей мере одно гидравлическое вяжущее, по меньшей мере одну первую пластифицирующую добавку, включающую по меньшей мере одну фосфоновую амино-алкиленовую группу, по меньшей мере одну вторую пластифицирующую добавку, включающую по меньшей мере один полимер с гребенчатой структурой, причем концентрация по массе сухого остатка второй добавки составляет от 25% до 100% от концентрации по массе сухого остатка первой добавки. Изобретение также относится к бетону, включающему указанную гидравлическую композицию, и к составу разжижающей смеси для указанной гидравлической композиции. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. Технический результат - пониженная вязкость композиции с основой из гидравлического вяжущего в течение времени обрабатываемости композиции. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 табл., 2 ил.

1. Гидравлическая композиция, включающая:
- по меньшей мере одно гидравлическое вяжущее;
- по меньшей мере одну первую пластифицирующую добавку, включающую по меньшей мере одну фосфоновую амино-алкиленовую группу;
- по меньшей мере одну вторую пластифицирующую добавку, включающую по меньшей мере один полимер с гребенчатой структурой, причем концентрация по массе сухого остатка второй добавки составляет строго больше чем 25% и строго меньше чем 100% от концентрации по массе сухого остатка первой добавки.

2. Гидравлическая композиция по п.1, в которой концентрация по массе сухого остатка второй добавки составляет от 26% до 99% от концентрации по массе сухого остатка первой добавки.

3. Гидравлическая композиция по п.2, в которой концентрация по массе сухого остатка второй добавки составляет от 30% до 95% от концентрации по массе сухого остатка первой добавки.

4. Гидравлическая композиция по п.1, в которой вторая добавка представляет собой полимер полиалкиленоксид-поликарбоксилатного типа.

5. Гидравлическая композиция по п.1, в которой первая добавка соответствует формуле:

в которой:
- R представляет собой атом водорода или одновалентную углеводородную группу, содержащую от 1 до 18 атомов углерода и необязательно один или несколько гетероатомов;
- R_i являются одинаковыми или различными и представляют собой алкилен, например этилен, пропилен, амилен, октилен или циклогексен, или арилен, например стирол или метилстирол, причем R_i необязательно включает один или несколько гетероатомов;
- Q представляет собой углеводородную группу, содержащую от 2 до 18 атомов углерода и необязательно один или несколько гетероатомов;
- А представляет собой алкилиденовую группу, содержащую от 1 до 5 атомов углерода
- R_j являются одинаковыми или различными и могут быть выбраны из:
*А-PO₃H₂ группы, причем А имеет вышеуказанное значение; *алкильной группы, содержащей от 1 до 18 атомов углерода и способной нести [R-O(R_i-O)_n] группы, причем R и R_i имеют вышеуказанные значения;
*и группы

в которой
- R_k обозначает группу, такую как R_j;
- В обозначает алкиленовую группу, содержащую от 2 до 18 атомов углерода;
- "n" представляет собой число, большее или равное 0;
- "r" равно сумме [R-O(R_i-O)_n] групп, которые находятся на всех R_j;
- "q" равно числу [R-O(R_i-O)_n] групп, которые находятся на Q;
- сумма "r+q" равна от 1 до 10;
- "y" представляет собой целое число от 1 до 3;
- Q, N и R_j могут вместе формировать один или несколько циклов, причем данный или данные циклы дополнительно способны содержать один или несколько других гетероатомов.

6. Бетон, включающий гидравлическую композицию по любому из пп.1-5, смешанную с водой.

7. Разжижающая смесь для гидравлического вяжущего, включающая по меньшей мере одну первую пластифицирующую добавку, включающую по меньшей мере одну фосфоновую амино-алкиленовую группу, и по меньшей мере одну вторую пластифицирующую добавку, включающую по меньшей мере один полимер с гребенчатой структурой, причем концентрация по массе сухого остатка второй добавки составляет строго больше чем 25% и строго меньше чем 100% от концентрации по массе сухого остатка первой добавки.

8. Разжижающая смесь по п.7, в которой вторая добавка представляет собой полимер полиалкиленоксид-поликарбоксилатного типа.

9. Разжижающая смесь по п.7, в которой первая добавка соответствует формуле:

в которой:
- R представляет собой атом водорода или одновалентную углеводородную группу, содержащую от 1 до 18 атомов углерода и необязательно один или несколько гетероатомов;
- R_i являются одинаковыми или различными и представляют собой алкилен, например этилен, пропилен, амилен, октилен или циклогексен, или арилен, например стирол или метилстирол, причем R_i необязательно включает один или несколько гетероатомов;
- Q представляет собой углеводородную группу, содержащую от 2 до 18 атомов углерода и необязательно один или несколько гетероатомов;
- А представляет собой алкилиденовую группу, содержащую от 1 до 5 атомов углерода;
- R_j являются одинаковыми или различными и могут быть выбраны из:
*А-PO₂H₂ группы, причем А имеет вышеуказанное значение;
*алкильной группы, содержащей от 1 до 18 атомов углерода и способной нести [R-O(R₁-О)_n] группы, причем R и R_i имеют вышеуказанные значения;
*и группы

в которой
- R_k обозначает группу, такую как R_j;
- В обозначает алкиленовую группу, содержащую от 2 до 18 атомов углерода;
- "n" представляет собой число, большее или равное 0;
- "r" равно сумме [R-O(R_i-O)_n] групп, которые находятся на всех R_j;
- "q" равно числу [R-O(R_i-O)_n] групп, которые находятся на Q;
- сумма "r+q" равна от 1 до 10;
- "y" представляет собой целое число от 1 до 3;
- Q, N и R_j могут вместе формировать один или несколько циклов, причем данный или данные циклы дополнительно способны содержать один или несколько других гетероатомов.

10. Разжижающая смесь по п.7, в которой первая добавка соответствует формуле:

в которой:
- М представляет собой неразветвленную или разветвленную углеводородную группу, необязательно включающую один или несколько гетероатомов;
- Q представляет собой углеводородную группу, содержащую от 2 до 18 атомов углерода и необязательно один или несколько гетероатомов;
- "p" равно числу [М] групп, которые находятся на Q, причем p равно от 1 до 10; и
- "y" представляет собой целое число от 1 до 3.