КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ ТЯЖЕЛЫХ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ Российский патент 2015 года по МПК C04B24/18 C04B103/60 

Изобретение относится к строительной промышленности, а именно к составу добавок для тяжелых бетонных смесей.

Известна комплексная добавка для тяжелых бетонных смесей на основе лигносульфонатов технических и отхода производства капролактама кубового продукта колонны регенерации трихлорэтилена (см. патент РФ №2209792, C04B 28/02, 2002 г.). Согласно изобретению добавка содержит, мас.%:

Кубовый продукт колонны регенерации трихлорэтилена - 40-90

Лигносульфонат технический - 10-60.

Данная добавка имеет низкие смачивающие и диспергирующие свойства, что ухудшает качество перемешивания бетонных смесей.

Этот недостаток преодолен в другой известной комплексной добавке для тяжелых бетонных смесей, включающей лигносульфонаты технические и глину, содержащую монтмориллонит. (см. патент РФ №2276660, C04B 22/00, 2004 г.).

Данное изобретение по технической сущности и достигаемому результату наиболее близко к предложенному изобретению и поэтому принято за прототип.

Известная добавка содержит следующие компоненты, масс.%:

Лигносульфонаты технические 3-20 Глина, содержащая монтмориллонит 10-40 Глина огнеупорная Остальное

Задачей изобретения является поиск оптимального состава многофункциональной комплексной добавки, которая обеспечивает улучшение физико-механических свойств, получаемого бетона.

Поставленная задача решена созданием комплексной добавки для тяжелых бетонных смесей, включающей лигносульфонаты технические и глину, содержащую монтмориллонит, которая дополнительно содержит дезактивированный катализатор дегидрирования циклогексанола производства ε-капролактама и продукт совместного диспергирования до размера частиц менее 10^-2 мкм глины, содержащей монтмориллонит и ε-капролактама в соотношении 1/0,5 и касторового масла и саломаса технического в соотношении 1/1, при следующем соотношении компонентов, масс. % :

Лигносульфонаты технические 63-70 Дезактивированный катализатор дегидрирования   циклогексанола производства ε-капролактама 5-7 Глина, содержащая монтмориллонит 16-18 ε-капролактам 8-9 Касторовое масло 0,5-1,5 Саломас технический 0,5-1,5

В процессе модифицирования монтмориллонита в межслоевом пространстве и на поверхности частиц монтмориллонита сорбируются реакционноспособные молекулы ε-капролактама. В результате разрыва лактамного цикла ε-капролактама образуются реакционноспособные звенья, которые вступают во взаимодействие с жирными кислотами касторового масла и саломаса с образованием эфиров, олигомеров и высокомолекулярных соединений. Ионы кальция, цинка, меди, дезактивированного катализатора дегидрирования циклогексанола образуют соли жирных кислот и комплексные металлоорганические соединения, обладающие высокой сорбционной активностью, что в значительной степени обуславливает улучшенные поверхностно-активные, упрочняющие, пластифицирующие, кольматирующие, ингибирующие свойства предлагаемой настоящим изобретением добавки.

Предлагаемая комплексная добавка производится из доступных веществ, в том числе природного и растительного происхождения, а также отходов производства ε-капролактама. Согласно изобретению используют: лигносульфонаты технические ТУ 5870-002-46849456-03, катализатор дегидрирования циклогексанола серии НТК (производства ОАО «Азот»), глину, содержащую монтмориллонит ГОСТ 7032-75 «Глина бентонитовая для тонкой и строительной керамики», ε-капролактам ГОСТ 7850-86, саломас технический ТУ 9145-180-00334534-95, масло касторовое техническое ГОСТ 6757-96.

Используемые для заявляемой добавки компоненты не являются дефицитными и не относятся к вредным веществам (IV класс опасности).

Пример 1. Комплексную добавку в количестве 100 кг готовят в две стадии: предварительно в волновой вибромельнице получают нанокомпозиционную смесь из 16 кг монтмориллонита и 8 кг ε-капролактама (соотношение 1/0,5), 0,5 кг касторового масла и 0,5 кг саломаса технического (соотношение 1/1). После диспергирования смеси отсеивают частицы размером менее 10^-2 мкм.

Затем в смесь вводят 70 кг лигносульфонатов технических и 5,0 кг отработанного (дезактивированного) катализатора дегидрирования циклогексанола.

Примеры 2-4. Готовят комплексную добавку по технологии, описанной в примере 1.

Пример 5. Готовят комплексную добавку по технологии, описанной в примере 1. После диспергирования÷ смеси в волновой вибромельнице отсеивают частицы размером менее 10^-1 мкм.

В табл.1 приведены варианты составов композиции по примерам.

Таблица 1 № Наименование компонентов Содержание компонентов, кг, в образцах по примерам 1 2 3 4 5 1 Лигносульфонаты технические 70 63 72,5 58 67

2 Дезактивированный катализатор дегидрирования циклогексанола производства ε-капролактама 5 7 4 8 6 3 Глина, содержащая монтмориллонит 16 18 14 20 16 4 ε-капролактам 8 9 9 10 8 5 Касторовое масло 0,5 1,5 0,3 2 1,5 6 Саломас технический 0,5 1,5 0,2 2 1,5

Бетонную смесь готовят путем смешения цемента марки ЦВМ I 42,5Н ГОСТ 31108-2003, песок кварцевый с модулем крупности (Мкр) 2,0+2,5 по ГОСТ8736-85, щебень гранитный фракции 5,0-20,0 мм по ГОСТ10268 - 80. Водоцементное отношение приготовляемой цементной смеси (В/Ц) - 0,30. Бетонную смесь, соответствующую классу по прочности В22,5 готовили в соответствии с ГОСТ 27006 - 86 и СНиП 82 - 02 - 95 «Федеральные элементные нормы расхода цемента при изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций». Добавку вводили в количестве 0,3% от массы цемента в бетонной смеси.

Результаты испытаний образцов бетона с комплексной добавкой по примерам, с добавкой по прототипу и без добавок показаны в табл.2.

Таблица 2 № Наименование показателей Составы по примерам 1 2 3 4 5 По Без               прототипу доба                 вок 1 Подвижность смеси по осадке конуса, см, по ГОСТ 10181-2000 22 23 19 20 20 19 4 2 Срок начала схватывания смеси, ч/мин, по ГОСТ 310.3-76 4/32 4/40 4/22 4/22 4/25 4/22 2/50 3 Срок окончания схватывания смеси, ч/мин 6/10 6/14 5/50 5/45 5/40 5/48 4/10

4 Прочность при сжатии, МПа, по ГОСТ 10180-90 50,8 51,5 45,2 43,8 43,0 41,2 33,5 5 Водопоглощение, %, по ГОСТ 12730.0-78 0,015 0,012 0,09 0,1 од 0,094 2,6

Как показано в табл.2, комплексная добавка эффективна во всех вариантах составов по изобретению (примеры 1 - 2). Увеличение прочности по сравнению с образцом с добавкой по прототипу составляет 23÷27%. Предлагаемая данным изобретением комплексная добавка обеспечивает подвижность бетонной смеси от П1 до П5, а добавка по прототипу соответственно от П1 до П4. Водопоглощение образцов бетона с предлагаемой настоящим изобретением добавкой по сравнению с образцом бетона без добавок уменьшилась более чем в 170 раз и составляет 0,012-0,015%.

Отклонение от оптимизированного состава композиции (примеры 3-4) или применение добавки оптимизированного состава, с использованием продукта совместного диспергирования глины, содержащей монтмориллонит, ε-капролактама, касторового масла и саломаса технического с размером частиц более чем 10^-2 мкм (пример 5), ухудшает физико-механические свойства образцов до уровня прототипа.

Использование изобретения позволяет увеличить сроки начала и окончания твердения тяжелых бетонных смесей, повысить предел прочности бетона при сжатии, увеличить подвижность бетонной смеси и снизить водопоглощение бетона.

Изобретение относится к составу комплексной добавки. Комплексная добавка для тяжелых бетонных смесей, включающая лигносульфонаты технические и глину, содержащую монтмориллонит, дополнительно содержит дезактивированный катализатор дегидрирования циклогексанола производства ε-капролактама и продукт совместного диспергирования до размера частиц менее 10^-2 мкм глины, содержащей монтмориллонит и ε-капролактама в соотношении 1/0,5 и касторового масла и саломаса технического в соотношении 1/1, при следующем соотношении компонентов, мас.%: лигносульфонаты технические 63-70, дезактивированный катализатор дегидрирования циклогексанола производства ε-капролактама 5-7, глина, содержащая монтмориллонит, 16-18, ε-капролактам 8-9, касторовое масло 0,5-1,5, саломас технический 0,5-1,5. Технический результат - увеличение сроков начала и окончания твердения тяжелых бетонных смесей, повышение предела прочности бетона при сжатии, увеличение подвижности бетонной смеси и снижение водопоглощения бетона. 2 табл.

Комплексная добавка для тяжелых бетонных смесей, включающая лигносульфонаты технические и глину, содержащую монтмориллонит, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит дезактивированный катализатор дегидрирования циклогексанола производства ε-капролактама и продукт совместного диспергирования до размера частиц менее 10^-2 мкм глины, содержащей монтмориллонит и ε-капролактама в соотношении 1/0,5 и касторового масла и саломаса технического в соотношении 1/1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Лигносульфонаты технические 63-70 Дезактивированный катализатор   дегидрирования циклогексанола   производства ε-капролактама 5-7 Глина, содержащая монтмориллонит 16-18 ε-капролактам 8-9 Касторовое масло 0,5-1,5 Саломас технический 0,5-1,5