СУПЕРПЛАСТИФИКАТОР ДЛЯ БЕТОНОВ Российский патент 2015 года по МПК C04B28/02 C04B24/02 C04B24/04 C04B103/40 C04B111/76 C04B103/14 

Изобретение относится к строительной промышленности, более конкретно - к бетонным добавкам, применяемым для улучшения свойств бетонов, в том числе бетонов на основе портландцементного клинкера.

Применение добавок является наиболее эффективным способом, повышающим качество бетонов, не требующим больших капитальных затрат. Грамотное применение целевых комплексных добавок позволяет решить любые проблемы, связанные с получением бетонов с заданными свойствами. Высокая прочность, низкая проницаемость, повышенная долговечность и морозостойкость могут быть достигнуты с применением высокоподвижных бетонных смесей, содержащих современные добавки.

Например, суперпластификаторы позволяют повысить подвижность бетонной смеси, или увеличить прочность, плотность и водонепроницаемость бетона, или снизить расход цемента при обеспечении требуемой прочности бетона.

Известны суперпластификаторы для бетонов (компания «ПОЛИПЛАСТ», Тульская обл., г. Новомосковск, Комсомольское шоссе, д. 72, http://www.polyplast-un.ru/products/stroitelnaya-otrasl/dobavki-dlya-betonov.html), полученные в результате реакции поликонденсации формальдегида и нафталинсодержащих сульфокислот (С-3, СП-3, Супранафт). Экологичность указанных добавок вызывает вопросы, т.к. в основе содержатся такие канцерогены, как нафталин, формальдегид и др.

Указанные суперпластификаторы замедляют схватывание бетона, обладают хорошими пластифицирующими свойствами, но не являются противоморозными.

Известен суперпластификатор (RU 2357937С1, опубликовано 10.06.2009), на основе нейтрализованного продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, включающего олигомеры с 2-4 ядрами нафталина, 5-9 ядрами нафталина и 10 ядрами нафталина и более, отличающийся тем, что он содержит указанные олигомеры в следующем соотношении, мас. %:

олигомеры с 2-4 ядрами нафталина 10,0-28,5 олигомеры с 5-9 ядрами нафталина 6,0-11,5 олигомеры, содержащие 10 ядер нафталина и более 60,0-80,0

Недостатком аналога является пониженная подвижность и прочность товарного бетона при отрицательной температуре, наличие коррозии металлической арматуры.

Известен суперпластификатор (RU2439015C1, опубликовано 10.01.2012), включающий водоредуцирующий органический компонент, смесь тиосульфата натрия и тиоцианата натрия и воду, содержит в качестве водоредуцирующего органического компонента суперпластификатор СУПРАНАФТ и дополнительно смесь резорцина, пирокатехина и гидрохинона в соотношении (0,3-0,5):(6,45-8,01):(0,04-0,07) при следующем соотношении компонентов суперпластификатора, мас. %: суперпластификатор СУПРАНАФТ 45,5-70,0, смесь тиосульфата и тиоцианата натрия 13,48-15,4, указанная смесь резорцина, пирокатехина и гидрохинона 6,79-8,67, вода - остальное.

Недостатком прототипа является недостаточная прочность бетона и его морозостойкость.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является суперпластификатор (RU2389702 С1, опубликовано 20.05.2010), содержащий ускоритель твердения - смесь балластных солей на основе тиосульфата и роданида натрия и пластификатор, в качестве пластификатора акрилат R60, а ускоритель твердения дополнительно содержит соль муравьиной кислоты и при необходимости ацетат натрия при следующем соотношении его компонентов, мас. %:

смесь балластных солей на основе   тиосульфата и роданида натрия 34-99,5 соль муравьиной кислоты 0,5-33,0 ацетат натрия остальное

при следующем соотношении компонентов, мас. %:

ускоритель твердения 20,0-99,5 пластификатор-акрилат R60 0,5-80

Недостатком прототипа является недостаточная прочность бетона и его морозостойкость.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение подвижности и набор прочности товарного бетона в широком диапазоне температур, включая отрицательные, и предотвращение коррозии металлической арматуры.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что суперпластификатор для бетонов, включающий водный раствор полиакрилата натрия, дополнительно содержит препарат Афон-300 марки Б и технический пентаэритрит при массовом (по сухому веществу) соотношении полиакрилата натрия, Афона-300 марки Б и пентаэритрита 100:10:1, причем она содержит указанные компоненты в виде комплексного соединения.

Благодаря тому что заявляемый суперпластификатор для бетонов содержит водный раствор полиакриловой кислоты, препарат Афон-300 марки Б, технический пентаэритрит, увеличивается подвижность бетонной смеси, повышается прочность и морозостойкость, а также предотвращается коррозия металлической арматуры.

Способ получения заявляемого суперпластификатора заключается в том, что к полиакрилату натрия добавляют технический пентаэритрит, затем тщательно перемешивают указанные компоненты, к полученной смеси добавляют Афон-300 марки Б.

Процесс получения добавки к растворам и бетонам основан на образовании комплекса водного раствора натриевых солей полиакриловой кислоты с препаратом Афон 300 марки Б и технического пентаэритрита.

При проведении исследований было выявлено, что заявляемый суперпластификатор обладает свойством усиливать и ускорять твердение бетона при нормальных условиях - табл. 1) и отрицательных температурах (таблица 2 - нормы расхода добавки при отрицательной температуре и таблица 3 - противоморозные свойства).

Прочность при сжатии при отрицательных температурах по ГОСТ 24211-2008 должна составлять:

- для «теплых бетонов» не менее 95%;

- для «холодных бетонов» не менее 30%.

Количество компонентов рассчитывается исходя из следующих норм расхода:

- водный раствор полиакрилата натрия - 1000 кг;

- препарат Афон-300М марки Б - 100 кг;

- технический пентаэритрит - 10 кг.

Препарат Афон-300М марки Б выпускается по ТУ 2499-540-05769441-2012, состав: водный раствор натриевых солей нитрилотриметилфосфоновой и соляной кислот. Эмпирическая формула C₃H₉NNaO₉P₃.

Исследования показали, что заявляемый суперпластификатор при введение в бетон позволяет для бетонов и растворов естественного твердения добиться через 7 суток свыше 100% от марочной прочности; осуществить твердение бетона при отрицательных температурах (-20°C) с набором прочности 100% прочности через 28 суток для «теплых бетонов» и на 50% для «холодных»; уменьшить расход цемента до 20%; обеспечить устойчивое пассивное состояние стальной арматуры, коррозия отсутствует.

Изобретение относится к строительной промышленности, более конкретно к добавкам, применяемым для улучшения свойств бетонов, в том числе бетонов на основе портландцементного клинкера. Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение подвижности и набор прочности товарного бетона в широком диапазоне температур, включая отрицательные, и предотвращение коррозии металлической арматуры. Суперпластификатор для бетонов, включающий водный раствор полиакрилата натрия, дополнительно содержит препарат Афон-300 марки Б и технический пентаэритрит при массовом (по сухому веществу) соотношении полиакрилата натрия, Афона-300 марки Б и пентаэритрита 100:10:1, причем указанные компоненты используют в виде комплексного соединения. 3 табл.

Суперпластификатор для бетонов, включающий водный раствор полиакрилата натрия, отличающийся тем, что дополнительно содержит препарат Афон-300 марки Б и технический пентаэритрит при массовом (по сухому веществу) соотношении полиакрилата натрия, Афона-300 марки Б и пентаэритрита 100:10:1, причем указанные компоненты используют в виде комплексного соединения.