ПЛАСТИФИЦИРУЮЩАЯ ДОБАВКА К БЕТОННОЙ СМЕСИ Российский патент 2015 года по МПК C04B28/02 C04B24/02 C04B24/04 C04B103/14 C04B103/40 C04B111/76 

Изобретение относится к строительной промышленности, в частности к производству бетонов, более конкретно - к бетонным добавкам, применяемым для улучшения свойств бетонов, в том числе бетонам 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.

Все добавки можно разделить на:

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

Ускорители набора прочности - увеличивают скорость набора прочности в ранние сроки твердения (1-3 суток), повышают марочную прочность бетона. Добавки, регулирующие сохраняемость подвижности бетонной смеси, - востребованы в жаркое время года или при необходимости длительной перевозки бетонной смеси.

Добавки с противоморозным эффектом - обеспечивают проведение бетонных работ в зимнее время при температурах до минус 15°C и даже до минус 25°C.

Модификаторы бетона - бетоны с этими добавками имеют класс по прочности до В80 при применении цементов марки 500, отличаются пониженной проницаемостью, морозостойкостью, коррозионной стойкостью и долговечностью, при этом бетонная смесь может иметь высокую подвижность.

Добавки для самоуплотняющихся бетонов - помогают решить проблему бетонирования тонкостенных, густоармированных конструкций.

Комплексные добавки - объединяют в себе несколько видов воздействия на бетонную смесь.

Известны регулирующие добавки для бетонов (А.М. Невиль. Свойства бетона. Сокращенный перевод с англ. языка, к.т.н. В.Д. Парфенова и Т.Ю. Якуб. Издательство литературы по строительству. Москва, 1972 г. Глава 2. Ускорители и замедлители твердения), включающие водный раствор хлорида кальция и другие компоненты в незначительном количестве (сахариды, моноэтаноламины, нитриты натрия и др). Добавки получают путем перемешивания указанных компонентов.

Недостатки хлористого кальция:

- усадка бетона на 10%;

- не рекомендуется для использования на глиноземистых цементах;

- не рекомендуется для применения в тощих цементах;

- не рекомендуется при существовании опасности снижения долговечности цементов ;

- не рекомендуется для применения в армированных бетонах, т.к. существует опасность коррозии металлов, особенно на ранних сроках.

Известна регулирующая добавка для бетонов и способ ее изготовлениями (2186045С1, опубликовано 27.07.2002), включающая водный раствор хлорида кальция и дополнительно сахарат кальция при массовом соотношении сахарата кальция и хлорида кальция (0,2-40): 100, причем она содержит указанные компоненты в виде комплексного соединения. Добавка может дополнительно содержать сахар в количестве, не превышающем 10% от массы добавки. Указанную добавку получают в две стадии: на первой стадии получают сахарат кальция (в частности, путем взаимодействия гидроокиси кальция с сахаром), а на второй добавляют сахарат кальция в водный раствор хлорида кальция и перемешивают указанные компоненты. Технический результат - ускорение схватывания и твердения бетона в широком диапазоне температур, включая отрицательные, повышение прочности бетона, предотвращение коррозии металлической арматуры, сокращение времени тепловой обработки и увеличение выпуска бетонных изделий.

Недостатком является то, что данная добавка удлиняет время схватывания бетона, а также ухудшает стойкость бетона при отрицательных температурах.

Все известные аналоги имеют недостаток в том, что добавки ускоряют схватывание бетона при высоких дозировках (от 1%), а также противоморозные свойства проявляются при дозировках до 2,5-3,0%, известно что дозировки хлористого кальция допустимы до 0,1%. Другим недостатком является недопустимость применения добавок на основе хлористого кальция для армированных конструкций диаметром менее 5 мм.

Наиболее близким аналогом к заявляемой пластифицирующей добавке, принятым за прототип, является пластифицирующая добавка (патент Украины №17779, опубликовано 20.05.1997), которая входит в состав вяжущего для бетона из портландцементного клинкера и гипса в количестве 1,0-3,0 мас. %. Добавка содержит фильтрат технический пентаэритрита на основе формиата натрия и в соответствии сизобретением в качестве добавки - твердый продукт производства синтетических жирных кислот на основе сульфата натрия при таком соотношении компонентов, мас. %: твердый продукт сульфатных вод производства синтетических жирных кислот на основе сульфата натрия - 2,0-4,0; фильтрат технический пентаэритрита на основе формиата натрия - 1,0-3,0.

Недостаток близкого аналога - температура замерзания жидкой фазы при применении этой добавки составляет лишь -10…-13°C.

Технический результат достигается тем, что в пластифицирующей добавке к бетонной смеси, содержащей водный раствор технического пентаэритрита, введен полиакрилат натрия концентрацией 30-40%, при этом массовое соотношении полиакрилата натрия и технического пентаэритрита составляет 100:1, а указанные компоненты содержатся в виде комплексного соединения.

Процесс получения добавки к растворам и бетонам основан на образовании комплекса полиакрилата натрия - технического пентаэритрита.

При проведении исследований было выявлено, что данная добавка обладает свойством усиливать и ускорять твердение бетона при нормальных условиях, при ТВО (термовлажностной обработке - табл. 1) и отрицательных температурах (табл. 2 и 3).

Примечание: над чертой среднее значение показателя; под чертой относительное значение показателя в % от контрольного.

Нормы расхода добавки при отрицательной температуре на 1 м³ бетона.

Противоморозные свойства: обеспечение твердения бетонов и растворов до -20°C (28 сут).

Примечание: 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 на 1 м³ готового продукта: водный раствор полиакрилата натрия концентрацией 30-40% составляет - 1200 кг; технический пентаэритрит - 12 кг.

Исследования показали, что введение заявляемой добавки в бетон позволяет для бетонов и растворов естественного твердения прочности через 1 сутки свыше 50%; при термовлажностной обработке превысить марочную прочность более чем на 20%; осуществить твердение бетона при отрицательных температурах (-20°C) с набором прочности 100% прочности через 7 суток для «теплых бетонов» и на 50% для «холодных». Добавка уменьшает расход цемента до 20% или повышает прочность бетона до 30-50%, обеспечивает устойчивое пассивное состояние стальной арматуры, коррозия отсутствует.

Изобретение относится к строительной промышленности, в частности к производству бетонов, более конкретно - к добавкам, применяемым для улучшения свойств бетонов, в том числе бетонов на основе портландцементного клинкера. Технический результат - увеличение подвижности и ускорение твердения бетона в широком диапазоне температур, включая отрицательные, повышение прочности бетона и предотвращение коррозии металлической арматуры. Пластифицирующая добавка к бетонной смеси содержит водный раствор технического пентаэритрита, 40% водный раствор полиакрилата натрия. Массовое соотношение указанного полиакрилата натрия и пентаэритрита составляет 100:1. Указанные компоненты в добавке содержатся в виде комплексного соединения. 3 табл.

Пластифицирующая добавка к бетонной смеси, содержащая водный раствор технического пентаэритрита, отличающаяся тем, что введен 40%-ный водный раствор полиакрилата натрия, при этом массовое соотношение указанного полиакрилата натрия и пентаэритрита составляет 100:1, а указанные компоненты содержатся в виде комплексного соединения.