ГИБРИДНАЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНАЯ ДОБАВКА Российский патент 2017 года по МПК C04B22/00 C04B24/16 C04B28/02 C04B111/20 

Описание патента на изобретение RU2608139C1

Изобретение относится к комплексным органоминеральным добавкам к портландцементу. Добавка позволяет экономить до 30-40% клинкерной части цемента. Может найти применение в изготовлении бетонных и железобетонных изделий, цементов, растворов и сухих смесей, изготавливаемых на основе портландцемента.

Известен комплексный модификатор бетона (Патент РФ №2288197, МПК C04B 22/00, C04B 103/14. Опубл. 27.11.2006 г.), содержащий дисперсный минеральный компонент, включающий горную породу или ее смесь с золой-уноса и/или с продуктами газоочистки печей, выплавляющих кремнийсодержащие сплавы, и пластифицирующую добавку, дисперсный минеральный компонент в качестве горной породы включает подвергнутый термической обработке каолин и гипс, и модификатор может дополнительно включать гидроксид кальция при следующем соотношении компонентов, мас. %:

дисперсный минеральный компонент 80-98 пластифицирующая добавка 2-20 гидроксид кальция 0-10

которое обеспечивает наличие в модификаторе следующих оксидов при следующем содержании, мас. %:

SiO2 20-66 Al2O3 4-27 SO3 4-26 СаО 3-22 H2O 3-12

Недостатками указанного комплексного модификатора являются высокая дозировка пластифицирующей добавки, что ведет к удорожанию продукта, малая степень замещения портландцемента.

Известен органоминеральный модификатор для бетонных смесей и строительных растворов и способ его получения (Патент РФ №2382004, МПК C04B 22/06, C04B 24/16, C04B 103/30, C04B 103/60. Опубл. 20.02.2010 г.), в состав которого входит дисперсный минеральный компонент, включающий высокодисперсную активную пуццолановую добавку на основе кремнезема, не содержащий кремнезем и не обладающий пуццолановой активностью микронаполнитель и пластифицирующую добавку, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

высокодисперсная активная пуццолановая добавка на основе кремнезема 25-51 не содержащий кремнезем и не обладающий пуццолановой активностью микронаполнитель 40-60 пластифицирующая добавка 5-20

Недостатками органоминерального модификатора такого состава являются: малая экономия вяжущего в составе бетонной смеси, высокая удельная поверхность минеральных компонентов модификатора, большая доза суперпластификатора, а также достаточно высокое водоцементное соотношение бетонных растворов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является комплексный органоминеральный модификатор для бетонных смесей и строительных растворов (Патент РФ №2476395, МПК C04B 24/16, C04B 18/18, C04B 20/00, C04B 103/32. Опубл. 27.02.2013 г.), включающий кремнеземсодержащий компонент и суперпластификатор на основе полиметиленнафталинсульфонатов натрия, дополнительно содержит отходы производства цемента - цементную пыль, обладающую гидратационной активностью, и отход сахарного производства - патоку как дополнительную пластифицирующую добавку и для стабилизации образующихся гидросиликатов кальция, а в качестве кремнеземсодержащего компонента используют микрокремнезем при следующем соотношении компонентов, мас. %:

патока 0,3-6 отход производства цемента – цементная пыль 51-88,3 суперпластификатор на основе полиметиленнафталинсульфонатов натрия 1,4-8 микрокремнезем 10-35

Недостатком этого органоминерального модификатора является достаточная низкая степень замены цемента комплексной добавкой - 5%.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка состава гибридного органоминерального модификатора, введение которого обеспечивает экономию портландцемента, высокие прочностные и эксплуатационные характеристики бетонных и железобетонных изделий при любых условиях твердения.

Поставленная техническая задача решается таким образом, что гибридная органоминеральная добавка содержит оптимально подобранный состав, содержащий в качестве минерального компонента смесь, состоящую из метакаолина, трепела и кислой золы-уноса, а в качестве химической добавки - гиперпластификатор на поликарбоксилатной основе Pantarhit PC 160 Plv или нафталинформальдегидный суперпластификатор - СП-1, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

метакаолин 19-20 трепел 6-9,5 кислая зола-унос 70-73 Pantarhit РС160 Plv (СП-1) 1-1,5 (1-1,5)

Для изготовления гибридной органоминеральной добавки в портландцемент использовались следующие материалы: магнитогорский метакаолин ВМК-47 ООО «Синерго» (ТУ 572901-001-65767184-2010), имеющий в своем составе, вес. %: SiO2 54,1; Al2O3 44,8; Fe2O3 0,1; трепел месторождения «Мурачевская гора» Калужской области), имеющий в своем составе, вес. %: CaO 1,43; SiO2 86,0; Al2O3 7,14; Fe2O3 3,3; MgO 0,83; SO3 0,01; Na2O 0,89; TiO2 0,39; ZrO 0,01; зола-унос Троицкой ГРЭС (ТУ 5712-001-76851389-2009), имеющая в своем составе, вес. %: СаО 1,4; SiO2 56,5; Al2O3 33,5; Fe2O3 4,52; MgO 1,12; SO3 0,2; MnO 0,14; порошкообразный гиперпластификатор Pantarhit PC160 Plv (EN 934-2:2009), порошкообразный нафталинформальдегидный суперпластификатор СП-1 (производства ОАО «Полипласт», ТУ 5870-005-58042865-2005).

Получение гибридной органоминеральной добавки включает смешение минеральных компонентов отдельно либо с пластификатором в механическом (шнековом, лопастном или др.) смесителе до полной гомогенизации компонентов. Пластификатор для достижения лучшей подвижности бетонной смеси может также вводится с водой затворения на стадии приготовления бетонных и растворных смесей.

Полученную гибридную органоминеральную добавку вводили в количестве 30-40% от массы портландцемента для приготовления бетонной смеси состава (кг/м3): цемент - 490, песок с модулем крупности 2,7 - 685, щебень - 1200, вода - до подвижности П2. Пластификатор вводился вместе с водой затворения. Подвижность бетона определяли по ГОСТ 10181.1, прочность бетона при различных условиях хранения - по результатам образцов - кубов 10×10×10 см по ГОСТ 10180, морозостойкость - по результатам образцов - кубов 10×10×10 см по ГОСТ 10060.

Испытания на прочность проводили после тепловлажностной обработки по режиму (2+4+6+2) и в возрасте 28 суток. Морозостойкость определяли в возрасте 28 суток.

Состав гибридной органоминеральной добавки представлен в табл. 1.

Составы бетонов и результаты механических испытаний приведены в табл. 2.

Данные, представленные в табл. 2, иллюстрируют примеры получения гибридной органоминеральной добавки в бетоны, твердеющие как в нормальных условиях, так и подвергнутые тепловлажностной обработке.

Проведенные исследования влияния гибридной добавки на свойства получаемых бетонов показали возможность замены 30-40% портландцемента. При этом введение гибридной добавки в таком диапазоне позволяет увеличить прочность бетонов на сжатие в среднем на 5-50%, плотности и морозостойкости по сравнению с контрольным образцом. Согласно данным табл. наиболее оптимальным стоит считать составы №3, 4 с применением поликарбоксилатного суперпластификатора. Вместе с этим, применение суперпластификатора СП-1 позволяет сэкономить 30-40% портландцемента без уменьшения физико-механических характеристик.

Приведенные примеры не исчерпывают всех возможных вариантов получения гибридной органоминеральной добавки по данной заявке и не полностью раскрывают технический потенциал гибридной добавки при использований его в бетонах, растворах, сухих смесях, однако, наглядно демонстрируют возможности, обеспечиваемые введением данной гибридной добавки, а также экономию портландцемента.

Похожие патенты RU2608139C1

название год авторы номер документа
ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫЙ МОДИФИКАТОР ДЛЯ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ И СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2008
  • Вовк Анатолий Иванович
RU2382004C2
Способ получения гибридных органоминеральных микрокапсул для бетонных смесей и строительных растворов 2020
  • Туробова Мария Александровна
  • Данилов Виктор Евгеньевич
  • Айзенштадт Аркадий Михайлович
  • Морозова Мария Викторовна
  • Гарамов Георгий Андреевич
RU2756655C1
ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫЙ МОДИФИКАТОР ДЛЯ ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ И РАДИОЗАЩИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ИХ ОСНОВЕ 2018
  • Мухаметрахимов Рустем Ханифович
  • Галаутдинов Альберт Радикович
  • Куприянов Валерий Николаевич
  • Шафигуллин Рамиль Ибрагимович
RU2710647C2
ДОБАВКА ДЛЯ МОДИФИКАЦИИ ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ, СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ И БЕТОНОВ НА ИХ ОСНОВЕ 2014
  • Ефимов Петр Алексеевич
  • Полещиков Сергей Николаевич
RU2572432C1
Способ производства низкоуглеродного цемента 2021
  • Дмитриева Екатерина Алексеевна
  • Потапова Екатерина Николаевна
  • Корчунов Иван Васильевич
  • Сивков Сергей Павлович
RU2777761C2
ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫЙ МОДИФИКАТОР ДЛЯ ГИПСОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ И РАДИОЗАЩИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ИХ ОСНОВЕ 2018
  • Мухаметрахимов Рустем Ханифович
  • Галаутдинов Альберт Радикович
RU2710643C2
ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫЙ МОДИФИКАТОР ДЛЯ ГИПСОВЫХ СМЕСЕЙ И РАДИОЗАЩИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ИХ ОСНОВЕ 2018
  • Мухаметрахимов Рустем Ханифович
  • Галаутдинов Альберт Радикович
RU2710245C2
ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫЙ МОДИФИКАТОР ДЛЯ ФИБРОЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ 2012
  • Изотов Владимир Сергеевич
  • Мухаметрахимов Рустем Ханифович
RU2500633C1
КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ И СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ 2013
  • Чикин Александр Вячеславович
RU2532816C1
САМОУПЛОТНЯЮЩАЯСЯ БЕТОННАЯ СМЕСЬ 2016
  • Богданов Руслан Равильевич
  • Ибрагимов Руслан Абдирашитович
RU2632795C1

Реферат патента 2017 года ГИБРИДНАЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНАЯ ДОБАВКА

Изобретение относится к комплексным органоминеральным добавкам к портландцементу. В частности добавка позволяет сэкономить до 30-40% клинкерной части цемента. Технический результат - обеспечение экономии цемента, повышение прочности, водонепроницаемости, морозостойкости получаемых изделий. Комплексная добавка содержит в качестве минеральной составляющей смесь, состоящую из метакаолина, трепела и золы-уноса, а в качестве химической добавки - гиперпластификатор на поликарбоксилатной основе Pantarhit PC160 Plv или нафталинформальдегидный суперпластификатор - СП-1, при следующем соотношении компонентов, мас. %: метакаолин 19-20, трепел 6-9,5, зола-унос 70-73, Pantarhit PC160 Plv или СП-1 1-1,5. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 608 139 C1

Гибридная органоминеральная добавка в портландцемент , характеризующаяся тем, что в качестве минерального компонента содержит смесь, состоящую из высокоактивного метакаолина, трепела и кислой золы-уноса, а в качестве химической добавки - гиперпластификатор на поликарбоксилатной основе Pantarhit PC160 Plv или нафталинформальдегидный суперпластификатор - СП-1, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

метакаолин 19-20 трепел 6-9,5 кислая зола-унос 70-73 Pantarhit PC160 Plv или СП-1 1-1,5

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2608139C1

КОМПЛЕКСНЫЙ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫЙ МОДИФИКАТОР ДЛЯ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ И СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ 2011
  • Иващенко Юрий Григорьевич
  • Шошин Евгений Александрович
  • Козлов Николай Алексеевич
  • Зинченко Сергей Михайлович
RU2476395C1
КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ БЕТОНОВ, СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ И ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИТОВ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2011
  • Сахибгареев Роман Ринатович
  • Сахибгареев Ринат Рашидович
RU2467968C1
СУХАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА 2008
  • Ефимов Петр Алексеевич
  • Пустовгар Андрей Петрович
RU2392245C1
ОСОБО БЫСТРО ТВЕРДЕЮЩИЕ ПУЦЦОЛАНОВЫЕ ЦЕМЕНТНЫЕ СМЕСИ 2009
  • Гайнн Джон М.
  • Хансен Эндрю С.
RU2520577C2
Способ защиты переносных электрических установок от опасностей, связанных с заземлением одной из фаз 1924
  • Подольский Л.П.
SU2014A1
WO 2009111295 A1, 11.09.2009.

RU 2 608 139 C1

Авторы

Камалова Загиря Абдулловна

Рахимов Равиль Зуфарович

Ермилова Елизавета Юрьевна

Даты

2017-01-16Публикация

2015-11-02Подача