УМЕНЬШАЮЩАЯ ТРЕЩИНЫ ДОБАВКА ДЛЯ ВЯЖУЩИХ СОСТАВОВ Российский патент 2018 года по МПК C04B28/02 C04B28/04 C04B40/00 C04B24/00 C04B103/00 C04B111/34 

В соответствии с §119(e) Раздела 35 Свода законов США, эта заявка испрашивает приоритет по дате подачи предварительной заявки на патент США с серийным №61/907779, поданной 22 ноября 2013 г.

Предоставлена уменьшающая трещины добавка для вяжущих составов.

Вяжущие составы могут быть склонны к образованию трещин во время затвердевания вяжущего состава по разным причинам, вследствие низкого предела прочности на разрыв многих затвердевших вяжущих составов. Если не принимать меры, вяжущие составы, вероятно, будут давать усадку во время затвердевания в результате химических реакций, которые происходят во время затвердевания, а также по причине потери воды во время затвердевания. Трещины оказывают вредное воздействие на срок службы затвердевших вяжущих составов, поскольку трещины, как правило, снижают способность выдерживать нагрузку затвердевшего вяжущего состава. Трещины также позволяют вредным материалам проникать в пространство затвердевшего вяжущего состава, что может дополнительно разрушать затвердевший вяжущий состав. Один из видов такого разрушения возникает, когда вода проникает в трещины или поры затвердевшего вяжущего состава и замерзает, что приводит к распространению воды, в результате применения силы к затвердевшему вяжущему составу, что может создать дополнительные трещины в затвердевшем вяжущем составе. Так называемые "циклы замораживания и оттаивания" могут усугубить эту конкретную проблему с течением времени.

Уменьшающие усадку добавки представляют собой класс материалов, которые применяют для уменьшения, как величины усадки, так и возможности образования трещин вяжущих составов во время затвердевания. Однако, когда с течением времени трещины образуются во время затвердевания вяжущих составов, содержащих традиционные уменьшающие усадку добавки, то трещины могут быть такими же, как и трещины, которые образуются во время затвердевания вяжущих составов без уменьшающих усадку добавок.

Кроме того, традиционные уменьшающие усадку добавки могут быть не совместимыми с воздухоудерживающиими добавками. Воздухоудерживающие добавки представляют собой класс материалов, которые применяют для создания воздушных пузырьков в вяжущих составах. Воздушные пузырьки могут действовать для уменьшения деформирующей силы на затвердевшие вяжущие составы во время циклов замораживания и оттаивания, улучшая срок службы затвердевшего вяжущего состава. Однако традиционные уменьшающие усадку добавки могут иметь вредное воздействие на структуру системы пустот и воздуха, созданной посредством применения воздухоудерживающих агентов, уменьшая, таким образом, сопротивление затвердевшего вяжущего состава повреждению, которое может вызываться циклами замораживания и оттаивания.

Таким образом, необходима уменьшающая трещины добавка для вяжущих составов, которая способна: (I) снижать вероятность образования трещин вяжущих составов во время затвердевания; и/или (II) снижать ширину трещин, которые могут образовываться во время затвердевания вяжущих составов.

Варианты осуществления объекта изобретения раскрыты со ссылкой на приложенные графические материалы и предназначены только для иллюстративных целей.

ФИГ. 1 представляет собой график, изображающий деформацию при сжатии, в зависимости от времени, сравнительных и иллюстративных вяжущих составов, испытанных в соответствии со стандартом ASTM С1581.

ФИГ. 2 представляет собой график, изображающий деформацию при сжатии, в зависимости от времени, иллюстративных вяжущих составов, испытанных в соответствии со стандартом ASTM С1581.

ФИГ. 3 представляет собой график, изображающий деформацию при сжатии, в зависимости от времени, иллюстративных вяжущих составов, испытанных в соответствии со стандартом ASTM С1581.

ФИГ. 4 представляет собой график, изображающий деформацию при сжатии, в зависимости от времени, иллюстративных вяжущих составов, испытанных в соответствии со стандартом ASTM С1581.

Предоставлена уменьшающая трещины добавка для вяжущих составов, содержащая по меньшей мере одно производное полиоксиалкиленового спирта формулы (I):

где:

R¹O представляет собой фрагмент, полученный из разветвленного или неразветвленного, насыщенного или ненасыщенного С₃-С₁₄ спирта, необязательно фрагмент, полученный из разветвленного или неразветвленного, насыщенного или ненасыщенного С₄-С₁₀ спирта, дополнительно необязательно фрагмент, полученный из разветвленного или неразветвленного, насыщенного или ненасыщенного С₄-C₆ спирта; и

[R²O]_x представляет собой блок- или гетеро/блок-полимер полиоксиалкилена, который имеет точку мутнения, составляющую приблизительно 60°C - приблизительно 70°C, в 1,5%-м водном растворе, где точка мутнения может быть определена посредством установления точки мутнения соединения формулы HO-[R²O]_x-H.

Также предоставлен способ обеспечения уменьшения трещин, содержащий добавление к незатвердевшему вяжущему составу уменьшающей трещины добавку формулы (I).

В некоторых вариантах осуществления, каждый R²O может независимо представлять собой С₁-C₆ алкиленоксид; и х может быть целым числом от 0 до 50, Например, R²O может представлять собой по меньшей мере одно из этиленоксида, пропиленоксида, бутиленоксида или тетрагидрофуран. В некоторых вариантах осуществления, x может быть целым числом от 1 до 25. В некоторых вариантах осуществления, x может быть целым числом от 2 до 10. Кроме того, необходимо понимать, что минимальное значение для диапазона значений х может быть любым целым числом от 0 до 49, включительно, и максимальное значение для диапазона значений х может быть любым целым числом от 1 до 50, включительно.

В некоторых вариантах осуществления, уменьшающая трещины добавка может содержать по меньшей мере одно производное полиоксиалкиленового спирта формулы (II):

,

где:

R³O представляет собой фрагмент, полученный из разветвленного или неразветвленного, насыщенного или ненасыщенного С₃-С₁₄ спирта;

R⁴O представляет собой C₁-С₆ алкиленоксид;

R⁵O представляет собой C₁-C₆ алкиленоксид, который отличается от R⁴O;

m представляет собой целое число от 0 до 50; необязательно от 1 до 25; дополнительно необязательно от 2 до 10; и

n представляет собой целое число от 0 до 50; необязательно от 1 до 25; дополнительно необязательно от 2 до 10;

при условии, что сумма m и n по меньшей мере составляет 1, но не больше чем 50.

Необходимо понимать, что минимальное значение для диапазона значений m и/или n может независимо представлять собой любое целое число от 0 до 49, включительно, и максимальное значение для диапазона значений m и/или n может независимо представлять собой любое целое число от 1 до 50, включительно, при условии, что сумма m и n не превышает 50.

В некоторых вариантах осуществления, предоставлен способ обеспечения уменьшения трещин, содержащий добавление к незатвердевшему вяжущему составу уменьшающей трещины добавки формулы (II).

В некоторых вариантах осуществления, уменьшающая трещины добавка может содержать по меньшей мере одно производное полиэтиленоксид-полипропиленоксидизопренола формулы (III):

,

где:

v представляет собой целое число от 0 до 50; необязательно от 1 до 25; дополнительно необязательно от 2 до 10; и

w представляет собой целое число от 0 до 50; необязательно от 1 до 25; дополнительно необязательно от 2 до 10;

при условии, что сумма v и w по меньшей мере составляет 1, но не больше чем 50.

Необходимо понимать, что минимальное значение для диапазона значений v и/или w может независимо представлять собой любое целое число от 0 до 49, включительно, и максимальное значение для диапазона значений v и/или w может независимо представлять собой любое целое число от 1 до 50, включительно, при условии, что сумма v и w не превышает 50.

В некоторых вариантах осуществления, предоставлен способ обеспечения уменьшения трещин, содержащий добавление к незатвердевшему вяжущему составу уменьшающей трещины добавки формулы (III).

В некоторых вариантах осуществления, уменьшающая трещины добавка может содержать соединение, которое имеет химическую структуру формулы (IV):

.

В некоторых вариантах осуществления, предоставлен способ обеспечения уменьшения трещин, содержащий добавление к незатвердевшему вяжущему составу уменьшающей трещины добавки формулы (IV).

В некоторых вариантах осуществления, уменьшающая трещины добавка может содержать одну или больше чем одну из уменьшающих трещины добавок по меньшей мере одной из формул (I), (II) или (III), необязательно в комбинации с уменьшающей трещины добавкой формулы (IV).

В некоторых вариантах осуществления, предоставлен способ обеспечения уменьшения трещин, содержащий добавление к незатвердевшему вяжущему составу уменьшающей трещины добавки, включающей одну или больше чем одну уменьшающих трещины добавок по меньшей мере одной из формул (I), (II) или (III), необязательно, в комбинации с уменьшающей трещины добавкой формулы (IV).

В некоторых вариантах осуществления, уменьшающая трещины добавка может дополнительно содержать по меньшей мере один спирт, такой как изопренол, необязательно в количестве, которое составляет от 0 до приблизительно 5 массовых процентов, из расчета общей массы добавки, за исключением воды. В некоторых вариантах осуществления, уменьшающая трещины добавка может дополнительно содержать по меньшей мере один спирт, такой как изопренол, необязательно, в количестве, которое составляет от больше чем 0 до приблизительно 5 массовых процентов, из расчета общей массы добавки, за исключением воды. В некоторых вариантах осуществления, минимальное количество, по меньшей мере, одного спирта, присутствующего в добавке, может составлять приблизительно 0,5 массовых процента, необязательно приблизительно 1 массовый процент, дополнительно необязательно приблизительно 1,5 массовых процента, дополнительно необязательно приблизительно 2 массовых процента, дополнительно необязательно приблизительно 2,5 массовых процента, дополнительно необязательно приблизительно 3 массовых процента, дополнительно необязательно приблизительно 3,5 массовых процента, дополнительно необязательно приблизительно 4 массовых процента, дополнительно необязательно приблизительно 4,5 массовых процента, из расчета общей массы добавки, за исключением воды. В некоторых вариантах осуществления, максимальное количество, по меньшей мере, одного спирта, присутствующего в добавке, может составлять приблизительно 4,5 массовых процента, необязательно приблизительно 4 массовых процента, дополнительно необязательно приблизительно 3,5 массовых процента, дополнительно необязательно приблизительно 3 массовых процента, дополнительно необязательно приблизительно 2,5 массовых процента, дополнительно необязательно приблизительно 2 массовых процента, дополнительно необязательно приблизительно 1,5 массовых процента, дополнительно необязательно приблизительно 1 массовый процент, дополнительно необязательно приблизительно 0,5 массовых процента, из расчета общей массы добавки, за исключением воды. В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере один спирт может содержать не вступившие в реакцию количества спирта(ов), которые применяют для того, чтобы получить производное полиоксиалкиленового спирта.

В некоторых вариантах осуществления, уменьшающая трещины добавка может дополнительно содержать некоторое количество кислоты, такой как уксусная кислота, эффективной, по меньшей мере частично, для нейтрализации добавки, для того чтобы уменьшить или исключить образование в добавке преципитатов, таких как карбонат калия. В некоторых вариантах осуществления, может быть достаточной нейтрализация по меньшей мере приблизительно 75%, для того, чтобы по меньшей мере частично, предотвратить образование преципитатов. В вариантах осуществления, где карбонат калия может образовываться в виде осадка, калий может присутствовать как остаток катализатора полимеризации.

Также предоставлен вяжущий состав, содержащий вяжущий материал и, по меньшей мере одну уменьшающую трещины добавку, как описано в этом документе. В некоторых вариантах осуществления, вяжущий состав может также содержать по меньшей мере одно из воздухоудерживающей добавки, заполнителя для бетона или воды. Воздухоудерживающая добавка может содержать по меньшей мере один синтетический воздухоудерживающий агент, такой как воздухоудерживающие агенты на основе жирной кислоты, воздухоудерживающие агенты на основе алкилбензолсульфоната, воздухоудерживающие агенты на основе α-олефинсульфоната, или воздухоудерживающие агенты на основе этоксилированного спирта, и/или по меньшей мере один природный воздухоудерживающий агент, такой как талловое масло, винсловая смола или древесная смола.

Также предоставлен способ изготовления вяжущего состава, содержащий смешивание вяжущего материала и по меньшей мере одной уменьшающей трещины добавки, как описано в этом документе.

В некоторых вариантах осуществления, представленный вяжущий состав может включать цемент, по меньшей мере, одну уменьшающую трещины добавку, как описано в этом документе, заполнитель для бетона и воду. По меньшей мере одна уменьшающая трещины добавка может присутствовать в вяжущем составе в количестве, которое составляет приблизительно 0,25 - приблизительно 4 галлона на кубический ярд вяжущего состава. В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере одна уменьшающая трещины добавка может присутствовать в вяжущем составе в количестве, которое составляет приблизительно 0,5 - приблизительно 3 галлона на кубический ярд вяжущего состава. В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере одна уменьшающая трещины добавка может присутствовать в вяжущем составе в количестве, которое составляет приблизительно 1 - приблизительно 2 галлона на кубический ярд вяжущего состава. В некоторых вариантах осуществления, количество уменьшающей трещины добавки, добавленной в вяжущий состав, может заменить такое же количество воды в вяжущем составе.

В некоторых вариантах осуществления, представленная уменьшающая трещины добавка может уменьшать или исключать образование трещин в вяжущем составе, как только вяжущий состав затвердевает, по сравнению с вяжущими составами, которые не включают представленной уменьшающей трещины добавки. В некоторых вариантах осуществления, представленная уменьшающая трещины добавка может также действовать в качестве добавки, уменьшающей усадку.

В некоторых вариантах осуществления, представленная уменьшающая трещины добавка может ограничивать размер трещин, которые образуются в вяжущем составе во время затвердевания вяжущего состава, до ширины, которая составляет меньше чем или равняется приблизительно 175 мкм. В некоторых вариантах осуществления, представленная уменьшающая трещины добавка может ограничивать размер трещин, которые образуются в вяжущем составе во время затвердевания вяжущего состава, до ширины, которая меньше чем или равняется приблизительно 100 мкм. Размер трещин в затвердевающих или затвердевших вяжущих составах может быть определен посредством любого известного метода, например, таких как, но не ограничиваясь ими, применение датчика дифференциального трансформатора для измерения линейных перемещений (LVDTS) или применение портативного прибора для сравнения трещин. Портативной прибор для сравнения трещин представляет собой портативный микроскоп со шкалой на объективе, ближайшей к поверхности, которую осматривают.

Как его используют в этом документе, "во время затвердевания" относительно образования трещин означает трещины, которые образуются в результате затвердевания вяжущего состава в любых условиях, в противоположность трещинам, которые могут образовываться в результате возникающего внешнего воздействия, по меньшей мере, к частично затвердевшему вяжущему составу. Такое внешнее воздействие включает, без ограничений, снижение уровня материала вяжущего состава ниже заданного, силы осаждения, циклы замораживания и оттаивания, и/или растягивающие усилия. Как его используют в этом документе, термин "отверждение" относится к реакции гидратации, которая возникает после того, как к представленному вяжущему составу добавляют воду. Таким образом, представленный вяжущий состав может, или не может включать воду.

Исследования показали, что затвердевшие вяжущие составы, которые имеют трещины, с шириной, которая составляет меньше чем, или равняется приблизительно 175 мкм, способны через трещины передавать силы, такие как силы растяжения, и могут также приводить к получению непроницаемого для воды вяжущего состава.

Не желая ограничиваться теоретическими выкладками, считается, что указанное является возможным, поскольку небольшой размер трещин позволяет бетону "самовосстанавливаться". Под термином "самовосстанавливаться" или "самовосстановление" понимается способность материала природным путем, без участия человека, исправлять повреждение, вызванное в результате механического использования с течением времени. Один из возможных механизмов, посредством которого вяжущий состав может самовосстанавливаться, состоит в том, что, когда в затвердевающем или в затвердевшем вяжущем составе образуется трещина, то не вступивший в реакцию цемент, присутствующий с обеих сторон трещины в вяжущем составе, может быть подвержен действию воды и/или действию водяного пара окружающей среды, в результате чего не вступивший в реакцию цемент будет вступать в реакцию и, по меньшей мере частично, закрывать разрыв, образованный трещиной.

Также является возможным, когда небольшой размер трещин, которые могут возникать в затвердевающем вяжущем составе, полученном с применением уменьшающей трещины добавки, позволяет, по меньшей мере частичное, взаимное связывание вяжущего состава с обеих сторон трещины, так, что силы могут передаваться через трещину посредством участков взаимного связывания вяжущего состава с обеих сторон трещины.

Снижая вероятность образования трещин вяжущих составов во время затвердевания и/или уменьшая ширину трещин, которые могут образовываться во время затвердевания вяжущих составов, можно увеличить время до разрушения образца из вяжущего состава, когда проводят испытания в соответствии со стандартом ASTM С1581, который включен в эту заявку посредством ссылки. Стандарт испытаний ASTM С1581 представляет собой метод испытания, который описывает лабораторное определение старения при образовании трещин, а также получаемые характеристики предела прочности на разрыв вяжущих составов в условиях сдерживаемой усадки. Метод может применяться для определения воздействия вариантов пропорций и свойств материалов вяжущих составов на образование трещин вследствие усадки при высыхании и деформации, вызванной аутогенной усадкой и теплом гидратации.

Во время исследования в соответствии с ASTM С1581, образец свежеприготовленного смешанного вяжущего состава спрессовывают в круглой форме вокруг оборудованного приборами стального кольца. Деформацию при сжатии, которая развивалась в стальном кольце, вызванную усадкой затвердевающего вяжущего состава, устанавливают в зависимости от времени формования. Образование трещин тестируемого образца характеризуется внезапным уменьшением деформации сжатия, которую испытывает стальное кольцо. Старение во время образования трещин и скорость развития растягивающего напряжения в тестируемом образце являются показателями сопротивления вяжущего состава образованию трещин в условиях сдерживаемой усадки.

Кроме того, применение представленной уменьшающей трещины добавки в вяжущих составах, которые включают воздухоудерживающие добавки, также может позволить прохождение вяжущими составами требований испытаний в отношении сопротивления циклам замораживания и оттаивания в соответствии со стандартом ASTM С666 (который включен в эту заявку посредством ссылки).

Как обсуждалось здесь, применение представленной уменьшающей трещины добавки в вяжущих составах может уменьшить или исключить образование трещин в вяжущих составах во время затвердевания. В некоторых вариантах осуществления, представленные вяжущие составы могут не проявлять трещин, шире, чем приблизительно 175 мкм, в некоторых вариантах осуществления трещины, шире, чем приблизительно 100 мкм, отсутствуют. Как было показано во время испытания, представленные вяжущие составы не проявляют образования трещин, которые демонстрируют размеры трещины, составляющие от приблизительно 50 мкм до приблизительно 175 мкм.

Для того чтобы повысить возможность уменьшения или исключения образования трещин в вяжущих составах во время затвердевания, представленная уменьшающая трещины добавка может применяться в вяжущих составах, которые также включают волокна. В строительной промышленности, на протяжении ряда лет было разработано много способов защиты вяжущих составов от растягивающих напряжений и последующего образования трещин. Один из способов включает распределение волокон по всей свежеприготовленной вяжущей смеси. После затвердевания, указанный вяжущий состав называют усиленным волокнами цементом. Волокна могут быть изготовлены из циркониевых материалов, углерода, стали, стекловолокна, или синтетических материалов, например, полипропилена, нейлона, полиэтилена, сложного полиэфира, вискозы, высокопрочного арамида, или их смесей.

Так или иначе, представленную уменьшающую трещины добавку применяют в вяжущем составе, который включает волокна, при этом вяжущие составы, которые включают представленную уменьшающую трещины добавку, могут применяться в водоудерживающих конструкциях, монолитных бетонных полах, и/или палубах, и такие вяжущие составы могут быть подходящими для подвержения действию циклам замораживания и оттаивания, а также коррозионных материалов, таких как антиобледенительные химические вещества.

Вяжущий материал может представлять собой Портланд цемент, кальциево-алюминатный цемент, магниево-фосфатный цемент, калий-магниево-фосфатный цемент, кальций-сульфоалюминатный цемент или любое другое подходящее гидравлическое связующее. В вяжущий состав может быть включен заполнитель для бетона. Заполнитель для бетона может представлять собой кремнезем, кварц, песок, дробленый мрамор, стеклянные шарики, гранит, известняк, кальцит, полевой шпат, наносные пески, любой другой прочный заполнитель для бетона, и их смеси.

Представленная уменьшающая трещины добавка может содержать другие добавки или ингредиенты, и не обязательно должна быть ограничена указанными композициями.

Вяжущий состав, как описано в этом документе, может содержать другие добавки или ингредиенты, и не обязательно должен быть ограничен указанными составами. Указанные добавки и/или ингредиенты могут включать, но не ограничиваются ими: пуццолановые материалы, диспергирующие вещества, добавки, ускоряющие/добавки, усиливающие твердение и прочность, добавки, замедляющие твердение, добавки, уменьшающие водопотребность, ингибиторы коррозии, смачивающие агенты, растворимые в воде полимеры, модифицирующие реологические свойства агенты, водоотталкивающие вещества, не разрушающиеся волокна, влагофобизирующие добавки, уплотняющие добавки, фунгицидные добавки, гермицидные добавки, инсектицидные добавки, добавка, уменьшающая щелочную реакционную способность, скрепляющие добавки, добавки, уменьшающие усадку, а также любая другая добавка или присадка, подходящая для применения в вяжущих составах. Добавки и вяжущие составы, описанные в этом документе, не обязаны содержать любой из указанных выше компонентов, но могут содержать любое количество указанных выше компонентов.

Заполнитель для бетона может быть включен в вяжущий состав для того, чтобы обеспечить строительные растворы, которые содержат мелкозернистый заполнитель для бетона, и бетоны, которые включают мелкозернистые и крупнозернистые заполнители для бетона. Мелкозернистые заполнители для бетона представляют собой материалы, которые почти все проходят через сито №4 (ASTM С125 и ASTM С33), такие как кремнеземный песок. Крупнозернистые заполнители для бетона представляют собой материалы, которые преимущественно остаются на сите №4 (ASTM С125 и ASTM С33), такие как кремнезем, кварц, дробленый мрамор, стеклянные шарики, гранит, известняк, кальцит, полевой шпат, наносные пески, пески или любой другой прочный заполнитель для бетона, и их смесей.

Пуццолановый материал представляет собой кремнистый или алюминокремнистый материал, который имеет небольшое или не имеет вообще вяжущего свойства, в присутствии воды и в мелкодисперсном виде, будет химическим путем вступать в реакцию с вяжущим материалом во время гидратации с образованием материалов с вяжущими свойствами. Кизельгур, опаловые шерты, глины, сланцы, зола, шлак, микрокремнезем, вулканические туфы и пемзиты представляют собой некоторые из известных пуццоланов. Некоторые молотые гранулированные доменные шлаки и золы с высоким содержанием кальция имеют как пуццолановые, так и вяжущие свойства. Природный пуццолан является термином уровня техники, который используют для определения пуццоланов, которые встречаются в природе, таких как вулканические туфы, пемзы, трассы, кизельгуры, опаловые шерты, и некоторые сланцы. Номинально инертные материалы также могут включать мелкодисперсный сырьевой кварц, доломиты, известняки, мрамор, гранит, и другие. При этом зола определена в ASTM С618.

Если применяют микрокремнезем, он может быть неспрессованным или может быть частично спрессованным, или добавляться в виде суспензии. Микрокремнезем дополнительно вступает в реакцию с гидратацией побочных продуктов связующего на основе цемента, что обеспечивает повышенную прочность конечных изделий и уменьшает проницаемость конечных изделий. Микрокремнезем, или другие пуццоланы, такие как зола или кальцинированная глина, такая как метакаолин, могут быть добавлены к вяжущей влажной смеси в количестве от приблизительно 5% до приблизительно 70%, из расчета общей массы вяжущего материала

Диспергирующее вещество, если его применяют, может быть любым подходящим диспергирующим веществом, таким как лигносульфонаты, бета-нафталин сульфонаты, сульфонированные меламин-формальдегидные конденсаты, полиаспартаты, поликарбоксилаты со и без звеньев простого полиэфира, нафталинсульфонат-формальдегидный конденсат смолы, или олигомерные диспергирующие вещества.

Могут применяться поликарбоксилатные диспергирующие вещества, под которыми понимается диспергирующее вещество, которое имеет углеродную основную цепь с дополнительными боковыми цепями, где по меньшей мере часть боковых цепей присоединена к основной цепи с помощью карбоксильной группы, группы простого эфира, или амидной или имидной группы. Термин диспергирующее вещество также означает вещество, включающее химические вещества, которые также действуют в качестве пластифицирующей добавки, высокоэффективной добавки, уменьшающая водопотребность, разжижающего вещества, антифлокулирующего вещества, или суперпластифицирующей добавки для вяжущих составов.

Термин олигомерное диспергирующее вещество относится к олигомерам, которые являются продуктом реакции: компонента А, необязательно компонента Б, и компонента В; где каждый компонент А независимо представляет собой неполимерный, функциональный фрагмент, который адсорбируется на вяжущей частице; где компонент Б представляет собой необязательный фрагмент, где в случае, если он присутствует, каждый компонент Б независимо представляет собой неполимерный фрагмент, который расположен между компонентом фрагмента А и компонентом фрагмента В; и где компонент В по меньшей мере представляет собой один фрагмент, который является неразветвленным или разветвленным, растворимым в воде, неионным полимером, который, как правило, не адсорбируется на частицах цемента. Олигомерные диспергирующие вещества раскрыты в патенте США №6133347, патенте США №6492461, и патенте США №6451881.

Добавки, ускоряющие/добавки, усиливающие затвердевание и прочность, которые могут здесь применяться, включают, но не ограничиваются ими: нитратную соль щелочного металла, щелочноземельного металла, или алюминия; нитритную соль щелочного металла, щелочноземельного металла, или алюминия; тиоцианат щелочного металла, щелочноземельного металла или алюминия; алканоламин; тиосульфат щелочного металла, щелочноземельного металла, или алюминия; гидроксид щелочного металла, щелочноземельного металла, или алюминия; соль карбоновой кислоты щелочного металла, щелочноземельного металла, или алюминия (предпочтительно формат кальция); полигидроксилалкиламин; и/или галидная соль щелочного металла или щелочноземельного металла (предпочтительно бромид).

Соли азотной кислоты имеют общую формулу M(NO₃)_a где М представляет собой щелочной металл, или щелочноземельный металл или алюминий, и где а представляет собой 1 для солей щелочного металла, 2 для солей щелочноземельного металла, и 3 для солей алюминия. Предпочтительными являются соли азотной кислоты Na, K, Mg, Са и Al.

Нитритные соли имеют общую формулу M(NO₂)_a где М представляет собой щелочной металл, или щелочноземельный металл или алюминий, и где а представляет собой 1 для солей щелочного металла, 2 для солей щелочноземельного металла, и 3 для солей алюминия. Предпочтительными являются соли азотной кислоты Na, K, Mg, Са и Al.

Соли тиоциановой кислоты имеют общую формулу M(SCN)_b, где М представляет собой щелочной металл, или щелочноземельный металл или алюминий, и где b представляет собой 1 для солей щелочной металла, 2 для солей щелочноземельного металла и 3 для солей алюминия. Указанные соли по-разному известны как сульфоцианаты, сульфоцианиды, роданаты или родаминовые соли. Предпочтительными являются соли тиоциановой кислоты Na, K, Mg, Са и Al.

Алканоламин представляет собой общеупотребимый термин для группы соединений, в которых тривалентный азот присоединен непосредственно к атому углерода алкилового спирта. Общей формулой является N[H]_c[(CH₂)_dCHRCH₂R]_e, где R независимо представляет собой Н или ОН, с представляет собой 3-е, d представляет собой 0 - приблизительно 4, и е представляет собой 1 - приблизительно 3. Примеры включают, но не ограничиваются ими, моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин и триизопропаноламин.

Тиосульфатные соли имеют общую формулу M_f(S₂O₃)_g, где М представляет собой щелочной металл или щелочноземельный металл или алюминий, и f представляет собой 1 или 2, и g представляет собой 1, 2 или 3, в зависимости от валентностей элементов металла М. Предпочтительными являются соли тиосульфатной кислоты Na, K, Mg, Са и Al.

Соли карбоновой кислоты имеют общую формулу RCOOM, где R представляет собой Н или С₁ - приблизительно С₁₀ алкил, и М представляет собой щелочной металл или щелочноземельный металл или алюминий. Предпочтительными являются соли карбоновой кислоты Na, K, Mg, Са и Al. Примером соли карбоновой кислоты является формат кальция.

Полигидроксилалкиламин мот иметь общую формулу:

где h представляет собой 1-3, i представляет собой 1-3, j представляет собой 1-3, и k представляет собой 0-3. Предпочтительный полигидроксиалкиламин представляет собой тетрагидроксиэтилэтилендиамин.

Замедляющие схватывание и затвердевание добавки, или также известные как добавки отсроченного затвердевания или контроля гидратация, представляют собой добавки, которые применяют для того, чтобы притормозить, задержать, или замедлить скорость схватывания и твердения вяжущих составов. Добавки, замедляющие твердение, применяют для компенсации ускоряющего эффекта жаркой погоды на затвердевание вяжущих составов, или для того, чтобы задержать начальное твердение вяжущих составов, когда возникают сложности с процессом укладывания, или проблемы с доставкой на участок проведения работ, или необходимо время для определенных процедур обработки поверхности. Большинство добавок, замедляющих твердение, также в некоторой степени действуют как добавки, уменьшающие водопотребность, и также могут применяться для удержания некоторого количества воздуха в вяжущих составах. Лигносульфонаты, гидроксилированные карбоновые кислоты, бура, глюконовая, винная и другие органические кислоты и их соответствующие соли, фосфонаты, некоторые карбогидраты, такие как сахара, полисахариды и кислоты на основе сахара и их смеси могут применяться в качестве замедляющих добавок.

Ингибиторы коррозии служат для защиты встроенной армирующей стали от коррозии. Высокощелочная природа вяжущих составов приводит к образовании на стали инертной и некоррозионной защитной оксидной пленки. Однако, карбонизация или присутствие хлоридных ионов из антиобледенителей или морской воды, вместе с кислородом, может нарушить или проникнуть через пленку, и приводит к коррозии. Добавки, ингибирующие коррозию, химически замедляют указанную реакцию коррозии. Материалы, которые наиболее часто применяют для ингибирования коррозии, представляют собой нитрит кальция, нитрит натрия, бензоат натрия, некоторые фосфаты или фторосиликаты, фтороалюминаты, амины, водоотталкивающие агенты на органической основе, и связанные с ними химические вещества.

Влагофобизирующие добавки снижают проницаемость бетона, который имеет низкое содержание цемента, высокие соотношения воды к цементу, или недостаточное количество мелкозернистых материалов в заполнителе для бетона. Указанные добавки замедляют проникновение воды во влажный бетон, и при этом включают некоторые мыла, стеараты, и продукты нефтепереработки.

Уплотняющие добавки применяют для уменьшения скорость, с которой вода под давлением передается по всему вяжущему составу. Микрокремнезем, зола, молотый шлак, метакаолин, природные пуццоланы, добавки, уменьшающие водопотребность, и латекс могут применяться для уменьшения проницаемости вяжущих составов.

Рост бактерий и грибов на поверхности или внутри затвердевших вяжущих составов может частично контролироваться посредством применения фунгицидных, гермицидных, и инсектицидных добавок. Наиболее эффективные материалы для этих целей представляют собой полигалогенированные фенолы, диэлдриновые эмульсии, и соединения меди.

Красящие добавки обычно состоят из пигментов, либо органических, таких как фталоцианин, либо неорганических пигментов, таких как содержащие металл пигменты, которые включают, но не ограничиваются ими, оксиды металлов, и другие, и может включать, но не ограничиваются ими, пигменты, содержащие оксид железа, оксид хрома, оксид алюминия, хромат свинца, оксид титана, цинковые белила, оксид цинка, сульфид цинка, свинцовые белила, железо-магний черный, кобальт зеленый, магний синий, магний фиолетовый, сульфоселенид кадмия, хром оранжевый, никель-титан желтый, хром-титан желтый, сульфид кадмия, цинк желтый, ультрамариновый синий и кобальт синий.

Добавки, уменьшающие щелочную реакционную способность, могут снижать щелочную реакцию заполнителя для бетона и ограничивать the разрушительные силы расширения, к чему может приводить указанная реакция в затвердевших вяжущих составах. Пуццоланы (зола, микрокремнезем), доменный шлак, соли лития и бария являются особенно эффективными.

Перечисленные выше дополнительные добавки и присадки являются иллюстративными, и никоим образом не исключительными или ограничительными.

Следующие приведенные примеры только дополнительно иллюстрируют предоставленную уменьшающую трещины добавку. Иллюстративные примеры не должны считаться ограничивающими уменьшающую трещины добавку каким-либо образом.

Следующие примеры были подготовлены с применением типа цемента Lehigh I/II, #57 известняка ("И"), #8 известняка, песка, воды, добавки, уменьшающей водопотребность ("УВД") и уменьшающей трещины добавки ("УТД"), содержащей соединение формулы IV, указанное выше, в количествах, показанных в Таблице 1. Количества цемента, известняка, песка и воды указаны в фунтах/ярд³, и количества добавок указаны в жидких унциях на центнер цемента.

Для образцов Примеров 1-9 и Сравнительного Примера 10 проводили испытания в отношении начальной осадки конуса (дюймы) в соответствии со стандартом ASTM С143, содержания воздуха (%) в соответствии со стандартом ASTM С138, плотности (фунт/фут³), уменьшения усадки (%) в соответствии со стандартом ASTM С157, по сравнению с образцом Сравнительного Примера 10, а также в отношении прочности на сжатие (фунт-сила на квадратный дюйм) по истечении 7 дней и 28 дней, в соответствии со стандартом ASTM С39. Результаты представлены в Таблице 2.

Следующие примеры были подготовлены с применением типа цемента Lehigh I/II, #8 известняка ("И"), песка, воды, уменьшающей водопотребность добавки ("УВД"), воздухоудерживающей добавки ("АЕ") и уменьшающей трещины добавки ("УТД"), содержащей соединение формулы IV, указанное выше, в количествах, показанных в Таблице 3. Количества цемента, известняка, песка и воды указаны в фунтах/ярд³, и количества добавок указаны в жидких унциях на центнер цемента.

Для Примеров 11-18 и Сравнительного Примера 19 проводили испытания в отношении начальной осадки конуса (дюймы) в соответствии со стандартом ASTM С143, содержания воздуха (%) в соответствии со стандартом ASTM С138, и плотности (фунт/фут³). Для Примеров также проводили испытания в соответствии со стандартом ASTM С666 для определения их способности выдерживать быстрое замораживание и оттаивание. Образец считается таким, что прошел испытание ASTM С666, если он может выдержать по меньшей мере 300 циклов замораживания и оттаивания, с коэффициентом прочности ("КФ") больше чем 60%. Что касается результатов испытания ASTM С666, представленные результаты были получены посредством усреднения результатов от трех образцов. Результаты представлены в Таблице 4.

Примеры 1-9 и 11-18, в сравнении со Сравнительным Примером 10 и 19, показывают, что представленные уменьшающие трещины добавки могут также действовать в качестве уменьшающих усадку добавок, и могут дать возможность вяжущим составам, которые включают воздухоудерживающие добавки, пройти испытание ASTM С666 в отношении устойчивости к замораживанию и оттаиванию, существенно не ухудшая других физических свойства вяжущих составов.

Следующие примеры были подготовлены с применением типа цемента Lehigh I/II, золы класса F, микрокремнезема, #8 известняка ("И"), песка, воды, уменьшающей водопотребность добавки ("УВД"), и либо без дополнительной добавки, либо с применением традиционной уменьшающей усадку добавки ("УУД") или уменьшающей трещины добавки ("УТД"), содержащей соединение формулы IV, указанное выше, в количествах, показанных в Таблице 5. Количества цемента, золы, микрокремнезема, известняка, песка и воды указаны в фунтах/ярд³, и количества добавок указаны в жидких унциях на центнер цемента. В Таблице 5 также показана осадка конуса в дюймах и %-ое содержание воздуха для каждого примера.

Для образцов вяжущего состава в соответствии со Сравнительными Примерами 20 и 21, и Примером 22, проводили испытания в соответствии со стандартом ASTM С1581. Результаты указанных испытаний показаны на ФИГ. 1. ФИГ. 1 показывает, что вяжущие составы, которые включают представленную УТД, демонстрируют более длительное время до разрушения образца (где соответствующая линия на графике идет до 0 микродеформации), чем вяжущие составы, который не включают УУД или УТД, и вяжущие составы, которые включают только традиционные УУД, но не включают УТД. Кроме того, ФИГ. 1 показывает, что оба Сравнительных Примера 20 и 21 потерпели неудачу после первого образования трещин, по той причине, что первое внезапное уменьшение деформации при сжатии (или повышение абсолютной деформации) привело к тому, что вяжущий состав совсем не проходит испытания. В противоположность этому, Пример 22 был способен выдерживать нагрузку напряжения сжатия после образования трещин, где указанное образование трещин характеризуется внезапным уменьшением деформации при сжатии, как было показано, около 45 дней и около 77 дней.

Для трех дополнительных образцов, образцов А, Б и В, вяжущих составов в соответствии с Примером 22, проводили испытания в соответствии со стандартом ASTM С1581. Результаты указанных испытаний показаны на ФИГ. 2. ФИГ. 2 показывает, что вяжущие составы, которые включают представленную УТД, способны удерживать напряжение сжатия на протяжении по меньшей мере 125 дней, не проявляя при этом образования трещин, приводящего к внезапному уменьшению деформации сжатия. Образцы А и Б также показывают, что вяжущие составы, которые включают представленную УТД, способны подвергаться постепенному уменьшению деформации сжатия. Это указывает на то, что вяжущие составы испытывают трещины на нано- и/или микроуровнях, что не распространяется до степени резкого уменьшения прочности вяжущего состава.

Следующие примеры были подготовлены с применением типа цемента Lehigh I/II, золы класса F, микрокремнезема, #8 известняка ("И"), песка, воды, уменьшающей водопотребность добавки ("УВД"), и либо без дополнительной добавки, либо с применением уменьшающей трещины добавки ("УТД"), содержащей соединение формулы IV, указанное выше, в количествах, показанных в Таблице 6. Количества цемента, золы, микрокремнезема, известняка, песка и воды указаны в фунтах/ярд³, количество УВД указано в жидких унциях на центнер цемента, и количество УТД указано в галлонах на кубический ярд вяжущего состава. Таблица 6 также показывает осадку конуса в дюймах и %-е содержание воздуха для каждого примера.

Для образцов вяжущего состава в соответствии со Сравнительным Примером 23 и Примерами 24-26, проводили испытания в соответствии со стандартом ASTM С1581. Результаты указанных испытаний показаны на ФИГ. 3. ФИГ. 3 показывает, что вяжущие составы, которые включают представленную УТД, демонстрируют более длительное время до разрушения образца (где соответствующая линия на графике идет до 0 микродеформации), чем вяжущие составы, которые не включают УТД. Сбор данных для Примеров 24 и 25 был приостановлен до образования трещин, приблизительно на 30-35-й день, для того чтобы перегруппировать оборудование для испытаний. Испытания образца Примера 26 были приостановлены до образования трещин, на 196-й день. В противоположность этому, в образце Сравнительного Примера 23 трещины образовались приблизительно на 9-й день.

Следующие примеры были подготовлены с применением типа цемента Lehigh I/II, золы класса F, микрокремнезема, песка, воды, уменьшающей водопотребность добавки ("УВД") и, либо без дополнительной добавки, либо с применением уменьшающей трещины добавки ("УТД"), содержащей соединение формулы IV, указанное выше, в количествах, показанных в Таблице 7. Количества цемента, золы, микрокремнезема, песка и воды указаны в фунтах/ярд³, количество УВД указано в жидких унциях на центнер цемента, и количество УТД указано в галлонах на кубический ярд вяжущего состава.

Масштабное испытание защемленных плит проводили для того, чтобы оценить потенциал образования трещин в условиях сдерживаемой усадки, для строительной смеси без добавок и для строительной смеси с УТД. В масштабном испытании защемленных плит применяли изготовленную из строительного раствора плиту в форме "кости для собаки", где длина в целом составляла приблизительно 84 дюйма. Плиту из строительного раствора защемляли с помощью защемляющего устройства, которое отделяет деформацию, которую испытывает плита, на деформацию части "сохнущей поверхности" плиты, представляющей собой узкую часть указанной формы "кости для собаки", имеющую размер верхней поверхности от приблизительно 8 дюймов до приблизительно 48 дюймов. Дифференциальный трансформатор для измерения линейных перемещений ("LVDT"), имеющий длину приблизительно 28 дюймов, был прикреплен к центральной части сохнущей поверхности образца плиты, для того чтобы выявлять образование и ширину какой-либо трещины, которая может образоваться на части сохнущей поверхности плиты.

Испытания проводили на шести плитах в соответствии со сравнительным Примером 27 и трех плитах в соответствии с Примером 28, применяя масштабное испытание защемленных плит. Средний показатель старения на момент образования трещин плит сравнительного Примера 27 составлял 2,7 дня, при этом средняя начальная ширина трещины составляла 209 мкм. Средний показатель старения на момент образования трещин плит Примера 28 составлял 8,0 дней, при этом средняя начальная ширина трещины составляла 122 мкм.

Следующие примеры были подготовлены с применением типа цемента Lehigh I/II, золы класса F, микрокремнезема, #8 известняка ("И"), песка, воды, уменьшающей водопотребность добавки ("УВД") и либо без дополнительной добавки, либо с применением уменьшающей трещины добавки ("УТД"), содержащей по меньшей мере одно соединение формулы III, указанное выше, в количествах, показанных в Таблице 8. Образец Примера 30 включал УТД, содержащую соединение формулы III, где v представляло собой 2 и w представляло собой 2. Образец Примера 31 включал УТД, содержащую соединение формулы III, где представляло собой 5 и w представляло собой 0. Образец Примера 32 включал УТД, содержащую соединение формулы III, где v представляло собой 2 и w представляло собой 0, и соединение формулы III, где v представляло собой 3 и w представляло собой 0, так, что среднее значение v для УТД Примера 32 составляло приблизительно 2,5. Образец Примера 33 включал УТД, содержащую соединение формулы III, где v представляло собой 4 и w представляло собой 0. Количества цемента, золы, микрокремнезема, известняка, песка и воды указаны в фунтах/ярд³, количество УВД указано в жидких унциях на центнер цемента, и количество УТД указано в галлонах на кубический ярд вяжущего состава.

Образцы вяжущего состава в соответствии со Сравнительным Примером 29 и Примерами 30-33 испытывали в соответствии со стандартом ASTM С1581. Результаты указанных испытаний показаны на ФИГ. 4. ФИГ. 4 показывает, что вяжущие составы, которые включают представленную УТД, содержащую по меньшей мере одно соединение в соответствии с формулой (III), демонстрируют более длительное время до разрушения образца (где соответствующая линия на графике идет до 0 микродеформации), чем вяжущие составы, которые не содержат УТД.

В первом варианте осуществления, предоставлен вяжущий состав, содержащий по меньшей мере один вяжущий материал и по меньшей мере одну уменьшающую трещины добавку, содержащую: (I) от 0 до приблизительно 5 массовых процентов по меньшей мере одного спирта, из расчета общей массы добавки, за исключением воды; и (II) соединение, которое имеет химическую структуру формулы (III):

где: v представляет собой целое число от 0 до 50; необязательно от 1 до 25; дополнительно необязательно от 2 до 10; и w представляет собой целое число от 0 до 50; необязательно от 1 до 25; дополнительно необязательно от 2 до 10; при условии, что сумма v и w по меньшей мере составляет 1, но не больше чем 50; и где, во время затвердевания, вяжущий состав не демонстрирует трещин, шире чем приблизительно 175 мкм.

Вяжущий состав первого варианта осуществления может дополнительно включать то, что уменьшающая трещины добавка присутствует в вяжущем составе в количестве, которое составляет приблизительно 0,25 - приблизительно 4 галлона на кубический ярд вяжущего состава.

Вяжущий состав одного или двух из первого или последующих вариантов осуществления может дополнительно включать то, что v представляет собой 2 и w представляет собой 2.

Вяжущий состав любого из первого или последующих вариантов осуществления может дополнительно содержать по меньшей мере одну воздухоудерживающую добавку. Воздухоудерживающая добавка может содержать по меньшей мере один синтетический воздухоудерживающий агент и/или по меньшей мере природный воздухоудерживающий агент. Воздухоудерживающая добавка может содержать по меньшей мере одно из воздухоудерживающих агентов на основе жирной кислота, воздухоудерживающих агентов на основе алкилбензолсульфоната, воздухоудерживающих агентов на основе α-олефинсульфоната, воздухоудерживающих агентов на основе этоксилированного спирта, таллового масла, винсловой смолы, или древесной смолы.

Вяжущий состав любого из первого или последующих вариантов осуществления может дополнительно содержать заполнитель для бетона и воду.

Вяжущий состав любого из первого или последующих вариантов осуществления может дополнительно включать то, что уменьшающая трещины добавка присутствует в вяжущем составе в количестве, которое составляет приблизительно 0,5 - приблизительно 3 галлона, необязательно приблизительно 1 - приблизительно 2 галлона, на кубический ярд вяжущего состава

Вяжущий состав любого из первого или последующих вариантов осуществления может дополнительно включать то, что во время затвердевания, вяжущий состав не демонстрирует трещин, шире чем приблизительно 100 мкм.

Вяжущий состав любого из первого или последующих вариантов осуществления может дополнительно включать то, что уменьшающая трещины добавка дополнительно содержит по меньшей мере одну кислота в количестве, эффективном по меньшей мере для частичной нейтрализации добавки, для того чтобы уменьшить или исключить образование в добавке преципитатов, где необязательно по меньшей мере одна кислота представляет собой уксусную кислоту.

Во втором варианте осуществления, предоставлен способ изготовления вяжущего состава, содержащий смешивание вяжущего материала и уменьшающей трещины добавки вяжущего состава любого одного из первого или последующих вариантов осуществления.

В третьем варианте осуществления, предоставлен способ уменьшения или исключения образования трещин в вяжущем составе, по мере того, как вяжущий состав затвердевает, содержащий добавление к незатвердевшему вяжущему составу по меньшей мере одной уменьшающей трещины добавки, содержащей соединение, которое имеет химическую структуру формулы (III):

где: v представляет собой целое число от 0 до 50; необязательно от 1 до 25; дополнительно необязательно от 2 до 10; и w представляет собой целое число от 0 до 50; необязательно от 1 до 25; дополнительно необязательно от 2 до 10; при условии, что сумма v и w по меньшей мере составляет 1, но не больше чем 50.

В четвертом варианте осуществления, предоставлен способ ограничения размера трещин, которые образуются в вяжущем составе по мере того, как вяжущий состав затвердевает, до ширины, которая составляет меньше чем или равняется приблизительно 175 мкм, необязательно до ширины меньше чем или равной приблизительно 100 мкм, содержащий добавление к незатвердевшему вяжущему составу по меньшей мере одной уменьшающей трещины добавки, содержащей соединение, которое имеет химическую структуру формулы (III):

где: v представляет собой целое число от 0 до 50; необязательно от 1 до 25; дополнительно необязательно от 2 до 10; и w представляет собой целое число от 0 до 50; необязательно от 1 до 25; дополнительно необязательно от 2 до 10; при условии, что сумма v и w по меньшей мере составляет 1, но не больше чем 50.

Способы одного или двух из третьего и четвертого вариантов осуществления может дополнительно включать то, что v представляет собой 2 и w представляет собой 2.

Способы любого из третьего, четвертого или последующих вариантов осуществления могут дополнительно содержать добавление в вяжущий состав по меньшей мере одной воздухоудерживающей добавки. Воздухоудерживающая добавка может содержать по меньшей мере один синтетический воздухоудерживающий агент и/или по меньшей мере один природный воздухоудерживающий агент. Воздухоудерживающая добавка может содержать по меньшей мере одно из воздухоудерживающих агентов на основе жирной кислоты, воздухоудерживающих агентов на основе алкилбензолсульфоната, воздухоудерживающих агентов на основе α-олефинсульфоната, воздухоудерживающих агентов на основе этоксилированного спирта, таллового масла, винсловой смолы, или древесной смолы.

Способы любых из третьего, четвертого или последующих вариантов осуществления могут дополнительно содержать добавление к вяжущему составу заполнителя для бетона и воды.

Способы любых из третьего, четвертого или последующих вариантов осуществления могут дополнительно включать то, что уменьшающую трещины добавку добавляют к вяжущему составу в количестве, которое составляет приблизительно 0,25 - приблизительно 4 галлона, необязательно приблизительно 0,5 - приблизительно 3 галлона, дополнительно необязательно приблизительно 1 - приблизительно 2 галлона, на кубический ярд вяжущего состава.

Способы любых из третьего, четвертого или последующих вариантов осуществления могут дополнительно включать то, что уменьшающая трещины добавка дополнительно содержит по меньшей мере одну кислоту в количестве, эффективном по меньшей мере для частичной нейтрализации добавки, для того чтобы уменьшить или исключить образование в добавке преципитатов, где необязательно по меньшей мере одна кислота представляет собой уксусную кислоту.

Необходимо понимать, что варианты осуществления, описанные в этой заявке являются всего лишь примерными, и, что специалист в данной области может осуществить их варианты и модификации, не выходя за рамки от сущности и объема изобретения. Все такие варианты и модификации должны быть включены в объем изобретения, описано выше в этой заявке. Кроме того, все раскрытые варианты осуществления, не обязательно являются альтернативными, поскольку, для того чтобы обеспечить желаемый результат, могут комбинироваться разные варианты осуществления изобретения.

Изобретение относится к вяжущему составу, который включает по меньшей мере один вяжущий материал и по меньшей мере одну уменьшающую трещины добавку, содержащую: (I) от 0 до приблизительно 5 массовых процентов по меньшей мере одного спирта из расчета общей массы добавки, за исключением воды; и (II) соединение, которое имеет химическую структуру формулы (III):

,

где v представляет собой целое число от 0 до 50 и w представляет собой целое число от 0 до 50 при условии, что сумма v и w по меньшей мере составляет 1, но не больше чем 50. Изобретение также относится к способу изготовления вяжущего состава, уменьшающему или исключающему образование трещин в вяжущем составе по мере того, как вяжущий состав затвердевает, а также к способу, ограничивающему размер трещин, которые образуются в вяжущем составе по мере того, как вяжущий состав затвердевает, с применением указанной добавки для вяжущих составов. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. Технический результат - снижение трещинообразования во время затвердевания. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил., 8 табл.

1. Вяжущий состав, содержащий по меньшей мере один вяжущий материал и по меньшей мере одну уменьшающую трещины добавку, которая включает: (I) от 0 до приблизительно 5 массовых процентов по меньшей мере одного спирта из расчета общей массы добавки, за исключением воды; и (II) соединение, которое имеет химическую структуру формулы (III)

где v представляет собой целое число от 0 до 50; необязательно от 1 до 25; дополнительно необязательно от 2 до 10 и

w представляет собой целое число от 0 до 50; необязательно от 1 до 25; дополнительно необязательно от 2 до 10

при условии, что сумма v и w по меньшей мере составляет 1, но не больше чем 50; и

где уменьшающая трещины добавка присутствует в вяжущем составе в количестве, которое составляет приблизительно 0,25-4 галлона на кубический ярд вяжущего состава.

2. Вяжущий состав по п. 1, где v представляет собой 2 и w представляет собой 2.

3. Вяжущий состав по п. 1 или 2, дополнительно содержащий по меньшей мере одну воздухоудерживающую добавку.

4. Вяжущий состав по п. 3, где воздухоудерживающая добавка содержит по меньшей мере один синтетический воздухоудерживающий агент и/или по меньшей мере один природный воздухоудерживающий агент.

5. Вяжущий состав по п. 4, где воздухоудерживающая добавка содержит по меньшей мере одно из воздухоудерживающих агентов на основе жирной кислоты, воздухоудерживающих агентов на основе алкилбензолсульфоната, воздухоудерживающих агентов на основе α-олефинсульфоната, воздухоудерживающих агентов на основе этоксилированного спирта, таллового масла, винсловой смолы или древесной смолы.

6. Вяжущий состав по п. 1 или 2, дополнительно содержащий заполнитель для бетона и воду.

7. Вяжущий состав по п. 6, где уменьшающая трещины добавка присутствует в вяжущем составе в количестве, которое составляет приблизительно 0,5-3 галлона, необязательно приблизительно 1-2 галлона на кубический ярд вяжущего состава.

8. Вяжущий состав по п. 6, где во время затвердевания вяжущий состав не демонстрирует трещин шире чем приблизительно 100 мкм.

9. Вяжущий состав по п. 1 или 2, где уменьшающая трещины добавка дополнительно содержит по меньшей мере одну кислоту в количестве, эффективном по меньшей мере для частичной нейтрализации добавки, для того, чтобы уменьшить или исключить образование преципитатов в добавке, где необязательно по меньшей мере одна кислота представляет собой уксусную кислоту.

10. Способ уменьшения или исключения образования трещин в вяжущем составе по мере того, как вяжущий состав затвердевает, содержащий добавление к незатвердевшему вяжущему составу по меньшей мере одной уменьшающей трещины добавки, содержащей соединение, которое имеет химическую структуру формулы (III)

где v представляет собой целое число от 0 до 50; необязательно от 1 до 25; дополнительно необязательно от 2 до 10 и

w представляет собой целое число от 0 до 50; необязательно от 1 до 25; дополнительно необязательно от 2 до 10

при условии, что сумма v и w по меньшей мере составляет 1, но не больше чем 50.

11. Способ ограничения размера трещин, которые образуются в вяжущем составе по мере того, как вяжущий состав затвердевает, содержащий добавление к незатвердевшему вяжущему составу по меньшей мере одной уменьшающей трещины добавки, содержащей соединение, которое имеет химическую структуру формулы (III)

где v представляет собой целое число от 0 до 50; необязательно от 1 до 25; дополнительно необязательно от 2 до 10 и

w представляет собой целое число от 0 до 50; необязательно от 1 до 25; дополнительно необязательно от 2 до 10

при условии, что сумма v и w по меньшей мере составляет 1, но не больше чем 50.

12. Способ по п. 10 или 11, где v представляет собой 2 и w представляет собой 2.

13. Способ по п. 10 или 11, дополнительно содержащий добавление к вяжущему составу по меньшей мере одной воздухоудерживающей добавки, где необязательно воздухоудерживающая добавка содержит по меньшей мере один синтетический воздухоудерживающий агент и/или по меньшей мере один природный воздухоудерживающий агент, где дополнительно необязательно воздухоудерживающая добавка содержит по меньшей мере одно из воздухоудерживающих агентов на основе жирной кислоты, воздухоудерживающих агентов на основе алкилбензолсульфоната, воздухоудерживающих агентов на основе α-олефинсульфоната, воздухоудерживающих агентов на основе этоксилированного спирта, таллового масла, винсловой смолы или древесной смолы.

14. Способ по п. 10 или 11, дополнительно содержащий добавление в вяжущий состав заполнителя для бетона и воды.

15. Способ по п. 10 или 11, где уменьшающую трещины добавку добавляют к вяжущему составу в количестве, которое составляет приблизительно 0,25-4 галлона, необязательно приблизительно 0,5-3 галлона, дополнительно необязательно приблизительно 1-2 галлона на кубический ярд вяжущего состава, и где уменьшающая трещины добавка необязательно дополнительно содержит по меньшей мере одну кислоту в количестве, эффективном по меньшей мере для частичной нейтрализации добавки, для того, чтобы уменьшить или исключить образование в добавке преципитатов, где необязательно по меньшей мере одна кислота представляет собой уксусную кислоту.