СПОСОБ ЗАМЕДЛЕНИЯ СХВАТЫВАНИЯ И ТВЕРДЕНИЯВЯЖУЩЕГО Советский патент 1972 года по МПК C04B22/08 

Изобретение относится к способу замедления схватывания п твердения вяжущих веществ гидратационного твердения, которые используются в общестроительных работах, а также при тампонировании скважин.

Вяжущие вещества гидратационного твердения - портландцемент и композиции на его основе, гинсовые вяжущие вещества, а также ряд других (например, глиноземистый цемент) твердеют в результате взаимодействия минералов, составляющих порошковую часть, с водой при их затворении. Известен способ увеличения времени сохранения реологических свойств цементных растворов - удлинения времени загустевания, схватывания, затвердевания, достигаемый примепением различных реагентов, которые действуют на цементные композиции следующим образом: влияют на растворимость глинозема (напрнмер, CaSO, Cab; CaSO4-0,5H20; Na2CO3 и др.); способствуют образованию иа поверхности цементных зерен труднорастворимых нленок, затрудняющих к ним доступ воды (Na3PO4, Na2B4O3, Na3AsO4); образуют на поверхности цементных зерен гидрофильный слой за счет введения в цементный раствор новерхностно-активных веществ - сульфитно-спиртовой барды, карбоксиметилцеллюлозы и т. д.

Недостаток известного способа замедления схватывания с применением вышеуказанных реагентов-замедлителей состоит в том, что отсутствует унифицированный для всех материалов принцип замедления, что ведет к эмпирическому подходу к рещению задачи в каждом отдельном случае;

невозмол-сность предвидеть оптимальные условия применения замедляющих реагентов, что часто приводит к их нерационально 1у использованию п соответствующим экономическим издержкам;

в ряде случаев (особенно для быстротвердеющпх материалов и высоких темнератур) известный способ замедления схватывания и твердения вяжущпх веществ ие дает решения поставленной задачи.

Цель настоящего изобретения - повышение эффективности действия замедляющего реагента и унравление сроками схватывания и твердения.

Достигается это тем, что в воду затворения вводят буферирующпе реагепты, например, смесь растворимых в воде слабых кислот и сильных основан)1Й, со значением рН в пределах от 9,5 до 3,5.

и поддерл ивают в нем буферную среду определенной емкости и рН.

Замедляющее действие при этом способе основывается на следующих физико-химических процессах и соотношениях.

Процессы загустевания, схватывания, твердения вяжущих веществ гидратационного твердения связаны с образованием (нри участии жидкой фазы раствора) кристаллических и коллоидных новообразований.

Возникновение новообразований регламентируется рН среды.

Искусственное удержание рН жидкой среды за пределами, при которых происходит образование новых кристаллических и аморфных фаз, ведет к замедлению (в предельном случае ирекращенню) нроцессов загустеваиия, схватывания и твердения.

Такое удержание рН жидкой среды и достигается с помощью буферного эффекта.

Время замедления нроцессов загустевания, схватывания и твердения вяжущих веществ гидратационного твердения определяется главным образом буферной емкостью жидкости затворения, которая в свою очередь зависит от состава и концентрации выбранных буферных реагентов.

Выбор реагентов, создающих в вяжущих растворах буферную среду, расчет физикохнмических констант производится в полном соответствии с теорией буферных растворов.

В качестве замедляющих добавок, рекомендуемых для инициирования в вяжущих растворах буферной среды, следует назвать следующие вещества и грунны веществ.

Смесь растворимых в воде слабых кислот и сильных оснований - например, муравьиной кислоты (1, 1,) и едкого натра или слабых кислот и растворимых солей этих кислот - например, смесь уксусной кислоты и уксуснокислого натра. В этнх случаях емкость получающейся буферной среды будет зависеть от концентрации реагентов, соотьощення компопептов и степени (констапты) диссоциации применявшейся кислоты.

Растворимые кислые соли многоосповных кислот с резко разл чающимнся константами

диссоциации - например, кислый виннокислый калий (Ki l-10-3, ,5-10-) или смесь кислых солей многоосновных кислот. В этих случаях буферная емкость будет определятъся только концентрацией реагентов.

Существуют следующие два условия, ограничивающие круг пригодных к употреблению реагентов при их использовании в предлагаемом способе замедления схватывания и твердепия вяжущих веществ. Это, во-первых, необходимость получения в вяжущем растворе онределенных пределов рН. Для портландцементных растворов и для растворов щлаковых композиций рН буферной среды не

должно быть выще 9--9,5, а для гинсовых вяжущих - не выще 5,5-6. Во-вторых, не следует применять реагентов, образующих с переходящими из вяжущего вещества в раствор соединениями труднорастворимые осадки, так как при этом эффективность таких

реагептов искусственно сводится к минимуму.

Выбор необходимой дозировки реагентов

производится, учитывая, что в каждом случае

имеется прямая, практически (для применяемого интервала концентраций) линейная зависимость между буферной емкостью раствора и временем до начала схватывания. Поэтому для выбора дозировки замедляющих реагентов в предлагаемых случаях необходиМО найти 2 любые точки на графике зависимости времени начала схватывания от буферной емкости раствора и затем, проведя через них прямую, с достаточной точностью определять необходимую емкость и соответственно

концентрацию буферирующих реагентов.

Предмет изобретения

Способ замедления схватывания и твердеПИЯ вяжущего путем введения в вяжущий раствор химических реагентов, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности действия замедляющего реагента и управления сроками схватывания и твердения, в воду затворения вводят буферирующие реагенты, например, смесь растворимых в воде слабых кислот и сильных оснований, со значением рН в пределах от 9,5 до 3,5.