Патент на изобретение №2310617

(54) КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА В БЕТОННЫЕ СМЕСИ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к составу комплексной добавки, используемой в производстве бетонных смесей и строительных растворов. Технический результат – повышение пластичности, прочности и морозостойкости. Комплексная добавка содержит, мас.%: смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия – 50-98; дикарбоновую кислоту – 1,0; амкироз – остальное. 1 табл.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам комплексных добавок, используемых в производстве бетонных смесей и строительных растворов.

Для обеспечения пластичности бетонных смесей и строительных растворов в их состав вводится излишек воды, который способствует водоотделению и расслоению твердых компонентов, что приводит к снижению прочности, морозостойкости и других характеристик бетона. Для регулирования количества воды затворения в состав бетонов и строительных растворов вводят добавки, обладающие пластифицирующими и водопонижающими эффектами, способные ускорять процессы структурообразования и твердения, а также обеспечивать получение бетонных смесей и строительных растворов с заданными характеристиками.

Известна комплексная добавка в бетонные смеси (патент Украины №23457, МПК⁶ С04В 13/24, опубл. 31.08.1998), содержащая смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия и органический компонент. Известная добавка содержит дополнительно сульфат натрия, а в качестве органического компонента – мелласную упаренную послеспиртовую барду при следующем соотношении компонентов, мас.%: смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия – 20-60, сульфат натрия – 10-15, мелассная упаренная послеспиртовая барда – 30-65.

Недостатком известной комплексной добавки является повышенное содержание (30-65%) в ее составе органического компонента в виде упаренной послеспиртовой барды, относящейся к пластификаторам средней эффективности. Вследствие этого известная добавка не позволяет максимально сократить количество воды, а также способствует замедлению процесса структурообразования бетонной смеси в ранние сроки твердения бетона.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является комплексная добавка для бетонной смеси (А.С. СССР №1733422, МПК⁵₂-С₆, пемелиновая в количестве 3-5%. Добавка содержит дополнительный органический компонент – технические лигниносульфонаты в количестве 9-13%.

В составе указанной комплексной добавки содержание органического компонента уменьшено до 12-18%.

Однако введение дикарбоновой кислоты, также способствует замедлению гидратации цемента во времени, особенно на ранних стадиях твердения, и не позволяет максимально снизить содержание воды в бетоне. Поэтому дополнительно вводят лигносульфонаты технические, способствующие повышению пластичности бетонной смеси, однако замедляющие структурообразование в ранние сроки твердения, и не обеспечивающие повышение прочности, а также морозостойкость бетонов и строительных растворов.

В основу изобретения поставлена задача создания комплексной добавки в бетонные смеси и строительные растворы путем увеличения ее пластифицирующего влияния за счет введения в состав нового компонента, обеспечивающего повышение прочности и морозостойкости бетонов.

Поставленная задача решается тем, что комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы, содержащая смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия и дикарбоновую кислоту, согласно изобретению, дополнительно содержит амкироз при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия за счет интенсификации гидратационных процессов способствует повышению растворимости минералов цемента и оптимизирует соотношение между гелевой и капиллярной пористостью бетона, в результате чего ускоряются процессы твердения, повышается прочность и морозостойкость бетона.

Амкироз характеризуется высокими пластифицирующими свойствами за счет снижения поверхностного натяжения на границе вода-цемент. Амкироз адсорбируется на частицах цемента с образованием тонкого слоя молекул, что приводит к снижению поверхностного натяжения на поверхности раздела цемент-вода. Адсорбированный слой амкироза обеспечивает более полное и равномерное растекание воды на поверхности цемента, включая микротрещинки, выполняя роль смазки. Слой воды с амкирозом уменьшает сцепление между частицами цемента, что проявляется как пластифицирование бетонной смеси (повышение ее подвижности). С другой стороны, амкироз диспергирует частицы цемента, что способствует ускорению процесса структурообразования и твердения бетонной смеси.

Введением амкироза в смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия с дикарбоновой кислотой достигается балансировка между пластичностью и водопотребностью бетонной смеси, в результате чего обеспечивается повышение пластичности, прочности и морозостойкости бетона.

Оптимальное соотношение компонентов в составе добавки установлено экспериментально.

При увеличении или уменьшении указанного количества амкироза и дикарбоновой кислоты в составе добавки снижается прочность и морозостойкость бетона.

Снижение содержания смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия в составе добавки ниже заявляемого предела приводит к замедлению интенсивности твердения бетона и снижению морозостойкости.

Повышение содержания смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия в составе добавки выше заявляемого предела приводит к снижению ее пластифицирующего влияния.

Введение амкироза позволяет уменьшить содержание дикарбоновой кислоты, повысить эффективность влияния предлагаемой добавки на бетонные смеси и строительные растворы и расширить область ее применения.

Заявляемую комплексную добавку готовят следующим образом.

Добавку готовят путем дозирования и смешения смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия, дикарбоновой кислоты и амкироза в пределах заявляемых их количеств. Амкироз выпускается на основе ТУУВ 2-7-19069017.001-98 в виде 30-50%-ного водного раствора. В качестве дикарбоновой кислоты используют плав дикарбоновых кислот фракции С₂-С₆ (ТУ 1113-03-20-70-82). Компоненты добавки смешивают и дозируют в соответствующую тару для транспортировки потребителю.

Пример

Для исследования свойств заявляемой добавки была приготовлена бетонная смесь, содержащая: 1 часть цемента марки ШПЦ-III/А-400 (Криворожского цементного завода); 1,9 части песка с модулем крупности 1,48; 2 части щебня фракции 5-10; 3 части щебня фракции 10-20; 0,43 части воды.

Заявляемую добавку вводили в бетонную смесь вместе с водой затворения в количестве 0,4-1,5% от массы цемента. Подвижность бетонной смеси определяли по ГОСТ 10181-2000.

Из бетонной смеси готовили образцы бетона для испытаний на прочность и морозостойкость, твердевшие в нормальных термовлажностных условиях. Прочность образцов определяли в соответствии с ГОСТ 18105-86, а морозостойкость – ГОСТ 10060.0-95. Были испытаны бетонные смеси, содержащие добавку, как в заявляемых соотношениях компонентов, так и за их пределами. Были также испытаны бетонные образцы, изготовленные в соответствии с составом, указанным в известном решении (прототип), а также бетонные образцы, содержащие 1,5% добавки от массы цемента, твердевшие в нормальных термовлажностных условиях.

Составы комплексных добавок по известному и заявляемому решениям, а также физико-механические характеристики бетонных образцов, представлены в таблице.

Из таблицы следует, что заявляемая комплексная добавка обеспечивает повышение прочности и морозостойкости бетонов (опыты №4-8), а превышение или понижение предельного содержания амкироза в составе добавки снижает прочность и морозостойкость бетона (опыты №2, 10).

В примерах 2-7 использован плав дикарбоновых кислот, в примерах 8-10 – щавелевая кислота.

Предлагаемый состав компонентов позволяет получить новую высокоэффективную комплексную добавку, обеспечивающую за счет увеличения подвижности бетонных и растворных смесей повышение пластичности, прочности и морозостойкости бетонов.

Формула изобретения

Комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы, содержащая смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия и дикарбоновую кислоту, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит амкироз при следующем соотношении компонентов, мас.%: