Патент на изобретение №2310619

(54) КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА В БЕТОННЫЕ СМЕСИ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составу комплексной добавки, используемой в производстве бетонных смесей и строительных растворов. Технический результат – повышение прочности, морозостойкости и водонепроницаемости. Комплексная добавка содержит смесь на основе тиосульфата и роданида натрия, лигносульфонаты технические и амкироз при следующем соотношении компонентов, мас.%: смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия – 50-98; лигносульфонаты технические – 1,0-49; 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, МПК⁵ С04В 28/02, С04В 28/02, 24/04, 24/18, опубл. 15.05.92), содержащая смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия и лигносульфонаты технические. Кроме того, добавка содержит дикарбоновую кислоту, которую выбирают из группы: щавелевая, плав дикарбоновых кислот фракции С₂-С₆, пимелиновая в количестве 3-5 мас.%.

В составе указанной комплексной добавки содержание неорганического компонента позволяет ускорить процесс твердения бетонной смеси.

Однако введение в качестве органического компонента дикарбоновой кислоты способствует замедлению гидратации цемента во времени, особенно на ранних стадиях твердения, и не позволяет максимально снизить содержание воды в бетоне. Поэтому известная комплексная добавка не обеспечивает повышение прочности, а также морозостойкость бетонов и строительных растворов.

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

Поставленная задача решается тем, что комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы, содержащая смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия, лигносульфонаты технические, 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.

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.

Введением амкироза в смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия, лигносульфонатов технических был получен специфический эффект, а именно снизилась водопотребность смеси, в бетонных смесях и строительных растворах, интенсифицировался процесс набора прочности, в том числе в ранние сроки твердения, повысилась прочность и обеспечиваются необходимые морозостойкость и водонепроницаемость. Таким образом, данный состав компонентов отличается от известных и придает бетонной смеси и строительным растворам новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Оптимальное соотношение компонентов в составе добавки установлено экспериментально.

При увеличении или уменьшении указанного органического компонента в виде указанного количества амкироза и лигносульфонатов технических в составе добавки или не достигается повышения прочности и морозостойкости бетона, или снижается эффективность влияния добавки.

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

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 повысить эффективность влияния предлагаемой добавки на бетонные смеси и строительные растворы и расширить область ее применения.

Способ изготовления комплексной добавки заключается в следующем.

Добавку готовят путем дозирования в пределах заявляемых количеств и смешения указанных компонентов традиционным способом. В смесь на основе тиосульфата и роданида натрия добавляют лигносульфонаты технические, а затем амкироз. Амкироз выпускается на основе ТУУВ 2-7-19069017.001-98 в виде 30-50%-ного водного раствора, а лигносульфонаты технические – по ТУ 13-0281036-05-89.

Данное изобретение иллюстрирует следующий пример конкретного выполнения.

Для экспериментальной проверки заявляемого решения были изготовлены и испытаны 9 составов бетонной смеси, 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.

Образцы бетона, твердевшие в нормальных термовлажностных условиях, были испытаны на прочность, морозостойкость и водонепроницаемость. 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 наиболее близком техническом 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 1.

Из таблицы следует, что заявляемая комплексная добавка обеспечивает повышение прочности, достигаются высокие показатели морозостойкости и водонепроницаемости бетона (примеры №4-7), а превышение или снижение предельного содержания амкироза в составе добавки снижает прочность, морозостойкость и водонепроницаемость бетона (примеры №2, 8, 9).

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

Формула изобретения

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