Патент на изобретение №2378207
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОНА (ВАРИАНТЫ)
(57) Реферат:
Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составам комплексных добавок для приготовления бетона. Комплексная добавка содержит, мас.%: технические лигносульфонаты – ЛСТ – 3,5-3,9, нитрит натрия – 16,0-16,9, минерализованные стоки – отход аффинажного производства цветных металлов, состоящие из хлоридов натрия и кальция, – 31,0-33,8, вода – остальное. В варианте добавка содержит, мас.%: суперпластификатор С-3 2,5-3,0, нитрит натрия 16,0-16,9, указанные минерализованные стоки – 31,2-34,3, вода – остальное. Технический результат – ускорение набора прочности при твердении в нормальных условиях, при отрицательной температуре и в условиях тепловлажностной обработки, повышение прочности бетона, а также удешевление стоимости бетона. 2 н.п. ф-лы, 3 табл.
Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составам комплексных добавок для бетонных смесей, которые используются при изготовлении бетонных и железобетонных изделий. Известна комплексная добавка для бетонной смеси, содержащая водорастворимый лигносульфонат технический с электролитом, причем в качестве лигносульфоната технического она содержит концентрат щелока от бисульфитной варки древесины с содержанием массовой доли сухих веществ не менее 50%, а в качестве электролита – гидроксид натрия при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: концентрат щелока от бисульфитной варки древесины с содержанием массовой доли сухих веществ не менее 50% 95-99, 40% водный раствор гидроксида натрия 1-5 [RU, 2286314, С2, дата приоритета 26.01.2005, дата публикации 27.10.2006, автор Попова В.Л. и др.]. Недостатком известной комплексной добавки является то, что в ее составе используется искусственно полученный гидроксид натрия. Известна комплексная добавка, имеющая состав при следующем соотношении компонентов, мас.%: лигносульфонаты технические 25-35, натрий хлористый 20-30, тринатрийфосфат 0,5-1,5, сульфат натрия – остальное [RU, 2278080, С1 дата приоритета 07.02.2005, дата публикации 20.06.2006, автор Власенко A.M.]. Недостатком известной комплексной добавки является то, что в ее составе используется большое количество искусственно полученных компонентов: натрий хлористый, тринатрийфосфат, сульфат натрия, что значительно повышает стоимость добавки. Кроме того, добавка обладает узким спектром действия, в частности, не обеспечивает твердение бетонов в условиях низких положительных и отрицательных температур. В качестве прототипа принята комплексная добавка “Бенотех ПМП-1”, имеющая в своем составе следующие компоненты, при соотношении, мас.%: хлорид кальция – 25-30, полиспирты – 0,3-1,0, нитрит натрия – 12-15, вода – остальное, а при содержании лигносульфоната в количестве 0,2-1 мас.% и глицерина в качестве полиспиртов, имеющая соотношение компонентов, мас.%: хлорид кальция – 30, нитрит натрия – 15, глицерин – 0,35, лигносульфонат – 0,25, вода – остальное, а при содержании сахарата кальция имеющая соотношение сахарата кальция и хлорида кальция 0,001-0,0015:1 [RU, 2278836, С1, дата приоритета 05.11.2004, дата публикации 27.06.2006, авторы Жариков Л.К. и др., прототип]. Недостатком прототипа является также наличие в составе дорогостоящих компонентов: хлорида кальция, нитрита натрия, глицерина, полученных искусственным путем. Задачей изобретения является получение комплексной добавки для производства бетонов на основе имеющихся отходов промышленности, с низкой стоимостью и широким спектром действия. Для решения поставленной задачи комплексная добавка для приготовления бетона по первому варианту, включающая пластификатор в виде лигносульфоната технического (ЛСТ), нитрит натрия и воду, согласно изобретению, дополнительно содержит минерализованные стоки – отход аффинажного производства цветных металлов, состоящие из хлоридов натрия и кальция, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Для решения поставленной задачи комплексная добавка для приготовления бетона по второму варианту, включающая пластификатор, нитрит натрия и воду, согласно изобретению, дополнительно содержит минерализованные стоки – отход аффинажного производства цветных металлов, состоящие из хлоридов натрия и кальция, а в качестве пластификатора использован суперпластификатор С-3, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Комплексной добавке по варианту 1 присвоено условное наименование ПМ-1, а по варианту 2 – ПМ-2. Составы комплексной добавки для приготовления бетона приведены в таблице 1. Основным компонентом заявляемых добавок является попутный продукт аффинажного производства завода «Красцветмет» – жидкие минерализованные стоки. Входящие в состав минерализованных стоков соли кальция и натрия являются солями-электролитами и способны увеличить скорость твердения и повысить прочность бетона за счет интенсификации степени гидратации клинкерных минералов цемента. Это было подтверждено результатами изучения прочностных характеристик бетона при твердении в нормальных условиях и в условиях тепловлажностной обработки. Применение минерализованных стоков в бетонах, твердеющих в условиях тепловлажностной обработки, обеспечивает прирост прочности после пропаривания на 20-28% в бетонах проектной марки от 100 до 400. Для бетонов, твердеющих в естественных условиях, применение стоков позволяет увеличить прочность в начальные сроки твердения: на 24% через 1 сутки и на 25 и 30% соответственно через 3 и 7 суток. Положительный эффект от применения стоков отражен в таблице 2. Второй компонент комплексной добавки – пластификатор снижает водоцементное отношение бетонной смеси с сохранением ее удобоукладываемости, что придает бетону дополнительную плотность и прочность, способствует улучшению физико-механических свойств бетонов и их долговечности. В качестве пластифицирующего компонента в первом варианте использован лигносульфонат технический ЛСТ, а во втором варианте – суперпластификатор С-3. Третий компонент добавки – нитрит натрия выполняет функцию ингибитора коррозии стальной арматуры, которая может возникнуть под действием солей-хлоридов, содержащихся в минерализованных стоках. Одновременно в сочетании с хлоридами натрия и кальция нитрит натрия является ускорителем твердения и противоморозной добавкой. Причем взаимное сочетание солей друг с другом в присутствии пластификатора значительно усиливает эффект действия. Эффективность действия разработанной добавки как противоморозной изучена при твердении бетона в естественных условиях в зимний период года и в морозильной камере при постоянных отрицательных температурах. Для сравнения испытания были проведены с бетонными смесями с добавкой Бенотех (прототип). Результаты противоморозной эффективности использования добавок приведены в таблице 3. Из представленных данных в таблицах 2, 3 видно, что добавка обладает полифункциональным действием: пластифицирует бетонную смесь, способствует ускорению набора и повышению прочности при твердении в разных температурных условиях; обеспечивает возможность проведения бетонных работ при отрицательных температурах; придает бетону достаточную защитную способность по отношению к стальной арматуре. К тому же необходимо отметить, что, как видно из таблицы 1, добавка получена на основе местных попутных продуктов промышленности, что значительно удешевляет ее стоимость и улучшает экологическую обстановку в регионе. Технология приготовления комплексной добавки заключается в следующем: Отдельно готовят рабочие растворы добавок нитрита натрия и пластифицирующего компонента рабочей концентрации в емкостях путем растворения и последующего разбавления исходных сухих продуктов. Для повышения скорости растворения продуктов рекомендуется подогревать воду до 40-70°С и перемешивать растворы, а твердые продукты при необходимости предварительно дробить. После полного растворения сухих компонентов проверяют плотность полученных растворов и доводят ее до заданной добавлением продукта или воды. Затем все компоненты комплексной добавки, в том числе и минерализованные стоки, подаются через дозатор в общую емкость (смеситель). В смесителе компоненты перемешиваются с помощью лопастей и сжатого воздуха. После совместного перемешивания приготовленную комплексную добавку разливают в емкости для поставки потребителю. Применение данной добавки позволяет проводить бетонные работы при отрицательных температурах, при твердении бетона с использованием тепловлажностной обработки (ТВО), позволяет сократить продолжительность предварительной выдержки перед ТВО, а также снизить температуру и продолжительность изотермической выдержки, что в свою очередь сокращает расход электроэнергии. Для приготовления заявляемой добавки не требуется специального оборудования и длительного перемешивания. Она не вызывает коррозии арматуры в бетоне и не имеет ограничений к применению, обеспечивает ускорение твердения цементно-бетонной смеси.
где
Добавка считается эффективной, если
Формула изобретения
1. Комплексная добавка для приготовления бетона, включающая нитрит натрия, пластификатор – лигносульфонат технический – ЛСТ и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит минерализованные стоки – отход аффинажного производства цветных металлов, состоящие из хлоридов натрия и кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
2. Комплексная добавка для приготовления бетона, включающая пластификатор, нитрит натрия и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит минерализованные стоки – отход аффинажного производства цветных металлов, состоящие из хлоридов натрия и кальция, а в качестве пластификатора использован суперпластификатор С-3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
R*, %
– прочность бетона основных составов после нахождения в морозильной камере или в естественных условиях при отрицательной температуре в течение 28 сут и оттаивания на воздухе, МПа;
– прочность бетона контрольного состава после твердения в нормальных условиях, МПа.