Патент на изобретение №2378208

(54) ДОБАВКА ДЛЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве добавки для бетонов и строительных растворов. Технический результат – понижение водопоглощения, понижение истираемости и повышение ударной прочности бетона или строительного раствора. Добавка для бетонной смеси содержит мас.%: последрожжевую барду с содержанием сухих веществ – 4,0-5,0, рН – 5,0-6,0, плотностью – 1,016 г/см³ 73,80-76,20, фтористый натрий 0,30-0,50, двуокись марганца 0,70-0,90, гидроокись кальция 0,70-0,90, микрокремнезем с Sуд=2000 м²/кг 22,10-23,90. 1 табл.

Изобретение относится к области производства бетона разной плотности и строительных растворов и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве и по специальному назначению.

Известна добавка для бетонной смеси (RU 2058947, С04В 28/00, бюл. 12 от 27.04.96), состоящая из цитрогипса и фильтрата цитрата кальция.

Недостатком данного технического решения является повышенное значение водопоглощения, повышенное значение истираемости и пониженное значение ударной прочности.

Известна добавка для бетонной смеси, состоящая из хромата калия и соединений магния (SU 827440, С04В 28/02 от 07.05.81).

Недостатком данного технического решения является повышенное значение водопоглощения, повышенное значение истираемости и пониженное значение ударной прочности.

Наиболее близкой к заявляемой добавке для бетонной смеси является добавка (RU 2123482, С04В 28/00 от 19.06.97), содержащая последрожжевую барду с содержанием сухих веществ 3,5-4,5 мас.%, значение рН – 4,5-5,5, значение плотности – 1,014 г/см³, содержащая модификатор, представленный вспученным поризованным продуктом с объемным весом 0,6 г/см³ в количестве – 3,0±0,5 мас.%.

Недостатком данного технического решения является повышенное значение водопоглощения, повышенное значение истираемости и пониженное значение ударной прочности.

Задачей изобретения является создание новой добавки для бетонной смеси, использование которой позволило бы достичь технический результат, состоящий в улучшении параметров качества бетона, а именно в понижении водопоглощения, понижении истираемости и повышении ударной прочности.

Поставленная задача достигается тем, что добавка для бетонной смеси включает последрожжевую барду и модификатор, представленный фтористым натрием, двуокисью марганца, гидроокисью кальция и микрокремнеземом с удельной поверхностью – Sуд=2000 м²/кг, а последрожжевая барда имеет плотность – 1,016 г/см³, рН – 5,0-6,0 содержание сухих веществ – 4,0-5,0 мас.%, при следующем весовом соотношении компонентов, мас.%:

Последрожжевая барда	73,80-76,20
Фтористый натрий	0,30-0,50
Двуокись марганца	0,70-0,90
Гидроокись кальция	0,70-0,90
Микрокремнезем
с Sуд=2000 м2/кг	22,10-23,90

Новым, по сравнению с известными добавками в бетон, является сочетание известной последрожжевой барды, имеющей плотность – 1,016 г/см³, рН-5,0-6,0, содержание сухих веществ – 4,0-5,0 мас.%, с модификатором, состоящим из фтористого натрия, двуокиси марганца, гидроокиси кальция и микрокремнезема с Sуд=2000 м²/кг.

Использование двуокиси марганца усиливает окислительно-восстановительный процесс в системе последрожжевой барды – фильтрата, что приводит к увеличению нитратной формы азота, которая способствует усилению гидратационных процессов; фтористый натрий оказывает консервирующее действие, т.е. блокирует остаточный процесс брожения массы, лежащий в основе получения основного продукта дрожжей, отходом которого является последрожжевая барда, и при этом дополнительно усиливает активирующее действие фильтрата; гидроокись кальция выводит из состава фильтрата фосфорсодержащие анионы РO₄^3-, образуя труднорастворимые соединения Са₃(РO₄)₂, тонкодисперсный микрокремнезем выполняет роль адсорбента, на поверхности которого адсорбируются редуцирующие сахара, входящие в состав фильтратов, препятствующие процессам гидратации, а также микрокремнезем, выполняющий роль микронаполнителя, уплотняющий формирующуюся структуру искусственного камня.

Таким образом, последрожжевая барда – фильтрат дрожжевого производства в присутствии указанного модификатора обладает эффективным активирующим действием, что позволяет достичь требуемого технического результата.

На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемая добавка в бетонную смесь не известна и данное техническое решение обладает мировой новизной.

Заявленная совокупность существенных признаков проявляет новое свойство: понижение водопоглощения, понижение истираемости и повышение ударной прочности.

Именно другое свойство совокупности, не равное известным свойствам отличительных признаков, позволяет признать эту совокупность по сравнению с известными в науке и технике решениями новой, а заявляемое изобретение – соответствующим критерию охраноспособности – изобретательский уровень.

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано для изготовления добавки для бетонной смеси.

Пример конкретного выполнения

1. Приготовление добавки

Дозируют:

– фильтрат дрожжевого производства, имеющий плотность – 1,016 г/см³, рН – 5,0-6,0, содержание сухих веществ – 4,0-5,0 мас.%,;

– фтористый натрий;

– двуокись марганца;

– гидроокись кальция;

– тонкодисперсный микрокремнезем с Sуд=2000 м²/кг.

Отдозированные компоненты транспортируют в смеситель с тихоходной мешалкой, где осуществляется перемешивание в течение 30 минут и получается готовая добавка для бетонной смеси.

Готовый продукт транспортируют в вертикальную конусообразную емкость, снабженную подводом сжатого воздуха для периодического барботирования добавки, с целью предотвращения возможного выпадения осадка.

2. Приготовление бетонной или растворной смеси

Дозируют:

– добавку в количестве 1,3 мас.% от массы цемента;

– воду;

– цемент;

– песок;

– щебень.

Отдозированную добавку транспортируют в отдозированную воду затворения и далее все отдозированные компоненты транспортируют в бетоносмеситель, где осуществляется тщательное перемешивание всех компонентов; далее приготовление бетонной смеси осуществляется по технологии, принятой на заводе.

Оценка эффективности действия добавки осуществлялась по параметрам водопоглощения по ГОСТ 12730.3-78(1994) «Бетоны. Метод определения водопоглощения»; истираемости по ГОСТ 13087-81 «Бетоны. Методы определения истираемости» и ударной прочности, которая описана далее.

Ударная (динамическая) прочность – это свойство материала сопротивляться разрушению при ударных нагрузках. Она характеризуется количеством работы, затраченной на разрушение стандартного образца, отнесенной к единице объема или площади поперечного сечения. Прочность на удар определяют в тех случаях, когда в процессе эксплуатации материалы в конструкциях подвергаются динамическим воздействиям: например в дорожных и аэродромных покрытиях, фундаментах машин, полах промышленных зданий, шпалах.

Испытание на удар производят на копрах. Наиболее распространенным является копер Педжа. На нем испытывают образцы в виде цилиндров с диаметром и высотой 25 мм. Копер состоит из массивной опоры массой около 50 кг, служащей также наковальней, и двух направляющих стержней. На наковальне устанавливают испытываемый образец. По направляющим стержням передвигается стальной молот массой 2 кг. Удар молота по образцу производится через подбабок со сферической поверхностью, чтобы удар передавался строго в центр верхней грани образца. Первый удар наносится молотком, падающим с высоты 1 см, второй – с высоты 2 см, третий – с высоты 3 см и т.д. до разрушения образца, т.е. до появления первой трещины.

Показателем сопротивляемости образца удару служит порядковый номер удара, при котором образец разрушается. Прочность при ударе вычисляется как среднее арифметическое результатов испытаний трех образцов по формуле:

где m – масса молота, кг;

n – порядковый номер удара, разрушившего образец;

– объем образца, см³.

В данной работе исследованию подвергались образцы объемом 12,26 см³. Испытанию подвергались образцы-цилиндры размером d=2,5 см и h=2,5 см, в возрасте 28 суток нормального твердения.

Полученные результаты представлены в таблице. Полученные результаты для бетона класса В22,5 состава, соответствующего соотношению Ц:П:Щ=1:2:2,76, представлены в таблице.

Анализ полученных данных показывает, что при использовании заявляемой добавки водопоглощение уменьшилось на 19%, истираемость понизилась на 21% и ударная прочность повысилась на 66%.

Формула изобретения

Добавка для бетонной смеси, включающая последрожжевую барду и модификатор, отличающаяся тем, что в качестве модификатора содержит фтористый натрий, двуокись марганца, гидроокись кальция и микрокремнезем с удельной поверхностью Sуд=2000 м²/кг, а последрожжевая барда имеет плотность 1,016 г/см³, рН 5,0- 6,0, содержание сухих веществ -4,0 – 5,0 мас.% при следующем весовом соотношении компонентов, мас.%: