Композиция для поризации бетонных смесей на основе портландцементов и способ ее получения

 

Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к производству изделий из пенобетонов на основе портландцементов. Техническим результатом является уменьшение в первые сутки после формирования осадки пенобетонной массы на основе портландцементов при использовании в качестве поверхностно-активных веществ органических сульфонатов. Композиция для поризации бетонных смесей на основе портландцементов, включающая органический сульфонат, стабилизатор пены и воду, в качестве стабилизатора пены содержит низкоосновные гидросиликаты кальция - смесь жидкого стекла и хлористого кальция в соотношении соответственно 1:0,25-0,3 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: органический сульфонат 1, жидкое стекло 1,6-3,0, хлористый кальций 0,4-0,9, вода 30,2-31,2. В способе получения композиции для поризации бетонных смесей, осуществляемом путем смешивания компонентов с использованием их водных растворов, используют водные растворы следующих соотношений: органический сульфонат 1:16-20, жидкое стекло 1:4-7, хлористый кальций 1: 6-11, причем вначале смешивают растворы жидкого стекла и хлористого кальция, затем вводят раствор органического сульфоната. 2 с.п. ф-лы., 2 табл.

Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к производству изделий из пенобетонов на основе портландцементов.

Известна пенобетонная смесь на основе портландцементов с пенообразователем, в составе которого содержится сульфат закиси железа, характеризуется в первые сутки твердения осадкой массы, что обусловлено химизмом процессов взаимодействия компонентов стабилизатора с клинкерными составляющими портландцементов [1].

Недостатком является усложненная технология производства пенобетонных изделий и удорожание стоимости готовой продукции за счет специальной доработки изготовленных изделий по размерам.

Известна также композиция для поризации дисперсной смеси, содержащая натрий алкилсульфат и триэтаноламин алкилсульфат в качестве поверхностно-активных веществ (ПАВ), моноэтаноламид в качестве стабилизатора пены. Жидкое стекло используется для нейтрализации пассивирующего действия ПАВ на вяжущие свойства портландцементов, входящих в состав бетонных смесей [2].

Композиция готовится путем смешивания указанных ингредиентов в следующей последовательности: натриевые и триэтаноламиновые алкилсульфаты, моноэтаноламид, жидкое стекло. Концентрация пенообразующей композиции в водном растворе составляет 40-50%.

Недостатком является значительная осадка смеси в первые сутки после формования, о чем свидетельствуют лучшие показатели (6-12) мм/м.

Наиболее близким аналогом является пенообразователь в виде композиции для получения стойких дисперсных систем пен, в которой предусмотрено сочетание органического сульфоната, стабилизатора пены и воды [3].

Задачей изобретения является уменьшение в первые сутки после формования осадки пенобетонной смеси на основе портландцементов при использовании в качестве поверхностно-активных веществ органических сульфонатов.

Технический результат достигается тем, что композиция для поризации бетонных смесей на основе портландцементов, включающая органический сульфонат, стабилизатор пены и воду, в качестве стабилизатора пены содержит низкоосновные гидросиликаты кальция - смесь жидкого стекла и хлористого кальция в соотношении соответственно 1 : 0,25 - 0,3, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Органический сульфонат - 1 Жидкое стекло - 1,6 - 3,0 Хлористый кальций - 0,4 - 0,9 Вода - 30,2 - 31,2 Кроме того, описанный в источнике [3] способ получения композиции, предусматривающий смешение компонентов с использованием при этом их водных растворов, является наиболее близким аналогом для предлагаемого.

Технический результат достигается тем, что в способе получения композиции для поризации бетонных смесей, осуществляемом путем смешивания компонентов с использованием их водных растворов, используют водные растворы следующих соотношений: органический сульфонат 1 : 16 - 20, жидкое стекло 1 : 4 - 7, хлористый кальций 1 : 6 - 11, причем вначале смешивают растворы жидкого стекла и хлористого кальция, затем вводят раствор органического сульфоната.

В начальной стадии приготовления композиции, при смешении водных растворов жидкого стекла и хлористого кальция, в результате взаимодействия указанных компонентов происходит образование субмикрокристаллов низкоосновных гидросиликатов кальция и раствора хлористого натрия.

Образующиеся субмикрокристаллы низкоосновных гидросиликатов кальция при дальнейшем перемешивании адсорбируются на поверхности пузырьков пены, создавая "жесткий скелет" порообразной структуры. Другая часть образовавшихся субмикрокристаллов гидросиликатов кальция скапливается в местах стыков каналов Плато, препятствуя быстрому истечению жидкости из пленки пузырьков, стабилизируя тем самым устойчивость пены и всей системы в целом. Кроме того, в результате частичной адсорбции органического сульфоната на субмикрокристаллах стабилизатора объем адсорбирующего ПАВ на частицах портландцементов и на продуктах его гидратации уменьшается, что в свою очередь уменьшает замедляющий эффект от действия ПАВ на скорость схватывания и твердение портландцементов в пенобетонной массе. Ускорению твердения портландцемента в пенобетонной массе также будет способствовать наличие в композиции хлористого натрия, образовавшегося в результате смешивания жидкого стекла и хлористого кальция.

Композицию для поризации бетонных смесей приготавливают следующим образом. Вначале готовят водные растворы всех компонентов. Органический сульфонат, жидкое стекло и хлористый кальций растворяют в воде в следующих соотношениях: 1 - органический сульфонат, 16-20 - вода; 1 - жидкое стекло, 4-7 - вода; 1 - хлористый кальций, 6-11 - вода.

В качестве органического сульфоната используют: пенообразователь ТЭАС (ТУ 0258-002-01013393-96);
пенообразователь ПО1 (ГОСТ 6948-81*);
пенообразователь ПО-6К (ТУ 38.607-22-31-91, изм. 1).

Затем в водный раствор жидкого стекла вливают раствор хлористого кальция и перемешивают любым способом до получения однородной массы. В полученный стабилизатор добавляют, при перемешивании, водный раствор ПАВ (органический сульфонат). Время перемешивания 10-30 мин, в зависимости от объема приготовления композиции. После этого композиция считается готовой к применению.

Храниться композиция может длительное время. Непосредственно перед применением композицию необходимо перемешать до получения однородной массы. Составы композиции приведены в табл. 1.

Нижний предел концентраций компонентов композиции (гр. 4) ограничен величиной осадки пенобетонной массы более 2 мм/м. Верхний предел (гр. 5) ограничен из экономических соображений.

Приготовление пенобетонной массы осуществляется в быстроходных турбулентных смесителях (типа СБ-148; СБ-133А и др.) путем приготовления сначала цементного (или цементно-песчаного) раствора с последующим добавлением композиции. В табл. 2 приведены составы и свойства пенобетона, приготовленного с использованием композиции для поризации предлагаемого и известкового составов.

Из приведенных в табл. 2 данных видно, что предлагаемые составы композиций, включая запредельные значения, позволяют уменьшить осадку пенобетонной массы до значений (0,1-1,8) мм/м, что по сравнению с известными составами меньше в 3-6 раз.

Источники информации
1. В.Б. Ратинов, Т.И. Розенберг. Добавки в бетон. М.: Стройиздат, 1973, с.113-120.

2. Авторское свидетельство СССР 1303595, кл. С 04 В 38/10, 1987.

3. Авторское свидетельство СССР 1337373, кл. С 04 В 38/10, 1987 (прототип).

Формула изобретения

1. Композиция для поризации бетонных смесей на основе портландцементов, включающая органический сульфонат, стабилизатор пены и воду, отличающаяся тем, что в качестве стабилизатора пены она содержит низкоосновные гидросиликаты кальция - смесь жидкого стекла и хлористого кальция в соотношении соответственно от 1 : 0,25 - 0,3 при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Органический сульфонат - 1
Жидкое стекло - 1,6 - 3,0
Хлористый кальций - 0,4 - 0,9
Вода - 30,2 - 31,2
2. Способ получения композиции для поризации бетонных смесей, осуществляемый путем смешивания компонентов с использованием их водных растворов, отличающийся тем, что используют водные растворы следующих соотношений: органический сульфонат 1 : 16 - 20, жидкое стекло 1 : 4 - 7, хлористый кальций 1 : 6 - 11, причем вначале смешивают растворы жидкого стекла и хлористого кальция, затем вводят раствор органического сульфоната.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2