Добавка для снижения усадки и придания безусадочности твердеющим цементно-водным системам и способ её применения

 

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно - к составам добавок для снижения усадки и придания безусадочности твердеющим цементо-водным системам и к способам их применения. Сущность изобретения: 1) в части состава добавки - содержит компоненты: щелочной: карбонаты, бикарбонаты, силикаты щелочных металлов; кислотный: сульфаты алюминия, железа (3), железа (2), квасцы; органические: водоудерживающий: соединения из групп: I - водорастворимые полиэфиры целлюлозы и/или их производные; II - поливиниловый спирт, и/или его полиэфиры, и/или продукты его неполного омыления щелочами; III - поливинилсульфокислота, и/или ее соли, и/или продукты аналогичного омыления их щелочами; IV - смеси соединений указанных групп; комплексообразующий: ароматические кислоты и/или спирты при мас. соотношении двух последних и суммы двух первых компонентов от примерно 0,05 : 0,02 : 1 до примерно 0,5 : 0,4 : 1 и мас. соотношении указанной добавки и клинкерного ингредиента портландцемента в пределах примерно от 0,002 : 1 до 0,03 : 1 в указанных твердеющих цементо-водных системах; 2) в части способа применения добавки: при приготовлении указанных систем ее предварительно гомогенизируют с указанным гидравлическим вяжущим вплоть до начала комплексообразования по визуальному и инструментальному критериям. Изобретение позволяет получать мало- или безусадочные твердеющие цементо-водные системы, в частности цементо-водные суспензии, или мелкозернистый бетон с добавкой, повышая качество и долговечность строительных объектов, в том числе в области геотехнического строительства, а также ремонтных и реставрационных работ без особых дополнительных затрат. 2 c. и 7 з.п. ф-лы, 2 табл.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть)

Формула изобретения

1. Добавка для снижения усадки и придания безусадочности твердеющей цементоводной системе на основе гидравлического вяжущего, а именно портландцемента и/или его разновидностей, содержащих клинкерный и гипсовый ингредиенты, включающая два компонента, взятые в стехиометрических соотношениях: щелочной - карбонаты, бикарбонаты, силикаты щелочных металлов; кислотный - сульфаты металлов: алюминия, двух- и/или трехвалентного железа, квасцы, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит органический водоудерживающий компонент, а именно химические соединения из групп: I - водорастворимые полиэфиры целлюлозы и/или их производные; II - поливиниловый спирт, и/или его полиэфиры, и/или продукты его неполного до 75 мол.% омыления щелочами; III - поливинилсульфокислота, и/или ее соли, и/или продукты их неполного до 75 мол.% омыления щелочами; IV - жирные кислоты или кубовый остаток производства синтетических жирных кислот; V - смеси указанных соединений, а также органический комплексообразующий компонент: ароматические кислоты и/или спирты, при массовом соотношении органических водоудерживающего и комплексообразующего компонентов и суммы щелочного и кислотного компонентов в составе указанной добавки в пределах от примерно 0,05 : 0,02 : 1 до примерно 0,5 : 0,4 : 1 в пересчете на безгидратные основы всех компонентов добавки и массовом соотношении указанной добавки в пересчете на сумму безгидратных основ ее компонентов и клинкерного ингредиента портландцемента и/или его разновидностей в цементоводной суспензии от примерно 0,002 : 1 до примерно 0,03 : 1.

2. Способ снижения усадки и придания безусадочности твердеющей цементоводной суспензии на основе гидравлического вяжущего, а именно портландцемента и/или его разновидностей, содержащих клинкерный и гипсовый ингредиенты, включающей два компонента, взятые в стехиометрических соотношениях: щелочной - карбонаты, бикарбонаты, силикаты щелочных металлов; кислотный - сульфаты металлов: алюминия, двух- и/или трехвалентного железа, квасцы, путем совмещения всех ингредиентов цементоводной суспензии, отличающийся тем, что указанную добавку, дополнительно содержащую органический водоудерживающий компонент, а именно химические соединения из групп: I - водорастворимые полиэфиры целлюлозы и/или их производные; II - поливиниловый спирт, и/или его полиэфиры, и/или продукты его неполного до 75 мол.% омыления щелочами; III - поливинилсульфокислота, и/или ее соли, и/или продукты их неполного до 75 мол.% омыления щелочами, IV - жирные кислоты или кубовый остаток производства синтетических жирных кислот; V - смеси указанных соединений, а также органический комплексообразующий компонент: ароматические кислоты и/или спирты, при массовом соотношении органических водоудерживающего и комплексообразующего компонентов и суммы щелочного и кислотного компонентов в составе указанной добавки в пределах от примерно 0,05 : 0,02 : 1 до примерно 0,5 : 0,4 : 1 в пересчете на безгидратные основы всех компонентов добавки и массовом соотношении указанной добавки в пересчете на сумму безгидратных основ ее компонентов и клинкерного ингредиента портландцемента и/или его разновидностей в цементоводной суспензии от примерно 0,002 : 1 до примерно 0,03 : 1, предварительно гомогенизируют посредством смешения или совместного домола с указанным гидравлическим вяжущим вплоть до начала комплексообразования в полученной гомогенизированной смеси.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве гидравлического вяжущего в составе указанной цементоводной системы используют портландцемент и/или его разновидности, содержащие клинкерный ингредиент в виде алитового портландцементного клинкера, включающего примерно, мас.%:

Трехкальциевый силикат (С₃S): 58 - 83

Двухкальциевый силикат (C₂S): 0,01 - 27

Трехкальциевый алюминат (С₃А): 0,01 - 14,5

Четырехкальциевый алюмоферрит (C₄AF): 0,01 - 16

Соединения щелочных металлов в пересчете на R₂O: 0,15 - 1,6

Примеси Остальное

и гипсовый ингредиент С SH_n в форме гипсового камня, включающего двуводный гипс при n = 2 и/или полуводный гипс при n = 0,5 в количестве не менее 98 мас.%, глинистые примеси - остальное, при массовом соотношении указанных ингредиентов, выбираемом в соответствии с формулой

S_{(в цементе)} =С₃А_{(в клинкере)} × 0,4 R₂O_{(в клинкере)},

где S_{(в цементе)} - минимальное допустимое содержание гипсового ингредиента в пересчете на SO₃ в портландцементе и/или его разновидностях на основе указанного алитового портландцементного клинкера;

С₃А_{(в клинкере)} - содержание трехкальциевого алюмината в клинкерном ингредиенте портландцемента и/или его разновидностей;

R₂O_{(в клинкере)} - содержание соединений щелочных металлов в клинкерном ингредиенте портландцемента и/или его разновидностей в пересчете на Na₂O-эквивалент.

4. Способ по любому из пп.2 и 3, отличающийся тем, что в качестве разновидности портландцемента используют цемент низкой водопотребности, включающий клинкерный ингредиент, гипсовый ингредиент и водопонижающий ингредиент, а именно пластификатор или суперпластификатор, вводимый в состав указанного цемента при совместном помоле ингредиентов в количестве примерно 0,1 - 2,5% от массы указанного клинкерного ингредиента.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве водопонижающего ингредиента указанного цемента низкой водопотребности используют материалы из группы соль щелочноземельных и/или щелочных металлов продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом; технический лигносульфонат щелочноземельных и/или щелочных металлов, обычный или модифицированный фенолформальдегидной смолой; комплексные соли щелочноземельных металлов и серной, и/или азотной, и/или муравьиной, и/или уксусной кислот с низкомолекулярными моносахаридами С₃ - C₅; парные смеси указанных материалов в массовом соотношении от примерно 10 : 1 до примерно 1:10.

6. Способ по любому из пп.2 - 5, отличающийся тем, что в предварительно подготовленную гомогенизированную смесь указанных добавки и гидравлического вяжущего и/или указанных добавки, гидравлического вяжущего и водопонижающего ингредиента после начала комплексообразования дополнительно вводят заполнитель в виде песка строительного фракции 0,05 - 5 мм с последующим введением воды.

7. Способ по любому из пп.2 - 6, отличающийся тем, что в предварительно подготовленную гомогенизированную смесь указанных добавки и гидравлического вяжущего и/или указанных добавки, гидравлического вяжущего и водопонижающего ингредиента после начала комплексообразования дополнительно вводят заполнитель в виде щебня или гравия фракции 5-10 мм с последующим введением воды.

8. Способ по любому из пп.2 - 7, отличающийся тем, что в предварительно подготовленную гомогенизированную смесь указанных добавки и гидравлического вяжущего и/или указанных добавки, гидравлического вяжущего и водопонижающего ингредиента после начала комплексообразования дополнительно вводят полимер, набухающий в воде, в количестве примерно 0,2 - 8% от массы клинкерного ингредиента портландцемента и/или его разновидностей.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве указанного полимера берут акриловую смолу и/или ее производные.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38, Рисунок 39, Рисунок 40