Комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы

 

Изобретение относится к составу комплексной добавки, используемой в производстве бетонов, строительных растворов, железобетонных и специальных бетонных изделий. Технический результат - активация структурообразования в ранние сроки твердения, повышение прочности и морозостойкости бетона в ранние сроки твердения. Комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы, содержащая смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия и органический компонент, в качестве органического компонента добавка содержит суперпластификатор С-3 при следующем соотношении компонентов, мас.%: смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия 61-95, суперпластификатор С-3 - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам комплексных добавок, используемых в производстве бетонов, строительных растворов, железобетонных и специальных бетонных изделий.

Известно использование в качестве добавки в бетонные смеси суперпластификатора С-3 (см.п. Украины №24298 А от 28.09.1993 г., опубл. 30.10.1998 г., М. Кл.6 С 04 В 7/04, 28/04). Суперпластификатор С-3 (полинафталинсульфонат натрия) добавляют в бетонную смесь в количестве, составляющем 1,35-1,65 от массы цемента. Известная добавка обуславливает повышение пластичных свойств бетонной смеси при сниженном водосодержании, что предотвращает ее расслоение при транспортировке, а также способствует уплотнению дисперсной фазы и снижению объема воздушных пор в контактной зоне с получением высокоплотного бетона.

Однако бетонная смесь с добавкой суперпластификатора С-3 характеризуется недостаточно высокой прочностью в ранние сроки твердения. Экспериментально установлено, что прочность такого бетона составляет 11,5 МПа, а для получения 70% марочной прочности бетона необходимо 120 часов твердения, что удлиняет распалубочные работы. Это объясняется следующим.

Суперпластификатор С-3 как высокомолекулярное соединение (продукт поликонденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида) образует на поверхности частиц цемента адсорбционный слой и снижает поверхностное натяжение на границе вода-цемент, что обуславливает высокую стойкость бетонной смеси к расслоению и ее пластичность при низком водосодержании. Но именно образование прочного структурированного адсорбционного слоя, препятствующего водоотдаче, обуславливает удлинение срока твердения бетонной смеси.

Кроме того, известная бетонная смесь, содержащая суперпластификатор С-3, не обеспечивает получения бетона с высокой морозостойкостью за счет повышенного содержания капиллярных пор, так как под действием воды, замерзающей в них, происходит разрушение бетонных конструкций.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемой добавке является комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы, содержащая смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия и органический компонент (см.п. Украины №23457 А от 28.12.1996 г., опубл. 31.08.1998 г., М. Кл.6 С 04 В 13/24).

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

Известная добавка не обеспечивает высокую прочность бетонов на ранних стадиях, что не позволяет выполнять распалубочные работы в ранние сроки. Кроме того, известная добавка не обеспечивает получения бетонных изделий с высокой морозостойкостью. Это объясняется повышенным водосодержанием бетонной смеси для обеспечения необходимой пластичности и высокой капиллярной пористостью бетонных изделий. Кроме того, вследствие высокого содержания сульфата натрия в составе известной добавки снижается коррозионностойкость полученных бетонных изделий.

В основу изобретения поставлена задача создания комплексной добавки в бетонные смеси и строительные растворы, которая за счет новой совокупности компонентов и их нового соотношения обеспечивает активацию структурообразования в ранние сроки, а также оптимизацию соотношения между капиллярной и гелевой пористостью в цементном камне, что позволяет повысить прочность бетона в ранние сроки твердения и морозостойкость полученных бетонных изделий.

Поставленная задача решается тем, что в известной комплексной добавке в бетонные смеси и строительные растворы, содержащей смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия и органический компонент, новым согласно заявляемому изобретению является то, что в качестве органического компонента добавка содержит полинафталинсульфонат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Смесь балластных солей сероочистки

коксового газа на основе тиосульфата

и роданида натрия 61-95

Полинафталинсульфонат натрия С3 Остальное

Между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

Смесь балластных солей сероочистки коксового газа, содержащая тиосульфат, роданид и сульфат натрия, способствует ускорению твердения бетонной смеси за счет интенсификации развития гидратационных процессов. Полинафталинсульфонат натрия (суперпластификатор С-3) характеризуется высокими пластифицирующими свойствами за счет снижения поверхностного натяжения на границе вода-цемент, но замедляет процесс твердения бетонной смеси. Введение же в бетонную смесь добавки, содержащей смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия и полинафталинсульфоната натрия в заявляемом соотношении, обуславливает повышение прочности бетона в ранние сроки твердения и морозостойкости бетонных изделий при сохранении высокой пластичности бетонной смеси. Это объясняется следующим.

Под воздействием балластных солей сероочистки коксового газа происходит изменение структуры полинафталинсульфоната натрия, анионы указанных солей натрия способствуют разрыву длинных цепочек в его структуре, что, в свою очередь, при сохранении высоких пластифицирующих свойств добавки в течение 3-4 часов обуславливает ускорение твердения бетонной смеси в первые-третьи сутки. Смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия и полинафталинсульфонат натрия образуют органоминеральный комплекс, способствующий повышению растворимости минералов цемента, что обуславливает образование гелевых кристаллогидратов и, следовательно, ускорение раннего твердения бетонной смеси. Введение заявляемой добавки оптимизирует соотношение между капиллярной и гелевой пористостью. Экспериментально установлено, что интенсивное формирование гелевой пористости начинается через 6 часов гидратации. К третьим суткам твердения соотношение между капиллярной и гелевой пористостью цементного камня составляет 46 и 54% соответственно. За счет этого при замерзании бетона снижается количество образующегося льда, уменьшаются объем пор и величина возникающих напряжений в бетоне, что обуславливает повышение морозостойкости бетонных изделий.

Заявляемое соотношение смеси балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия и полинафталинсульфоната натрия в составе добавки является оптимальным и установлено экспериментально.

Снижение содержания смеси балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия в составе добавки ниже заявляемого предела обуславливает увеличение срока раннего твердения бетонной смеси, что удлиняет распалубочные работы. Это объясняется замедляющим влиянием полинафталинсульфоната натрия на процесс раннего твердения бетонной смеси. Кроме того, снижается морозостойкость полученных бетонных изделий за счет повышения капиллярной пористости.

Повышение содержания смеси балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия в составе добавки выше заявляемого предела приводит к снижению морозостойкости бетонных изделий и пластичности бетонной смеси.

Заявляемую добавку готовят следующим образом.

Компоненты добавки, а именно смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия и полинафта-линсульфонат натрия (суперпластификатор С-3 ТУ 2481-001-51831493-00), дозируют в заявляемом количестве весовыми дозаторами сыпучих типа АВДЖ, АВДЦ в коррозионно-стойком исполнении. Компоненты добавки смешивают в мешалке с принудительным перемешиванием и дозируют в соответствующую тару для транспортировки потребителю.

Для исследования свойств заявляемой добавки была приготовлена бетонная смесь, содержащая 1 часть бетона, 1,5 части песка, 3 части щебня фракции 10-20, 2 части щебня фракции 10-40 и 0,38 частей воды. Для приготовления бетонной смеси использовали:

- цемент Криворожского цементного завода марки ШПЦ-III/А-400;

- песок речной днепровский с модулем крупности 1,48.

Заявляемую добавку предварительно растворяли и вводили в бетонную смесь вместе с водой затворения в количестве 0,3-1,5% от массы цемента. В полученных бетонных смесях определяли подвижность по ГОСТ 10181-2000. Из бетонных смесей готовили образцы бетонов для испытаний на раннюю прочность, в том числе при отрицательных температурах, и морозостойкость. Для определения времени достижения 70%-ной марочной прочности образцов в возрасте, начиная с 24 часов, определяли прочность на сжатие в соответствии с ГОСТ 18105-86. После 28 суток образцы подвергали испытаниям на морозостойкость по ГОСТ 10060.0-95. Были испытаны бетонные смеси, содержащие добавку, как с заявляемым соотношением компонентов, так и с запредельным соотношением заявляемых компонентов. Результаты проведенных испытаний представлены в таблице. Были также проведены испытания бетонной смеси, изготовленной в соответствии с прототипом, а также бетонной смеси, содержащей 1,5% от массы цемента суперпластификатора С-3.

Из таблицы видно, что заявляемая добавка согласно изобретению обеспечивает одновременное повышение прочности бетона в ранние сроки, в том числе и при отрицательных температурах, и морозостойкости полученных бетонных изделий при сохранении высокой пластичности бетонной смеси (опыты №2-6). При снижении содержания смеси балластных солей сероочистки коксового газа в составе добавки ниже заявляемого количества увеличивается срок раннего твердения бетонной смеси и снижается морозостойкость.

При повышении содержания смеси балластных солей сероочистки коксового газа в составе добавки выше заявляемого количества снижаются пластичность бетонной смеси и морозостойкость изделия.

Формула изобретения

Комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы, содержащая смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия и органический компонент, отличающаяся тем, что в качестве органического компонента добавка содержит суперпластификатор С-3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Смесь балластных солей сероочистки

коксового газа на основе тиосульфата

и роданида натрия 61-95

Суперпластификатор С-3 Остальное

QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): ОАО "Полипласт"

Вид лицензии*: НИЛ

Лицензиат(ы): ООО "Полипласт-УралСиб"

Договор № РД0001371 зарегистрирован 05.08.2005

Извещение опубликовано: 10.10.2005        БИ: 28/2005

* ИЛ - исключительная лицензия        НИЛ - неисключительная лицензия

QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): ОАО "Полипласт"

Вид лицензии*: НИЛ

Лицензиат(ы): ООО "Полипласт Новомосковск"

Договор № РД0001373 зарегистрирован 05.08.2005

Извещение опубликовано: 10.10.2005        БИ: 28/2005

* ИЛ - исключительная лицензия        НИЛ - неисключительная лицензия

PC4A - Регистрация договора об уступке патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:Лихопуд Александр Прокофьевич (UA),Синайко Наталья Парфеновна (UA),Башлыков Николай Федорович,Майорова Ирина Игоревна

(73) Патентообладатель:Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "ПолиРелакС"

Договор № РД0056463 зарегистрирован 05.11.2009

Извещение опубликовано: 20.12.2009        БИ: 35/2009

QZ4A - Регистрация изменений (дополнений) лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): Открытое акционерное общество "Полипласт"

Вид лицензии*: НИЛ

Лицензиат(ы): Общество с ограниченной ответственностью "Полипласт-УралСиб"

Характер внесенных изменений (дополнений):Расторжение договора РД0001371 по обоюдному согласию сторон

Дата и номер государственной регистрации договора, в который внесены изменения: 05.08.2005 № РД0001371

Извещение опубликовано: 27.01.2010        БИ: 03/2010

* ИЛ - исключительная лицензия НИЛ - неисключительная лицензия



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к способам получения пластифицирующих добавок, используемых при приготовлении бетонных и железобетонных изделий

Изобретение относится к строительным материалам, в частности, к полимерцементным составам для получения полимерцементного камня

Изобретение относится к способам приготовления комплексных модификаторов бетона и к составам комплексных модификаторов

Изобретение относится к производству строительных материалов - декоративных бетонных смесей для изготовления отделочных плит, элементов мощения дорог, малых архитектурных форм, а также монолитных покрытий полов и дорог

Изобретение относится к получению добавок для бетонных и растворных смесей, используемых в строительстве, а также при изготовлении бетонных и железобетонных изделий

Изобретение относится к составу пластификатора тампонажных растворов на основе портландцемента и может быть использовано при цементировании нефтяных, газовых, геологоразведочных и геотермальных скважин

Изобретение относится к способам получения пластификаторов для приготовления бетонных смесей

Изобретение относится к строительным материалам, составам бетонных смесей, содержащим целевые добавки

Изобретение относится к области строительства, в частности к составам песчаных бетонных смесей
Изобретение относится к способу получения высокоэффективного пластификатора бетонных смесей, так называемого “суперпластификатора”

Изобретение относится к суперпластификаторам для монолитных бетонов

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к способу модифицирования бетона при введении в бетонную смесь комплексных добавок
Изобретение относится к способам получения пластификатора для бетонных смесей из отходов производства фенола и может быть использовано для производства сухих смесей и модифицированных бетонов
Изобретение относится к составу комплексной добавки для бетонной смеси и может найти применение в производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам пластифицирующих добавок, используемых в производстве бетонов, строительных растворов, железобетонных и специальных бетонных изделий, а именно к составу суперпластификатора на основе продуктов поликонденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве добавки - суперпластификатора при производстве цементных бетонных смесей для изготовления строительных изделий и конструкций

Изобретение относится к строительству и промышленности строительных материалов, в частности к изготовлению комплексных добавок в цементные растворы и бетоны для ускорения твердения строительных изделий и конструкций
Изобретение относится к способу получения полиметиленнафталинсульфонатов (ПНС) с регулируемым низким содержанием сульфата натрия, который включает сульфирование нафталинсодержащего сырья сульфирующим агентом в условиях принудительного отвода парогазовой смеси сбалансированного состава до степени срабатывания серной кислоты 1,5-4% в пересчете на остаточную серную кислоту, при этом регулирование содержания нафталина и воды в парогазовой смеси и количества отводимой парогазовой смеси в целом проводят путем поэтапного создания разрежения, при этом первый этап сульфирования проводят в стандартном аппарате-сульфураторе в интервале температур 140-168°C и давлении в аппарате 0-20 кПа, а на втором этапе в том же аппарате, не прерывая технологический процесс, создают разрежение -15÷-90 кПа и выдерживают при температуре 150-155°C, с последующим подъемом температуры в конце процесса до 160-165°C и получением сульфомассы с общей титруемой кислотностью 22,5-26%. Технический результат: разработан безотходный способ получения ПНС с регулируемым низким содержанием сульфата натрия, которые могут найти применение в качестве диспергаторов порошкообразных материалов различной природы, в частности в качестве суперпластификаторов бетонных смесей и строительных растворов. 4 з.п. ф-лы, 4 табл.
Наверх