Пластифицирующая добавка для растворных и бетонных смесей "сабон"

Авторы патента:

Шпербер Р.Е. (RU)

Шпербер Ф.Р. (RU)

Шпербер Р.С. (RU)

Шпербер Е.Р. (RU)

Шпербер И.Р. (RU)

Шпербер Д.Р. (RU)

C04B28 - Составы строительных растворов, бетона или искусственных камней, содержащие неорганические связующие или реакционный продукт из неорганических и органических связующих, например поликарбоксилатные цементы

Владельцы патента RU 2248947:

Общество с ограниченной ответственностью Строительное научно-техническое малое предприятие "Экологические защитно-изоляционные покрытия" (СНТМП "ЭЗИП") (RU)

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть применено для приготовления строительных растворов и бетонных смесей. Пластифицирующая добавка для растворных и бетонных смесей содержит мыльно-щелочной раствор производства растительного масла, содержащий 0,01-0,05% мас. свободных ионов PO

3-4

и дополнительно триэтаноламин и серебро азотнокислое при следующем массовом соотношении компонентов, %: триэтаноламин - 0,01-0,05, серебро азотнокислое - 0,001-0,005, указанный мыльно-щелочной раствор производства растительного масла - до 100. Технический результат - повышение морозостойкости и подвижности бетонных смесей при сохранении их прочности. 2 табл.

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть применено для приготовления строительных растворов и бетонных смесей.

Известна бетонная смесь (авторское свидетельство СССР №1306920, С 04 В 24/04, 1987 г.), в которой в качестве пластифицирующей добавки используют сточную воду производства синтетических жирозаменителей и поверхностно-активных веществ на основе кальциевых и натриевых солей моно- и дикарбоновых кислот соответственно C₁-C₁₆ и С₂-C₈ плотностью 1,01-1,02 г/см³.

Недостатками такой добавки является то, что полученная бетонная смесь обладает низкой морозостойкостью и подвижностью.

Известна химическая добавка для строительного раствора (авторское свидетельство СССР №1671635, С 04 В 24/04, 1991 г.), представляющая собой мылонафт на основе натриевых солей нефтяных кислот.

Недостатками строительного раствора, приготовленного с использованием такой добавки, являются низкие морозостойкость и время сохранения подвижности раствора.

Наиболее близкой по составу и технической сущности является пластифицирующая добавка для бетонной смеси (авторское свидетельство СССР №1451122, С 04 В 24/18, 1989 г.), представляющая собой соапсток растительного масла.

Недостатками бетонной смеси, приготовленной с использованием такой добавки, являются низкие морозостойкость и подвижность.

Предлагаемая пластифицирующая добавка для растворных и бетонных смесей “САБОН” содержит мыльно-щелочной раствор производства растительного масла, содержащий 0,01-0,05 масс.% свободных ионов РO

, триэтаноламин и серебро азотнокислое при следующем массовом соотношении компонентов:

триэтаноламин 0,01-0,05

серебро азотнокислое 0,001-0,005

мыльно-щелочной раствор до 100

Мыльно-щелочной раствор производства растительных масел (МЩР) представляет собой побочный продукт производства растительных масел, образующийся в процессе удаления из масел жирных кислот щелочным раствором. Это пастообразное вещество светло-коричневого или коричневого цвета следующего состава, % масс.:

натриевые соли жирных кислот C₁₆-C₁₈ 9,0-45,0

триглицериды 8,0-9,0

свободная щелочь 0,1-0,7

вода до 100

Наличие свободной щелочи в МЩР оказывает отрицательное действие на качество приготовленных с ним строительных растворов и бетонных смесей. Так, строительные растворы, приготовленные с таким МЩР, скользят и с ними трудно работать, а бетонные смеси сильно растекаются, кроме того, они обладают низкой морозостойкостью. Для устранения этих недостатков МЩР обрабатывают 1%-ным раствором фосфорной кислоты до рН 7,0-7,5. При этом содержание свободных ионов РO

должно быть в пределах 0,01-0,05% масс.

Триэтаноламин - бесцветная вязкая жидкость с температурой кипения 360°С, гигроскопична, хорошо растворяется в воде и является прекрасным ингибитором коррозии.

Серебро азотнокислое обеспечивает длительную сохранность пластифицирующей добавки.

Получаемые бетонные смеси и строительные растворы, приготовленные с предложенной пластифицирующей добавкой “САБОН”, обладают высокими качественными характеристиками: морозостойкостью, подвижностью при сохранении прочности и сохранности строительного раствора.

Ниже приведены примеры приготовления бетонных и растворных смесей с добавлением САБОНа и их свойства.

Количество свободных ионов РO

в МЩР определяют следующим образом.

В коническую колбу берут навеску МЩР, обработанного раствором кислоты, в количестве 5-6 г с точностью до 0,01 г, прибавляют 50 мл 96%-го предварительно нейтрализованного спирта, 2-3 капли индикатора метилового красного и титруют 0,1 Н раствором гидроксида натрия до изменения окраски.

Содержание свободных ионов РO

определяют по формуле:

Х=(0,0032×У×К×100)/Р,

где 0,0032 - количество ионов РO

, соответствующее 1 мл 0,11-1 раствора гидроксида натрия, г;

У - количество миллилитров 0,1 Н раствора гидроксида натрия, израсходованное на титрование МЩР, обработанного раствором кислоты;

К - поправка к титру 0,1 Н раствора гидроксида натрия;

Р - навеска, г.

Для приготовления опытных образцов бетонных смесей и строительных растворов используют следующие материалы:

портландцемент М400

кварцевый песок с модулем крупности М_кр=1,2-2,2

гранитный щебень фракции 5-20 мм

триэтаноламин (ТЭА)

серебро азотнокислое

Бетонную смесь готовят путем перемешивания цемента с крупным заполнителем, песком, водной суспензией добавок и водой затворения. Подвижность бетонных смесей определяют по ГОСТ 10181.1-81.

После определения подвижности из бетонных смесей формуют образцы размеров 10×10×10 см и подвергают их тепловой обработке при 80°С по режиму 3 ч +3 ч +6 ч +2 ч (предварительное выдерживание, подъем температуры, изотермический прогрев, остывание).

Термообработанные образцы распалубливают, выдерживают 28 дней при плюс 18-22°С и определяют прочность при сжатии по ГОСТ 10180-90, затем насыщают водой в течение 24 часов и испытывают на морозостойкость путем многократного замораживания при минус 40°С и оттаивания. После каждого оттаивания определяют прочность при сжатии. За показатель морозостойкости берут число циклов, при которых уменьшение прочности образцов не превышало 25%.

Строительный раствор готовят путем перемешивания в растворомешалке песка и добавок с водой затворения в течение 1,5-2 минут. Затем вводят портландцемент и продолжают перемешивание еще в течение 2-3 минут.

Приготовленную растворную смесь из смесителя выгружают в емкость, а затем через определенные промежутки времени (24 и 30 ч) отбирают пробы раствора для определения подвижности по глубине погружения в нее эталонного конуса.

Для определения морозостойкости затвердевшего раствора, насыщенного водой, замораживают при минус 40°С и оттаивают при комнатной температуре с последующим определением прочности на сжатие. За морозостойкость принимают количество циклов попеременного замораживания и оттаивания образцов, у которых прочность снизилась не более чем на 25% при потере в массе не более 5%.

Пример №1

Берут 225 г цемента и смешивают его с 1140 г заполнителя, представляющего собой смесь гранитного щебня и речного песка в соотношении 1,7:1, добавляют туда 30 г САБОНа, 105 г воды и перемешивают 3 минуты. При этом САБОН содержит 0,03%масс. свободных ионов РO

. Определяют подвижность полученной бетонной смеси и готовят образец размерами 10х10х10 см, который подвергают тепловлажностной обработке по режиму 3 ч + 3 ч + 6 ч + 2 ч при 80°С. Полученному образцу определяют прочность и морозостойкость.

Состав САБОНа и результаты испытания представлены в таблице №1.

Пример №2

Образец бетонной смеси получают по примеру №1 с той разницей, что берут 270 г цемента, 1005 г заполнителя, 37,5 г САБОНа, содержащего 0,01% масс. фосфат-ионов, и 187,5 г воды.

Состав САБОНа и результаты испытания представлены в таблице №1.

Пример №3

Образец бетонной смеси получают по примеру №1 с той разницей, что берут 375 г цемента, 900 г заполнителя, 45,0 г САБОНа, содержащего 0,05% масс. свободных фосфат-ионов, и 180 г воды.

Состав САБОНа и результаты испытания представлены в таблице №1.

Пример №4 (сравнительный)

Образец бетонной смеси получают по примеру №1 с той разницей, что берут САБОН, содержащий 0,005% масс. свободных фосфат-ионов.

Состав САБОНа и результаты испытания представлены в таблице №1.

Пример №5 (сравнительный)

Образец бетонной смеси получают по примеру №1 с той разницей, что берут САБОН, содержащий 0,06%масс. свободных фосфат-ионов.

Состав САБОНа и результаты испытания представлены в таблице №1.

Пример №6 (сравнительный)

Образец бетонной смеси получают по примеру №1 с той разницей, что САБОН содержит 0,06% масс. ТЭА.

Состав САБОНа и результаты испытания представлены в таблице №1.

Пример №7 (сравнительный)

Образец бетонной смеси получают по примеру №1 с той разницей, что САБОН содержит 0,005% масс. ТЭА.

Состав САБОНа и результаты испытания представлены в таблице №1.

Пример №8 (сравнительный)

Образец бетонной смеси получают по примеру №1 с той разницей, что САБОН содержит 0,0008% масс. серебра азотнокислого.

Состав САБОНа и результаты испытания представлены в таблице №1.

Пример №9 (сравнительный)

Образец бетонной смеси получают по примеру №1 с той разницей, что САБОН содержит 0,006% масс. серебра азотнокислого.

Состав САБОНа и результаты испытания представлены в таблице №1.

Пример №10 (по прототипу)

Образец бетонной смеси готовят по примеру №1 с той разницей, что берут 5,4 г 10%-го водного раствора сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ), 0,0075 г подогретого до 60°С соапстока, 3,21 г отходов коксо-газовых заводов (ОКГЗ) и 128,0325 г воды. Эту добавку вводят в бетонную смесь, состоящую из 250,8 г цемента и 1112,55 г заполнителя. Массу перемешивают в течение 2 минут.

Результаты испытания представлены в таблице №1.

Пример №11

Для приготовления строительного раствора помещают в растворомешалку 329,0 г песка; 8,75 г САБОНа, содержащего 0,03% масс. свободных фосфат-ионов, и 77,25 г воды, перемешивают в течение 1,5 минут, затем вводят туда 85,0 г портландцемента и продолжают перемешивание еще 3 минуты. Полученный раствор испытывают на подвижность, и готовят из него образцы для определения показателей прочности и морозостойкости.