Комплексная добавка
Владельцы патента RU 2273612:
Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) (RU)
Изобретение используется для приготовления штукатурных составов, отделочных составов и бетонов. Технический результат - повышение морозостойкости и коррозионной стойкости, а также темпа набора прочности в ранние сроки твердения. Комплексная добавка к цементному вяжущему, содержащая смолу древесную омыленную СДО, суперпластификатор С-3, тонкодисперсный наполнитель, содержит молотый алеврит в качестве тонкодисперсного наполнителя и дополнительно полиэтилгидросилоксан, гидрофобизирующий агент - сажу и ускоритель твердения - поташ, при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиэтилгидросилоксан 0,05-0,075, сажа 0,1-0,25, суперпластификатор С-3 15-21, смола древесная омыленная СДО 0,5-2, поташ 14-25, алеврит 55-70. 2 табл.
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве комплексной добавки к цементному вяжущему для изготовления бетонов и растворов с повышенной долговечностью и коррозионной стойкостью.
Известно комплексное вяжущее, включающее мас.%: портландцемент 8,3-30,0; минеральный заполнитель 50,0-83,0; микрокремнезем 0,8-14,0; суперпластификатор на основе натриевой соли нафталинсульфокислоты с формальдегидом 0,08-0,8; гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость на основе силиконатов натрия и полигидросилоксанов 0,009-0,8; вода остальное (RU, патент №2057098, 6 С 04 В 28/04, С 04 В 28/04, С 04 В 24/24, С 04 В 24/40, 1992.11.16).
Недостатком строительной смеси с данной добавкой является замедленный темп набора прочности в ранние сроки твердения, недостаточная морозостойкость и коррозионная стойкость составов на ее основе.
Ближайшим из аналогов является добавка для бетона на цементном вяжущем: дисперсный кремнезем 50-65, суперпластификатор 15-20, смола нейтрализованная воздухововлекающая или гидрофобизирующий кремнийорганический порошок 0,1-0,5, модифицированные электролитами технические лигносульфонаты с мол. м. 10-50 КДА 10-12 (RU, патент №2177919, С 04 В 28/02, С 04 В 111/20, 2000.02.14).
Недостатком бетона с данной комплексной добавкой является замедленный темп набора прочности в ранние сроки твердения.
Задача настоящего изобретения - снижение водопоглощения бетонных и растворных смесей, увеличение коррозионной стойкости и долговечности бетонов и растворов при высоких темпах набора прочности.
Технический результат достигается за счет того, что комплексная добавка к цементному вяжущему, содержащая смолу древесную омыленную СДО, суперпластификатор С-3, тонкодисперсный наполнитель, отличающаяся тем, что она содержит молотый алеврит в качестве тонкодисперсного наполнителя и дополнительно полиэтилгидросилоксан, гидрофобизирующий агент - сажу и ускоритель твердения - поташ, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| полиэтилгидросилоксан | 0,05-0,075 |
| сажа | 0,1-0,25 |
| суперпластификатор С-3 | 15-21 |
| смола древесная омыленная СДО | 0,5-2 |
| поташ | 14-25 |
| алеврит | 55-70 |
Сочетание комплексного гидрофобизующего агента (сажи и полиэтилгидросилоксана) позволяет более полно проводить гидрофобизацию строительного раствора или бетона и дает большие значения долговечности, морозостойкости и коррозионной стойкости.
Тело затвердевшего цементного раствора или бетона представляет собой капиллярно-пористое тело с развитой поверхностью внутренних пор и капилляров. Вследствие формирования тонких незамкнутых пор неправильной формы с размером 10-5...10-4 мм, занимающих значительный объем цементного камня, он активно поглощает воду, что приводит к деструктивным явлениям и процессам, вызывающим снижение прочности цементного камня.
Для предотвращения капиллярного подсоса воды и, следовательно, увеличения коррозионной стойкости и долговечности бетонов и растворов используется комплексный гидрофобный агент, состоящий из смеси ультрамелкодисперсной сажи и полиэтилгидросилоксана.
При введении в цементно-песчаную смесь кремнийорганического полимера на поверхности гидратирующихся частиц цемента образуется химически фиксированная полисилоксановая пленка толщиной от 10 до 3000 ангстрем, что соответствует слою, содержащему в поперечном сечении от 1 до нескольких десятков молекул. Благодаря малой толщине незначительные количества кремний-органической жидкости могут образовывать гидрофобную пленку, способную гидрофобизировать значительные поверхности гидратирующихся частиц цементного теста.
На практике далеко не вся поверхность пор и капилляров оказывается гидрофобизированной, так как поверхности зерен гидратирующего цемента свойственна значительная анизотропность - имеются активные участки, где происходит адсорбция с появлением дефектов поверхности (трещин, царапин) и где может адсорбироваться кремнийорганическая жидкость. Имеются участки со значительно сниженным сродством поверхности к кремнийорганической жидкости и где адсорбция, возможно, вообще не происходит. В первую очередь, это бездефектные, "ровные", участки частичек цемента или минерального порошка с пониженными значениями поверхностной энергии.
В свою очередь, сажа, будучи энергетически стабильной и в то же время проявляя свойства поверхностно-активных веществ, адсорбируется именно на участках с малой поверхностной энергией. В результате гидрофобизация происходит более полно, что положительно сказывается на долговечности и коррозионной прочности строительных составов.
Применение воздухововлекающей добавки смолы древесной смыленной СДО способствует высокому уровню вовлечения в систему воздуха в виде условно замкнутых пор. Если условий для миграции воды нет, т.е. если поры условно замкнуты, морозостойкость обеспечивается даже в тех случаях, когда объем пор довольно высок, причем поры здесь являются демпферами, компенсирующими увеличение объема воды в цементном камне при замерзании.
Применение суперпластификатора С-3 приводит к уменьшению водоцементного отношения, что, в свою очередь, приводит к снижению водопроницаемости цементного камня и обеспечивает при прочих равных условиях повышение его водостойкости, так как уменьшается интенсивность вымывания, выщелачивания из цементного камня легкорастворимых веществ.
В качестве ускорителя твердения используется поташ, который повышает скорость схватывания и твердения цемента, несколько замедленную вследствие применения высокомолекулярных соединений.
Таким образом, компоненты комплексной добавки обеспечивают высокую морозостойкость, коррозионную и атмосферную стойкость цементного камня, увеличивают его долговечность и улучшают его совместную работу с ограждающей конструкцией.
Комплексную добавку готовят путем совместного тонкого помола сухих компонентов в вышеуказанных количествах и затем смешивают с портландцементом марки 400, с ее содержанием 5-10% по массе цемента на сухое вещество.
| Табл.1 Рекомендуемые составы комплексной добавки. | |||
| Компоненты | Состав добавки мас.% в добавке | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Полиэтилгидросилоксан | 0,05 | 0,065 | 0,075 |
| Сажа | 0,25 | 0,135 | 0,125 |
| Смола древесная омыленная СДО | 0,7 | 0,8 | 0,8 |
| Поташ | 19 | 19 | 19 |
| Суперпластификатор С-3 | 20 | 20 | 15 |
| Алеврит | 60 | 60 | 65 |
| Табл.2 Результат испытания добавки в бетонных смесях. | ||||||
| Показатели | Состав 1 | Состав 2 | Состав 3 | Прототип | ||
| Состав 1 | Состав 2 | Состав 3 | ||||
| В/Ц | 0,31 | 0,315 | 0,33 | 0,35 | 0,317 | 0,29 |
| Прочность при сжатии в возрасте 28 сут., МПа | 77,1 | 74,6 | 75,3 | 61,3 | 69,7 | 74,8 |
| Водопоглощение, % | 1,07 | 1,01 | 0,94 | - | - | - |
| Морозостойкость, циклов | 500 | 550 | 650 | - | 100 | 600 |
| Время схватывания, мин | 22 | 26 | 31 | - | - | - |
Комплексная добавка к цементному вяжущему, содержащая смолу древесную омыленную СДО, суперпластификатор С-3, тонкодисперсный наполнитель, отличающаяся тем, что она содержит молотый алеврит в качестве тонкодисперсного наполнителя и дополнительно полиэтилгидросилоксан, гидрофобизирующий агент - сажу и ускоритель твердения - поташ, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Полиэтилгидросилоксан | 0,05-0,075 |
| Сажа | 0,1-0,25 |
| Суперпластификатор С-3 | 15-21 |
| Смола древесная омыленная СДО | 0,5-2 |
| Поташ | 14-25 |
| Алеврит | 55-70 |
