Комплексная добавка для бетонов и растворов
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. Комплексная добавка для бетонов и растворов, включающая хлорид кальция, полиспирты, дополнительно содержит нитрит натрия и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлорид кальция - 25-30, полиспирты - 0,3-1,0, нитрит натрия - 12-16, вода - остальное. Добавка может дополнительно содержать лигносульфонат в количестве 0,2-1 мас.% или сахарат кальция при массовом отношении сахарата кальция и хлорида кальция 0,001-0,0015:1, а в качестве полиспиртов глицерин. Предпочтительно следующее соотношение компонентов, мас.%: хлорид кальция - 30, нитрит натрия - 15, глицерин - 0,35, лигносульфонат - 0,25, вода - остальное. Технический результат - ускорение набора прочности как в ранние, так и в поздние сроки твердения, увеличение пластичности бетонной смеси и возможность работать при отрицательных температурах окружающего воздуха. 4 з.п. ф-лы, 4 табл.
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.
Известно применение комплексной добавки, состоящей из сульфата алюминия и хлористого кальция, для ускорения схватывания и повышения прочности через 1 сутки (А.С. SU 302320, С 04 В 21/20, опубл. 1970 г.).
Известна комплексная добавка к бетонам и растворам для работы при отрицательных температурах окружающего воздуха, включающая сахарат кальция и хлористый кальций при массовом соотношении сахарата кальция и хлористого кальция 0,0001-0,001:1 (Патент RU №2187480, МПК7 С 04 В 28/02, опубл. 20.08.2002 г.).
Известна добавка в бетонную смесь для повышения прочности бетона в ранние сроки твердения, включающая гидрооксид натрия и глицерин (Патент RU №2185347, МПК7 С 04 В 28/02, опубл. 20.07.2002 г.).
Общим недостатком вышеперечисленных комплексных добавок является недостаточно высокая скорость набора прочности в ранние сроки твердения, кроме этого добавки недостаточно морозостойки.
Наиболее близким техническим решением является комплексная добавка для бетонов и растворов (Патент RU №2168478, МПК7 С 04 В 28/04, опубл. 6.10.2001 г.), включающая ускоритель и пластификатор, причем в качестве ускорителя используют соли соляной и муравьиной кислот, а в качестве пластификатора - полиспитры. В качестве соли соляной кислоты используются хлориды кальция, калия и натрия.
Эта добавка также обладает недостатками вышеперечисленных добавок.
Задачей предлагаемого решения является разработка оптимального состава комплексной добавки, приводящей к ускорению твердения бетона, повышению пластичности (подвижности) бетонной смеси, повышению морозостойкости и уменьшению коррозии арматуры.
Поставленная задача решается с помощью комплексной добавки для бетонов и растворов, включающей хлорид кальция, полиспирты, нитрит натрия и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Хлорид кальция | 25-30 |
| Полиспирты | 0,3-1,0 |
| Нитрит натрия | 12-16 |
| Вода | Остальное |
Комплексная добавка может содержать в качестве пластификатора дополнительно лигносульфонат в количестве 0,2-1 мас.%.
Комплексная добавка в качестве полиспиртов предпочтительно содержит глицерин, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Хлорид кальция | 30 |
| Нитрит натрия | 15 |
| Глицерин | 0,35 |
| Лигносульфонат | 0,25 |
| Вода | Остальное |
Комплексная добавка дополнительно может содержать сахарат кальция при массовом отношении сахарата кальция и хлорид кальция 0,001-0,0015:1.
В предлагаемой комплексной добавке подобран оптимальный состав компонентов, ускоряющий набор прочности как в ранние, так и в поздние сроки твердения. Дополнительное введение лигносульфоната позволяет значительно увеличить пластичность бетонной смеси. В качестве полиспиртов можно использовать любые известные, предпочтительно глицерин, использование которого в сочетании с другими пластификаторами позволяет получать как плотные, так и поризованные бетонные смеси.
Введение сахарата кальция позволяет увеличить эффективность при производстве бетонных работ, проводящихся при отрицательных температурах окружающего воздуха, и способствует как ускорению набора прочности, так и увеличению прочности бетона.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при добавлении комплексной добавки к бетонам и растворам, является ускорение набора прочности как в ранние, так и в поздние сроки твердения, увеличение пластичности бетонной смеси и возможность работать при отрицательных температурах окружающего воздуха.
Для приготовления комплексной добавки используются глицерин, полученный по ГОСТу 6824-95, кальций хлористый технический жидкий, полученный по ГОСТу 450-77, лигносульфонат технический порошкообразный, полученный по ТУ 54-028-00279580-97, пластификатор лигносульфонат модифицированный гранулированный, полученный по ТУ 5870-001-58042865-03, нитрит натрия, полученный по ГОСТу 19906.
Определение подвижности, жесткости и объемной массы бетонной смеси, прочности и морозостойкости бетона производилось в соответствии с требованиями ГОСТ 10181-81 "Смеси бетонные. Методы испытания", ГОСТ 10181-78 "Бетоны. Методы определения прочности на сжатие и растяжение", ГОСТ 10860-76 "Бетоны. Методы определения морозостойкости". В таблицах 1-4 представлены данные о составе добавки в проведенных испытаниях, подтверждающие полученный технический результат.
Комплексной добавке присвоено условное наименование "Бенотех ПМП-1".
Бетонную смесь готовят по следующей методике: цемент и заполнители вводят в смеситель и интенсивно перемешивают, в полученную сухую смесь вносят комплексную добавку в количестве от 0,5 до 5% от массы цемента и смесь перемешивают до однородной массы. Затем готовят бетонные изделия по стандартной методике изготовления образцов лабораторного типа.
Для приготовления бетонной смеси использовались цемент - пц400, изготовитель ОАО "Искитмцемент"; песок с Мкр.=2,15, загрязненность 1,2% - изготовитель АОЗТ "Северо-Криводановский карьер"; щебень-диабаз, фракции 5-20 мм - производитель ОАО "Каменный карьер" п.Горный.
Из представленных в таблицах 1-4 данных видно, что предлагаемая добавка обладает высокой эффективностью при проведении бетонных работ, проводящихся при отрицательных температурах окружающего воздуха. Применение добавки способствует как ускорению набора прочности, так и увеличению прочности бетона. При этом повышаются защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре. Коррозия отсутствует.
| Табл.1 Состав добавки "Бенотех ПМП-1" | |||||||
| № п/п | Хлорид кальция, мас.% | Нитрит натрия, мас.% | Полиспирты, мас.% | Лигносульфонат, мас.% | Сахарат кальция, мас.% | Вода, мас.% | |
| Глицерин | Пентаэритрит | ||||||
| 1 | 30,0 | 15,0 | 0,35 | - | 0,25 | - | 54,4 |
| 2 | 30,0 | 16,0 | 0,305 | - | - | - | 53,695 |
| 3 | 25,0 | 12,0 | - | 1,0 | 1,0 | 0,03 | 60,97 |
| 4 | 30,0 | 15,0 | 0,35 | - | - | 0,45 | 54,20 |
| 5(прототип) | 66,0 | Соль муравьиной кислоты - 100 | - | 24,0 | - | - | - |
| Табл.4 Эффективность действия добавки "Бенотех ПМП-1" в бетоне | ||||||||||
| №№п/п | Расход материалов на 1 м3 бетона | Плотность бетонной смеси, кг/м3 | Осадка конуса, см | Ц/в | Прочность на сжатие в возрасте, МПа | |||||
| Цемент, кг | Песок, кг | Щебень, кг | Вода, л | Добавка, % от массы цемента | 1 сутки | 28 суток | ||||
| Бетоны (состав добавки №3 из таблицы 1) | ||||||||||
| 1 | 450 | 705 | 1000 | 180 | - | 2375 | 4,0 | 2,5 | 12,9 | 48,2 |
| 2 | 450 | 705 | 1000 | 160 | 0,5 | 2375 | 3,0 | 2,8 | 19,4 | 51,7 |
| 3 | 450 | 705 | 1000 | 151 | 1,0 | 2375 | 2,5 | 2,98 | 19,5 | 52,2 |
| 4 | 450 | 705 | 1000 | 144 | 1,5 | 2375 | 4,0 | 3,1 | 22,6 | 51,7 |
| 5(прототип) | 450 | 705 | 1000 | 144 | 3,0 | 2375 | 4,0 | 3,1 | 15,9 | 49,5 |
| Строительный раствор Пк3 (8-12 см) (состав добавки №4 из таблицы 1) | ||||||||||
| 1 | 350 | 1250 | - | 240 | - | 2075 | 10,0 | 1,46 | 2,4 | 19,6 |
| 2 | 350 | 1250 | - | 149 | 0,5 | 2075 | 9,0 | 2,35 | 3,6 | 23,1 |
| 3 | 350 | 1250 | - | 142 | 1,0 | 2075 | 8,0 | 2,46 | 4,0 | 22,8 |
| 4 | 350 | 1250 | - | 140 | 1,5 | 2075 | 8,5 | 2,5 | 4,6 | 24,8 |
| 5(прототип) | 350 | 1250 | - | 140 | 3,0 | 2075 | 8,0 | 2,5 | 2,5 | 20,0 |
1. Комплексная добавка для бетонов и растворов, включающая хлорид кальция, полиспирты, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит нитрит натрия и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Хлорид кальция | 25-30 |
| Полиспирты | 0,3-1,0 |
| Нитрит натрия | 12-16 |
| Вода | Остальное |
2. Комплексная добавка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит лигносульфонат в количестве 0,2-1 мас.%.
3. Комплексная добавка по п.2, отличающаяся тем, что в качестве полиспиртов содержит глицерин.
4. Комплексная добавка по п.3, отличающаяся тем, что имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:
| Хлорид кальция | 30 |
| Нитрит натрия | 15 |
| Глицерин | 0,35 |
| Лигносульфонат | 0,25 |
| Вода | Остальное |
5. Комплексная добавка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит сахарат кальция при массовом соотношении сахарата кальция и хлорида кальция 0,001-0,0015:1.
