Бетонная смесь

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности получению монолитного бетона или железобетона, применяемых в гражданском и промышленном строительстве. Бетонная смесь, содержащая заполнитель - песок и щебень, пластификатор, цемент, воду, дополнительно содержит технологическую добавку - продукт взаимодействия триэтаноламина и высших ненасыщенных жирных кислот или их смеси с насыщенными жирными кислотами, в которой содержание ненасыщенных жирных кислот не ниже 80%, при мольном соотношении триэтаноламина и высших ненасыщенных жирных кислот от 1:0,8 до 1:1,35 и следующем составе бетонной смеси, кг/м³: цемент - 350-362, песок - 735-770, щебень - 1072-1120, вода - 168-181, пластификатор - 0,35-0,60, указанная добавка - 0,0006-0,008% от массы цемента. Технический результат - повышение монолитности бетона, долговечности бетонных конструкций, эффективности пеногашения и ускорение твердения бетонов в первые дни. 2 табл.

 

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности, для получения монолитного бетона или железобетона, применяемых в гражданском и промышленном строительстве.

Известны бетонные смеси, содержащие портландцемент, песок, щебень, воду, суперпластификатор С-3 и минеральные добавки (Патент России №2223242), суперпластификатор С-3 в смеси с декстрином (заявка на патент РФ №2002100515), суперпластификатор С-3 в смеси с гидрофобизирующей жидкостью ГКЖ (Патент России №2203241), суперпластификатор С-3 в смеси с кремнийорганической жидкостью в количестве 0,009-0,8 мас.%. (заявка на патент РФ №92006790). Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является бетонная смесь (патент РФ №2149851), включающая, мас.%: портландцемент 22,3-24; заполнитель - песок и щебень 67,0-72,0; пигмент 0,67-1,22; пластификатор 0,11-0,21 выбранный из группы: суперпластификатор С-3 на основе продукта конденсации натриевой соли нафталинсульфокислоты и формальдегида; смесь суперпластификатора С-3 с 50% водным раствором поливинилацетатной эмульсии в соотношении 3,33-4,7:1, та же смесь с эпоксидной смолой и аминным отвердителем, остальное - вода. Прочность на сжатие бетона составляет до 72,0 МПа, морозостойкость до 300 циклов, структурная вязкость бетонной смеси до 1100 Па·с, осадка конуса 9 см.

Недостатком данной смеси является низкая пластичность получаемого бетона. Задачами, решаемыми изобретением, являются:

- увеличение монолитности бетона, эффективности пеногашения и обеспечение ускорения твердения бетонов в первые дни;

- обеспечение совместимости технологической добавки с растворами пластификаторов (суперпластификатор С-3, лигносульфонаты и др.).

Поставленные задачи решаются тем, что бетонная смесь, содержащая заполнитель - песок и щебень, пластификатор, цемент, воду, дополнительно содержит технологическую добавку - продукт взаимодействия триэтаноламина и высших ненасыщенных жирных кислот, в основном олеиновой и линоленовой кислот, или их смеси с насыщенными жирными кислотами, в которых содержание ненасыщенных жирных кислот не ниже 80%, при мольном соотношении триэтаноламина и высших ненасыщенных жирных кислот от 1:0,8 до 1:1,35 и следующем составе бетонной смеси, кг/м³: цемент - 350-362, песок - 735-770, щебень - 1072-1120, вода - 168-181, пластификатор - 0,35-0,60, указанная добавка - 0,0006-0,008% от массы цемента.

Синтез технологической добавки - сложных эфиров триэтаноламина проводили на опытно-промышленной установке или в лабораторном реакторе, оснащенном дефлегматором, холодильником и емкостью для отгона. В реактор загружали в необходимом отношении (см. Таблица 1) триэтаноламин, ненасыщенные жирные кислоты и до 0,2% обычных катализаторов синтеза сложных полиэфиров, включали нагрев, поднимали температуру реакционной массы до 180-190°С и поддерживали флегмовое число на уровне 0,3-0,7. После выдержки при этой температуре и достижения кислотного числа не более 50 мг КОН/г, давали вакуум и увеличивали флегму на дефлегматоре до 1,0-1,5 и к концу процесса до 2-3. При достижении кислотного числа менее 2,5 мг КОН/г реакционную смесь охлаждали и анализировали готовый продукт. Характеристики продукта приведены в таблице 1.

Таблица 1 Синтез технологической добавки при различном мольном отношении триэтаноламин - ненасыщенная кислота (А/(Б+В+Г)). Компоненты: А-Триэтаноламин, Б-олеиновая, В-линолевая. Г-линоленовая, Д-синтетические жирные кислоты фракции (С10-С16) (насыщенные)
№ №	Добавки	Компоненты, моль	Мольное отношение А/(Б+В++Г)	Показатели продукта
А	Б	В	Г	Д	%ОН	к.ч.мг КОН/г
1	П-1	1,00	1,1	-	-		1:1,1	3,0	1,2
2*	П-2	1,00	0,39	0,35	0,06	0,25	1:0,80	4,0	1,5
3	П-3	1,00	0,53	0,49	0,03	-	1:1,05	6,06	1,8
4*	П-4	1,00	0,68	0,62	0,05	0,30	1:1,35	3,7	2,4
*В примере 2 содержание (Б+В+Г) - 80%, в примере 4 - 81%.

Синтезированные продукты были использованы для сравнительных испытаний в бетонных смесях совместно с пластифицирующими добавками. В качестве пластификаторов для испытаний использовали суперпластификатор С-3 (соль высокомолекулярного конденсата нафталинсульфокислоты и формальдегида, в частности полинафталинметилсульфанат натрия) и лигносульфонат.

Для каждого примера была приготовлена серия образцов на одном и том же сырье. Для испытания и сравнения были приготовлены образцы растворов бетона и измерены: осадка конуса, содержание воздуха, прочность на сжатие в возрасте 1, 3, 7, 14, 28 суток. Раствор бетона приготавливали, как указано в таблице 2.

Количество технологической добавки изменяли в пределах 0,1:6% от веса суперпластификатора С-3 или лигносульфонатов (0,0006-0,008% от веса цемента). Качество бетонных смесей характеризовали составом, измерением осадки конуса, содержания воздуха и плотности бетонной смеси. Скорость твердения бетона определяли измерением прочности на сжатие в возрасте 1, 3, 7, 14, 28 суток.

Как видно из примеров 1-4, приведенных в таблице 2, технологические добавки по изобретению обладают высокой эффективностью и могут применяться в количествах менее 0,001% от веса цемента. В таких количествах они обеспечивают прирост прочности в первые 1-7 суток (в сравнении с бетонной смесью, содержащей только пластификаторы) на 10-18%, при низком содержании воздуха - менее 2,3%.

Кроме свойств пеногашения и ускорения твердения, технологические добавки по изобретению обеспечивают высокую монолитность бетона. Примеры 5, 6 иллюстрируют это свойство. Плотность бетона, определенная по ГОСТ 10181-2000, с использованием технологической добавки по изобретению при использовании пластификаторов С-3 или его смеси с лигносульфонатом выше не только по отношению к бетону с пластифицирующими добавками, но и к бетону без пластифицирующих добавок. Высокая плотность бетона обеспечивает не только высокую прочность бетона (см. таблица 2), но вследствие этого высокую стойкость ко всем видам коррозийного разрушения, т.е. обеспечивает повышенную долговечность бетонных конструкций.

Бетонная смесь, содержащая заполнитель - песок и щебень, пластификатор, цемент, воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит технологическую добавку - продукт взаимодействия триэтаноламина и высших ненасыщенных жирных кислот или их смеси с насыщенными жирными кислотами, в которой содержание ненасыщенных жирных кислот не ниже 80%, при мольном соотношении триэтаноламина и высших ненасыщенных жирных кислот от 1:0,8 до 1:1,35 и следующем составе бетонной смеси, кг/м³:

Цемент 350-362

Песок 735-770

Щебень 1072-1120

Вода 168-181

Пластификатор 0,35-0,60

Указанная добавка, %от массы цемента 0,0006-0,008