Способ получения комплексной добавки в бетонные смеси и строительные растворы

Изобретение относится к области получения строительных материалов, а именно к комплексным добавкам, используемым в производстве бетонов, строительных растворов, железобетонных и строительных бетонных изделий. Технический результат - улучшение стабильности свойств комплексной добавки при хранении, снижение ее расхода, предотвращение высолов, повышение ранней прочности и морозостойкости. По способу получения комплексной добавки в бетонные смеси и строительные растворы смешивают суперпластификатор С-3, лигносульфонаты технические и серосодержащие продукты - соли сероочистки коксохимических производств, либо сульфат натрия, либо тиосульфат натрия, либо их смесь при массовом соотношении смеси С-3 с лигносульфонатами техническими и серосодержащих продуктов (70-120):(5-30). Серосодержащие продукты предварительно измельчают в молотковой дробилке при центробежном ускорении 180-220 g до удельной поверхности 700-800 м2/кг, а суперпластификатор С-3 и лигносульфонаты технические смешивают в массовом соотношении (20-30):(50-70) в центробежном смесителе при центробежном ускорении 1-3 g в течение 2,5-3,5 минут с последующим измельчением в валковой дробилке с зазором между ее валками 0,5-1,0 мм. 2 табл.

 

Изобретение относится к области получения строительных материалов, а именно к добавкам, используемым в производстве бетонов, строительных растворов, железобетонных и специальных бетонных изделий.

Имеющийся мировой опыт показывает, что требования современных технологий по получению строительных материалов ужесточаются. Строительный материал должен обладать заданными гармонично сочетаемыми свойствами: в этих случаях рационально использование комплексных добавок.

Известны способы получения бетонных смесей, при осуществлении которых используется метод механоактивации (патенты РФ №2133724, опубл. 1999 г., №2243948, опубл. 2005 г.). Однако известные способы не обеспечивают высоких показателей комплексных добавок, содержащих в своем составе два и более компонентов, имеющих различную химическую природу.

Наиболее близким решением к заявляемому является способ получения комплексной добавки в бетонные смеси и строительные растворы, защищенный патентом РФ №2270815 (опубл. 2006 г.), состоящей из суперпластификатора С3 (15,00-85,00 мас.ч.), едкого натра (0,02-0,25 мас.ч.), лигносульфонатов технических (1,50-15,00 мас.ч.) и смеси балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия (остальное). В соответствии с решением прототипа указанную комплексную добавку получают путем принудительного смешивания компонентов при температуре 15-50°С с расчетом получения водного раствора с плотностью 1120-1320 кг/м3 с дальнейшим смешиванием до получения стабильного значения рН. Техническим результатом, полученным при осуществлении способа получения указанной комплексной добавки, явилась стабилизация свойств при хранении по показателям подвижности бетонной смеси и набору ранней прочности бетоном, в том числе при пониженной температуре. Однако указанное решение имеет ряд недостатков, а именно: для достижения технического результата в состав комплексной добавки вводится щелочной компонент (как правило, едкий натр), который безусловно ухудшает свойства получаемого бетона. Кроме того, заявленные технологические режимы получения комплексной добавки не обеспечивают ее высокой эффективности после хранения.

Суть изобретения заключается в следующем.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является отработка технологии способа получения высокоэффективной комплексной добавки для бетонных смесей и строительных растворов с заданным составом, а именно содержащей суперпластификтор С-3, лигносульфонаты технические и серосодержащие продукты, выбранные из группы: соли сероочистки коксохимических производств, сульфат натрия и тиосульфат натрия либо их смесь.

Техническим результатом заявляемого изобретения является улучшение показателя стабильности свойств комплексной добавки при хранении, предотвращение высолов на поверхности бетонов при использовании комплексной добавки в составе бетонной смеси, снижение количества используемой комплексной добавки при приготовлении бетонной смеси.

Указанный технический результат достигается за счет применения при получении комплексной добавки для бетонных смесей путем смешивания предварительной механоактивации компонентов, входящих в ее состав, при этом механоактивация компонентов, имеющих различную химическую природу (органическое и неорганическое происхождение веществ), осуществляется отдельно и с различными технологическими режимами.

В соответствии с заявляемым способом серосодержащие продукты - соли сероочистки коксохимических производств, сульфат натрия, тиосульфат натрия либо их смесь подвергают механоактивации измельчением в молотковой дробилке при центробежном ускорении 180-220 g до показателя удельной поверхности 700-800 м3/кг. Отдельно суперпластификатор С-3 и лигносульфонаты технические со средним диаметром частиц 0,140-0,160 мм смешивают в массовом соотношении (20-30):(50-70) в центробежном смесителе при центробежном ускорении 1-3 g в течение 2,5-3,5 минут с последующей механоактивацией, осуществляемой путем измельчения полученной смеси до остатка на сите 0,063 не более 10% в валковой дробилке с зазором между валками дробилки 0,5-1,0 мм. После раздельно проведенной механоактивации компонентов комплексной добавки проводят смешивание компонентов при следующем массовом соотношении: указанная смесь суперпластификатора С-3 и лигносульфонатов технических - 70-120 мас.ч., серосодержащие продукты: соли сероочистки коксохимических производств, сульфат натрия, тиосульфат натрия либо их смесь - 5-30 мас.ч.

Исследования, проведенные заявителем, показали, что заявленные технологические режимы при раздельной механоактивации компонентов комплексной добавки обеспечивают высокую реакционную способность компонентов, при этом частицы органических веществ (лигносульфонаты, суперпластификатор С-3) адсорбируются на поверхности неорганического вещества - солей сероочистки коксохимических производств, сульфата натрия, тиосульфата натрия либо их смесей, представляющих собой кристаллы, обволакивая их по всей поверхности. Достигаемая за счет заявленных технологических приемов физико-химическая модификация комплексной добавки обеспечивает в дальнейшем ее более высокую эффективность, стабильность свойств при хранении.

Полученный в соответствии с заявляемым способом продукт представляет собой порошок светло-коричневого цвета в сухом виде или жидкость темно-коричневого цвета при растворении его в воде с показателем активности водородных ионов рН 7-9.

Оценка и доказательства преимуществ заявляемого способа основаны на измерении и сравнении показателя стабильности свойств комплексной добавки при хранении, снижении количества используемой комплексной добавки при приготовлении бетонной смеси, предотвращении высолов на поверхности бетонов.

Для осуществления изобретения могут быть использованы следующие вещества:

Суперпластификатор С-3 ТУ 5745-004-43184789-05;

Соли сероочистки коксохимических производств ТУ 5870-001-75215422-05, а также ТУ 58760-029-00369171-02;

Сульфат натрия;

Тиосульфат натрия;

Лигносульфонаты технические ТУ 13-0281036-89.

Оценку значения показателя удельной поверхности производили по методике, изложенной в "Справочнике по строительным материалам для заводских и построечных лабораторий". / Под ред. А.Миронова: Гос. издательство по строительству, архитектуре и строительным материалам, М., 1961 г., с.61-65.

Для проведения испытаний полученной комплексной добавки готовили стандартный состав бетонной смеси, содержащей 1 часть цемента, 1,5 части песка, 3 части щебня фракции 5-20 мм, 2 части щебня фракции 20-40 мм и 0,38 частей воды. Для получения комплексной добавки использовали цемент Старооскольского цементного завода ПЦ - 5СО ДО и песок для строительных работ с модулем крупности 2,5.

Конкретная реализация заявляемого изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Готовили комплексную добавку путем измельчения в молотковой дробилке солей сероочистки коксохимических производств при центробежном ускорении 180 g до показателя удельной поверхности 700 м2/кг; отдельно проводили смешивание суперпластификатора С-3 (20 мас.ч.) с лигносульфонатами техническими (70 мас.ч.) в центробежном смесителе при центробежном ускорении 3 g в течение 3,5 мин с дальнейшим измельчением в валковой дробилке с зазором между валками 0,5 мм. После механоактивации осуществляли смешивание комплексной добавки при следующем массовом соотношении: указанная смесь суперпластификатора С-3 и лигносульфонатов технических - 70 мас.ч., соли сероочистки коксохимических производств - 5 мас.ч.

Пример 2. Готовили комплексную добавку путем измельчения в молотковой дробилке сульфата натрия при центробежном ускорении 200 g до показателя удельной поверхности 750 м2/кг, отдельно проводили смешивание суперпластификатора С-3 (25 мас.ч.) с лигносульфонатами техническими (60 мас.ч.) в центробежном смесителе при центробежном ускорении 2 g в течение 3,0 мин с дальнейшим измельчением в валковой дробилке с зазором между валками 0,75 мм. После механоактивации осуществляли смешивание комплексной добавки при следующем массовом соотношении: указанная смесь суперпластификатора С-3 и лигносульфонатов технических - 85 мас.ч., сульфат натрия - 15 мас.ч.

Пример 3. Готовили комплексную добавку путем измельчения в молотковой дробилке тиосульфата натрия при центробежном ускорении 220 g до показателя удельной поверхности 800 м2/кг, отдельно проводили смешивание суперпластификатора С-3 (30 мас.ч.) с лигносульфонатами техническими (50 мас.ч.) в центробежном смесителе при центробежном ускорении 3 g в течение 3,5 мин с дальнейшим измельчением в валковой дробилке с зазором между валками 1,0 мм. После механоактивации осуществляли смешивание составляющих комплексной добавки при следующем массовом соотношении: указанная смесь суперпластификатора С-3 и лигносульфонатов технических - 100 мас.ч., тиосульфат натрия - 30 мас.ч.

Пример 4. Готовили комплексную добавку путем измельчения в молотковой дробилке смеси солей сероочистки коксо-химических производств с сульфатом натрия в соотношении по массе 9:34 при центробежном ускорении 200 g до показателя удельной поверхности 750 м2/кг, отдельно проводили смешивание суперпластификатора С-3 (25 мас.ч.) с лигносульфонатами техническими (60 мас.ч.) в центробежном смесителе при центробежном ускорении 2 g в течение 3,0 мин с дальнейшим измельчением в валковой дробилке с зазором между валками 0,75 мм. После механоактивации осуществляли смешивание составляющих комплексной добавки при следующем массовом соотношении: указанная смесь суперпластификатора С-3 и лигносульфонатов технических - 85 мас.ч., смесь солей сероочистки коксохимических производств с сульфатом натрия - 15 мас.ч.

Пример 5. Готовили комплексную добавку путем измельчения в молотковой дробилке смеси солей сероочистки коксохимических производств с тиосульфатом натрия в соотношении по массе 10:51 при центробежном ускорении 220 g до показателя удельной поверхности 800 м2/кг, отдельно проводили смешивание суперпластификатора С-3 (25 мас.ч.) с лигносульфонатами техническими (60 мас.ч.) в центробежном смесителе при центробежном ускорении 2 g в течение 3,0 мин с дальнейшим измельчением в валковой дробилке с зазором между валками 0,75 мм. После механоактивации осуществляли смешивание составляющих комплексной добавки при следующем массовом соотношении: указанная смесь суперпластификатора С-3 и лигносульфонатов технических - 85 мас.ч., смесь солей сероочистки коксохимических производств с тиосульфатом натрия - 10 мас.ч.

Пример 6. Готовили комплексную добавку путем измельчения в молотковой дробилке смеси сульфата натрия с тиосульфатом натрия в соотношении по массе 10:15 при центробежном ускорении 220 g до показателя удельной поверхности 750 м2/кг, отдельно проводили смешивание суперпластификатора С-3 (25 мас.ч.) с лигносульфонатами техническими (60 мас.ч.) в центробежном смесителе при центробежном ускорении 3 g в течение 3,5 мин с дальнейшим измельчением в валковой дробилке с зазором между валками 0,75 мм. После механоактивации осуществляли смешивание составляющих комплексной добавки при следующем массовом соотношении: указанная смесь суперпластификатора С-3 и лигносульфонатов технических - 85 мас.ч., смесь сульфата натрия с тиосульфатом натрия - 20 мас.ч.

Пример 7 (в соответствии с прототипом). Готовили комплексную добавку путем смешения водного раствора компонентов (мас.ч.): смеси балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия - 69,80, суперпластификатора С-3 - 15,00, лигносульфонатов технических - 15,00 и гидроксида натрия - 0,20, осуществляли принудительное перемешивание до плотности водного раствора 1180 кг/м3 при температуре 30°С с использованием циркуляционного насоса при общей кратности циркуляции 10 в течение 0,4 часа.

В таблицах приведены сравнительные результаты испытаний комплексной добавки, полученной по заявляемому способу и в соответствии с решением прототипа.

Таблица 1
ПримерПодвижность бетонной смеси, смНаличие высолов на поверхности бетоновРасход добавки при приготовлении бетонной смеси по сухому веществу к массе цемента, %
Свежеприготовленная добавка (в течение 3-х суток)Добавка после 9 месяцев хранения
120,019,5Отсутств.0,5
219,519,0Отсутств.0,5
318,017,5Отсутств.0,5
421,020,0Отсутств.0,5
520,520,0Отсутств.0,5
618,518,5Отсутств.0,5
7 (прототип)17,017,0Имеются0,7

Таблица 2
ПримерВремя достижения 70% марочной прочности бетона, часПрочность бетона в возрасте 28 суток, МПа
При температуре плюс 10°СПри температуре минус 10°С
Свежеприготовленная добавкаДобавка после 9 мес. храненияСвежеприготовленная добавкаДобавка после 9 мес. храненияСвежеприготовленная добавкаДобавка после 9 месяцев хранения
1545410911244,544.0
2545510811445,045,0
3505310611045,546,0
4525410811046,045,0
5555510611047,046,5
6545411010847,547,0
7 (прототип)535811711440,541,0

Литература

1. Патент РФ №2133724, опубл. 1999 г.

2. Патент РФ №224948, опубл. 2005 г.

3. Патент РФ №2270815, опубл. 2006 г.

4. Справочник по строительным материалам для заводских и построечных лабораторий. / Под редакцией С.А.Миронова: Государственное издательство по строительству, архитектуре и строительным материалам. М., 1961 г., с.61-65.

Способ получения комплексной добавки в бетонные смеси и строительные растворы смешиванием суперпластификатора С-3, лигносульфонатов технических и серосодержащих продуктов, отличающийся тем, что в качестве серосодержащих продуктов используют соли сероочистки коксохимических производств, либо сульфат натрия, либо тиосульфат натрия, либо их смесь, при этом указанные серосодержащие продукты предварительно подвергают механоактивации измельчением в молотковой дробилке при центробежном ускорении 180-220 g до показателя удельной поверхности 700-800 м2/кг, а суперпластификатор С-3 и лигносульфонаты технические смешивают в массовом соотношении (20-30):(50-70) в центробежном смесителе при центробежном ускорении 1-3 g в течение 2,5-3,5 мин с последующей механоактивацией измельчением в валковой дробилке с зазором между валками дробилки 0,5-1,0 мм, после чего осуществляют смешивание при следующем массовом соотношении, мас.ч.:

Указанная смесь суперпластификатора С-3
и лигносульфонатов технических70-120
Серосодержащие продукты:
соли сероочистки коксохимических производств,
либо сульфат натрия, либо тиосульфат натрия,
либо их смесь5-30



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к составу диспергаторов на основе сополимеров, получаемых полимеризацией а) 5-70 мас.% одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей этилен ненасыщенные монокарбоновые кислоты, амиды этилен ненасыщенных карбоновых кислот, этилен ненасыщенные дикарбоновые кислоты и их ангидриды, в каждом случае с 4-8 атомами углерода, а также моноэфиры (мет)акриловой кислоты и двухатомных спиртов с 2-8 атомами углерода, б) 1-40 мас.% одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей этилен ненасыщенные соединения с сульфонатными или сульфатными функциональными группами, в) 10-80 мас.% одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей этилен ненасыщенные соединения полиэтиленгликолей с 1-300 этиленоксидными звеньями и концевыми ОН-группами или группами простого эфира -OR', где R' может представлять собой алкильный, арильный, алкарильный, аралкильный остаток с 1-40 атомами углерода, г) 5-80 мас.% одного или нескольких мономеров, выбранных из группы, включающей этилен ненасыщенные соединения полиалкиленгликолей с 1-300 алкиленоксидными звеньями алкиленовых групп, содержащих 3-4 атома углерода, и концевыми ОН-группами или группами простого эфира -OR', где R' может представлять собой алкильный, арильный, алкарильный, аралкильный остаток с 1-40 атомами углерода.

Изобретение относится к области строительства, а именно к составам бетонных смесей и добавок для них. .

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 области строительных материалов, в частности к способам приготовления комплексных добавок, используемых в производстве бетонов, строительных растворов, железобетонных и специальных бетонных изделий.

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

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительным материалам, и может быть использовано для приготовления строительных растворов для возведения каменной кладки.

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к комплексным добавкам для поризованных бетонов. .

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления строительных высокоплотных мастик, рекомендуемых для проведения ремонта и восстановления строительных конструкций, работающих в зонах повышенной радиации, а также для приклеивания защитных материалов в виде облицовочных плиток.

Изобретение относится к сырьевым смесям для изготовления плиток, применяемым для внутренней облицовки стен и перегородок. .
Изобретение относится к области строительства, к добавкам полифункционального действия для бетонов и растворов. .
Изобретение относится к строительству и промышленности строительных материалов, а именно к составам комплексных добавок, преимущественно для газобетонов, приготовленных по неавтоклавной технологии.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при приготовлении бетонов или строительных растворов, используемых в производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций для сборного и монолитного строительства, а также в нефтедобывающей отрасли при изготовлении тампонажных и изоляционных материалов на минеральных вяжущих.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а также к нефтедобывающей отрасли. .
Изобретение относится к комплексной добавке для приготовления бетона и к сырьевой смеси для изготовления строительных конструкций. .

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составу комплексной добавки, используемой в производстве бетонных смесей и строительных растворов.
Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к универсальной цементной композиции, используемой для выполнения кладочных работ с использованием блоков из ячеистого бетона, в том числе газозолобетона, и легких бетонов, а также в качестве шпатлевочной смеси для наружных и внутренних поверхностей зданий и сооружений из ячеистого бетона, керамического и силикатного кирпича, керамзитобетона и бетона.
Изобретение относится к составу комплексной добавки для бетонной смеси и может найти применение в производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций. .
Изобретение относится к составу порошкообразной комплексной добавки для строительных смесей, в том числе бетонов и растворов, используемых в производстве бетонных и железобетонных изделий.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составам комплексных добавок для бетонных смесей, которые используются при изготовлении бетонных и железобетонных изделий.
Изобретение относится к области строительства, к добавкам полифункционального действия для бетонов и растворов. .
Наверх