Комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам комплексных добавок, используемых в производстве бетонных смесей и строительных растворов. Комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы содержит, мас.%: смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия - 95,4-99,99, смолу древесную омыленную - 0,01-4,6. Технический результат - повышение ранней и конечной прочности, морозостойкости, снижение теплопроводности, обеспечение твердения при отрицательных температурах. 1 табл.

 

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам комплексных добавок, используемых в производстве бетонных смесей и строительных растворов.

Для обеспечения ранней прочности бетонных смесей и строительных растворов в их состав вводится ускорители твердения, которые способствуют интенсификации процессов структурообразования, что приводит к повышению прочности, морозостойкости и других характеристик бетона, однако существенно увеличивает внутренние напряжения в бетоне, что приводит к повышенному трещинообразованию. Для получения бетонных смесей и строительных растворов с заданными характеристиками и регулирования количества воды затворения в состав бетонов и строительных растворов вводят комплексные добавки, обладающие водопонижающими эффектами, способностью ускорять процессы структурообразования и твердения, а также обеспечивать повышение физико-технических свойств.

Известна комплексная добавка в бетонные смеси (патент Украины №23457, МПК⁶ С04В 13/24, опубл. 31.08.1998), содержащая смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия и органический компонент. Известная добавка содержит дополнительно сульфат натрия, а в качестве органического компонента - мелласную упаренную послеспиртовую барду при следующем соотношении компонентов, мас.%: смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия - 20-60, сульфат натрия - 10-15, мелласная упаренная послеспиртовая барда - 30-65.

Недостатком известной комплексной добавки является то, что она не позволяет максимально сократить количество воды, а также способствует замедлению процесса структурообразования бетонной смеси в ранние сроки твердения бетона.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является комплексная добавка для бетонной смеси (А.С. СССР №1733422, МПК⁵ С04В 28/02, С04В 28/02//24:04, 24:18, опубл. 15.05.92), содержащая смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия и дикарбоновую кислоту, которую выбирают из группы: щавелевая, плав дикарбоновых кислот фракции С₂-С₆, пемелиновая в количестве 3-5%. Добавка содержит дополнительный органический компонент - технические лигносульфонаты в количестве 9-13%.

Однако введение дикарбоновой кислоты также способствует замедлению гидратации цемента, особенно на ранних стадиях твердения, и не позволяет максимально снизить содержание воды в бетоне. Поэтому дополнительно вводят лигносульфонаты технические, способствующие повышению пластичности бетонной смеси, но замедляющие структурообразование в ранние сроки твердения и не обеспечивающие повышение прочности, а также морозостойкость бетонов и строительных растворов.

В основу изобретения поставлена задача создания комплексной добавки в бетонные смеси и строительные растворы как обычные, так и поризованные, способствующий ускорению структурообразования за счет исключения из состава добавки компонентов, способствующих снижению ранней прочности бетонов и введения дополнительного компонента, обеспечивающего повышение прочностных и других характеристик как легких ячеистых, так и тяжелых бетонов, а также обеспечение твердения бетона или строительного раствора при отрицательных температурах.

Поставленная задача решается тем, что в комплексную добавку в бетонные смеси и строительные растворы, содержащую смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия, согласно изобретению вводится смола древесная омыленная при следующем соотношении компонентов, мас.%:

смесь солей на основе тиосульфата и
роданида натрия	95,4-99,99
смола древесная
омыленная	0,01-4,6.

Смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия за счет интенсификации гидратационных процессов способствует повышению растворимости минералов цемента и оптимизирует соотношение между гелевой и капиллярной пористостью бетона, в результате чего ускоряются процессы твердения, повышается прочность и морозостойкость бетона.

Смола древесная омыленная (СДО) характеризуется высокими воздухововлекающими свойствами. При содержании ее в составе тяжелых бетонов до 0,04% от сухого веса цемента за счет воздухововлечения она незначительно повышает пластичность и морозостойкость. Наличие в составе ячеистых бетонов СДО, кроме выполнения функции воздухововлечения, способствует замедлению схватывания бетонной смеси. Варьированием количеством смолы древесной омыленной в комплексной добавке, содержащей смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия, можно достигать повышения прочностных характеристик как для тяжелых, так и для легких бетонов.

Выведением плава дикарбоновых кислот и лигносульфонатов технических из добавки прототипа обеспечивается повышение ранней прочности бетона.

Оптимальное соотношение компонентов для ячеистых бетонов и тяжелых бетонов в составе заявляемой добавки установлено экспериментально.

При увеличении или уменьшении указанного количества смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия в составе заявляемой добавки снижается либо пластичность, либо морозостойкость и теплопроводность, прочность и ранняя прочность бетона.

Так, например, снижение содержания смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия в составе добавки ниже заявляемого предела приводит к замедлению интенсивности твердения бетона, снижению ранней прочности и морозостойкости, а также за счет увеличения количества СДО - снижению теплопроводности.

Повышение содержания смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия в составе добавки выше заявляемого предела приводит к снижению пластичности бетонной смеси.

Выведение дикарбоновой кислоты и лигносульфонатов технических позволяет уменьшить эффект замедления набора прочности строительной смеси. Использование нового состава и новых концентрационных соотношений в предлагаемой комплексной добавке расширяет область ее применения (возможность использования добавки как для тяжелых бетонов, так и для ячеистых) относительно прототипа.

Заявляемую комплексную добавку готовят следующим образом.

Добавку готовят путем дозирования и смешения смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия и СДО в пределах заявляемых количеств. Смола древесная омыленная выпускается на основе ТУ 81-05-02. Компоненты добавки смешивают и дозируют в соответствующую тару для транспортировки потребителю.

Пример

Для исследования свойств заявляемой добавки на тяжелых бетонах была приготовлена бетонная смесь, содержащая: 1 часть цемента марки ШПЦ-Ш/А-400 (Криворожского цементного завода); 1,9 части песка с модулем крупности 1,48; 2 части щебня фракции 5-10; 3 части щебня фракции 10-20; 0,43 части воды. Заявляемую добавку вводили в бетонную смесь вместе с водой затворения.

Из бетонной смеси готовили образцы бетона для испытаний на прочность и морозостойкость. Прочность образцов определяли в соответствии с ГОСТ 18105-86, а морозостойкость - ГОСТ 10060.0-95. Были испытаны бетонные смеси, содержащие добавку, как в заявляемых соотношениях компонентов, так и за их пределами. Теплопроводность бетонной смеси определяли по ГОСТ 7076-99.

Были также испытаны бетонные образцы, изготовленные в соответствии с составом, указанным в известном решении (прототип), а также бетонные образцы, содержащие различное количество от 0,01 до 1% добавки от массы цемента, твердевшие в нормальных термовлажностных условиях.

Составы комплексных добавок по известному и заявляемому решениям, а также физико-технические характеристики бетонных образцов, представлены в таблице.

Из таблицы следует, что заявляемая комплексная добавка обеспечивает повышение ранней и конечной прочности и морозостойкости бетонов (опыты №2-4).

Предлагаемый состав компонентов позволяет получить новую высокоэффективную комплексную добавку, обеспечивающую за счет увеличения воздухововлечения и степени гидратации цемента в бетонных смесях, повышение физико-технических характеристик, ранней и конечной прочности, морозостойкости тяжелых и ячеистых бетонов, а также снижения теплопроводности ячеистых бетонов, и обеспечивающую твердение бетонов при отрицательных температурах.

Комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы, содержащая смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия, отличающаяся тем, что дополнительно содержит смолу древесную омыленную СДО при следующем соотношении компонентов, мас.%:

смесь солей на основе
тиосульфата и роданида натрия	95,4-99,99
смола древесная омыленная	0,01-4,6