Комплексная добавка к бетонной смеси

Изобретение относится к составу комплексной добавки в бетонную смесь и может найти применение в производстве бетонных и железобетонных изделий, строительных конструкций и сооружений, твердеющих в естественных условиях при положительных и отрицательных температурах окружающего воздуха или в условиях тепловлажностной обработки. Комплексная добавка для бетонной смеси содержит ацетонформальдегидную смолу - АЦФ, дополнительно содержит неорганический ускоритель твердения и пластификатор С3. Смола предварительно модифицирована путем добавления восстановителя - гидробората щелочного металла в количестве 20-40% от массы АЦФ, а компоненты взяты в следующем соотношении, г/л воды:

ацетонформальдегидная смола 20-50 неорганический ускоритель твердения 50-95 пластификатор С3 70-110

Технический результат - сокращение коагуляционного периода и ускорение процесса структурообразования цементного камня и набора прочности в ранние сроки твердения. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к составу комплексной добавки в бетонную смесь и может найти применение в производстве бетонных и железобетонных изделий, строительных конструкций и сооружений, твердеющих в естественных условиях при положительных и отрицательных температурах окружающего воздуха или в условиях тепловлажностной обработки.

Известно использование в качестве добавки в бетонную смесь ацетоноформальдегидной смолы (см. авторское свидетельство №887509, МПК С04В 13/24).

Известно использование в качестве добавки в бетонную смесь водного или водно-спиртового раствора ацетоноформальдегидной смолы в количестве 0,1-0,5 вес.%

от массы цемента и добавку мыла двух или трехвалентного металла. Смесь твердеет при температуре 80-100°С (см. патент на изобретение ФРГ №2524199, МПК С04В 13/24).

Недостатком таких смесей является недостаточно высокая прочность на сжатие получаемых изделий.

Наиболее близкая по технической сути к достигаемому результату является комплексная добавка для быстротвердеющей смеси, включающая, мас.%: хлористый-натрий 1,5-3,0, бишофит 1,5-3,0 и олигомерный продукт конденсации ацетона и формальдегида - олигомер АЦФ 0,1-0,3, вода остальное.

Однако данная добавка включает хлорсодержащий компонент, который приводит к повышенному трещенообразованию бетона и коррозии стальной арматуры. Кроме того, она имеет сравнительно большой коагуляционный период.

Задачей изобретения является получение экологически чистой комплексной добавки в бетонную смесь, повышающей прочность бетонных изделий, увеличивающей подвижность бетонной смеси, снижающей водопотребление, ускоряющей твердение в ранние сроки без снижения прочности, уменьшающей длительность тепловлажностной обработки, при снижении температуры прогрева до 50-60°С, повышающей коррозионную стойкость стальной арматуры, позволяющей получать высокопрочный бетон, твердеющий при отрицательных температурах (до -15°С).

Технический результат заключается в сокращении коагуляционного периода и ускорении процесса структурообразования цементного камня (в бетоне) и набора прочности в ранние сроки твердения.

Поставленная задача решается тем, что комплексная добавка для бетонной смеси, содержащая ацетонформальдегидную смолу (АЦФ), согласно решению дополнительно содержит неорганический ускоритель твердения и пластификатор С3, при этом смола предварительно модифицирована путем добавления восстановителя - гидробората щелочного металла в количестве 20-40% от массы АЦФ, а компоненты добавки взяты в следующем соотношении, г/л воды:

ацетонформальдегидная смола	20-50
неорганический ускоритель твердения	50-95
пластификатор С3	70 -110

В составе данной комплексной добавки применена предварительно модифицированная смола. Модификация смолы осуществлена путем дозированного добавления в АЦФ восстановителя, в качестве которого использован гидроборат щелочных металлов, например лития, при температуре от +20°- 60°С в количестве от 20 до 40% от массы АЦФ. Модифицированная смола ацетоноформальдегидная отличается от обычной ацетоноформальдегидной смолы тем, что в своем составе содержит на 20-30% больше реакционноспособных гидроксильных групп

и полное отсутствие свободного формальдегида, что обуславливает ее повышенное поверхностно-активное действие, заключающееся в смачиваемости зерен минерального вяжущего. Все это в конечном итоге активно влияет на процесс гидратации цемента и приводит к увеличению прочности бетона. Соответственно, использование запаса прочности и использование заполнителей позволит снизить расход цемента. Использование модифицированной ацетоноформальдегидной смолы позволяет получать комплексную добавку в твердом виде путем смешения компонентов в смесителе, с последующим гранулированием в тарельчатом или барабанном грануляторе или методом таблетирования. Перед введением добавки в бетонную смесь ее необходимо растворить в воде. В качестве неорганического ускорителя твердения могут быть использованы: сульфат натрия, сульфат калия, формиат натрия, нитрит натрия, карбонат калия, выпускаемые промышленностью. Пластификатор С-3 - продукт поликонденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом по ТУ6-36-0204229-625-90. Бетонная смесь с предложенной комплексной добавкой может иметь следующий состав: портландцемент, вода, комплексная добавка, заполнитель - остальное. В качестве заполнителя могут быть использованы: песок кварцевый по ГОСТ 8736-85, цементная пыль-унос, мука доломитная, высокодисперсный микрокремнезем, тонкомолотый отход газосиликатного производства.

Для проведения испытания изготовляли образцы-балочки 4×4×16 см из цементно-песчанного раствора с комплексной добавкой в количестве 1,0-1,5% (в пересчете на сухое вещество) от массы цемента и проводили испытание в соответствии с ГОСТ 310.4-81 «Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии». Образцы изготовляли с применением вибрирования на лабораторной виброплощадке и хранили во влажных условиях. Прочность образцов определялась в возрасте 7 и 28 суток нормального твердения. В таблице 1 приведены испытанные составы. Результаты измерения прочностных показателей приведены в таблице 2.

Таблица 1
Состав комплексной добавки	Содержание компонентов, г/л воды
	1	2	3	4	5	6	7	8
АЦФ	16	22	30	22	16	22	30	22
Гидроборат натрия (NaBH4)	4	12	20	-	4	12	20	12
Гидроборат лития (LiBH4)	-	-	-	12	-	-	-
Сульфат натрия	50	72	95	72	-	-	-	-
Сульфат калия	-	-	-	-	50	-	-	72
Формиат натрия	-	-	-	-	-	72	-	-
Нитрит натрия	-	-	-	-	-	-	95	-
Пластификатор С3	70	75	110	75	70	75	110	75

Таблица 2
Наименование показателей	Составы
1	2	3	Прототип
Подвижность смеси по осадке конуса, см	14	18	19	16
Начало структурообразования, мин	21	24	26	35
Предел прочности при сжатии, МПа в возрасте, сутки
3	13,2	14,1	13,5	13,9
28	38,2	47,35	42,5	37,6
Предел прочности при изгибе, МПа в возрасте	4,7	5,4	4,6	-

Предложенная комплексная добавка позволит получать литые самоуплотняющиеся смеси с повышенной трещиностойкостью и морозостойкостью (до 500 циклов и выше); достигать 60-70% прочности от марочной через 1,5-3 суток нормального твердения при указанных дозировках. Аналогичные показатели были получены и при других ускорителях твердения: формиат натрия, или сульфат калия, или нитрит натрия, или карбонат калия.

1. Комплексная добавка для бетонной смеси, содержащая ацетонформальдегидную смолу - АЦФ, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит неорганический ускоритель твердения и пластификатор С3, при этом смола предварительно модифицирована путем добавления восстановителя - гидробората щелочного металла в количестве 20-40% от массы АЦФ, а компоненты добавки взяты в следующем соотношении, г/л воды:

ацетонформальдегидная смола	20-50
неорганический ускоритель твердения	50-95
пластификатор С3	70-110

2. Комплексная добавка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве неорганического ускорителя твердения использованы сульфат натрия или сульфат калия, или формиат натрия, или нитрит натрия, или карбонат калия.