Комплексная добавка для бетонных смесей и строительных растворов
Изобретение относится к составам химических добавок для бетонных смесей и строительных растворов и может найти широкое применение при производстве монолитных и сборных конструкций, преимущественно для гидротехнических сооружений и дорожных бетонов. Добавка содержит суперпластификатор С-3 и глицерин при следующем соотношении компонентов (масс.ч.):
Дополнительно может содержать карбамид в количестве 5-45 масс.ч. на 100 масс.ч. основного состава. Технический результат - повышение морозостойкости бетона, повышение прочности. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.
Изобретение относится к составам химических добавок для бетонных смесей и может найти широкое применение при производстве монолитных и сборных конструкций, преимущественно для гидротехнических сооружений и дорожных бетонов.
К бетонам, применяющимся в гидротехническом и дорожном строительстве, предъявляются высокие требования по долговечности, которая, в первую очередь, оценивается по морозостойкости и водонепроницаемости бетона. Современное разнообразие и сложность технических проблем формируют новые задачи по совершенствованию строительных материалов, применяемых в различных областях. Одним из решений подобных задач является создание и применение новых комплексных добавок для бетонных смесей и строительных растворов, рационально сочетающих необходимые технологические и эксплуатационные характеристики.
Известно введение глицерина в бетонную смесь в количестве 0,05-0,30% масс., описанное в авторском свидетельстве СССР №624896 (опубл. в 1978 г.). Известна добавка в бетонную смесь по патенту РФ №2185347 (опубл. в 2002 г.) для повышения прочности бетона в ранние сроки твердения, включающая (масс ч.): глицерин (43-70) и гидроксид натрия (30-57).
Общим недостатком указанных составов являются низкие прочностные показатели при их применении в составах бетонов, а также низкая морозостойкость.
Известна комплексная добавка для бетонной смеси и строительных растворов, содержащая смесь натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот, выпускаемых под торговым наименованием суперпластификатор С-3, и смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия по патенту РФ №2228306 (опубл. в 2004 г.). Существенными недостатками указанной комплексной добавки являются недостаточная прочность в ранние сроки твердения и низкие показатели морозостойкости в солях.
Наиболее близким решением к заявляемому является использование в качестве добавки суперпластификатора С-3 (патент Украины №24298, опубл. в 1998 г.). Суперпластификатор С-3 добавляют в бетонную смесь в количестве, составляющем 1,35-1,65 от массы цемента. Известная добавка обуславливает повышение пластичных свойств бетонной смеси при сниженном водосодержании, что предотвращает ее расслоение при транспортировке, а также способствует получению высокоплотного бетона. Существенными недостатками решения по прототипу являются недостаточная прочность в ранние сроки твердения и низкие показатели морозостойкости в солях.
Суть изобретения заключается в следующем.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка состава комплексной добавки для бетонных смесей и строительных растворов для преимущественного применения в гидротехническом и дорожном строительстве.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение морозостойкости бетона в солях и повышение прочности бетона в возрасте 28 суток при сохранении и частичном улучшении технологических показателей, в частности осадки конуса.
Указанный технический результат достигается за счет применения в составе комплексной добавки суперпластификатора С-3 и глицерина при следующем соотношении компонентов (масс.ч.):
| Суперпластификатор С-3 | - 35-95 |
| Глицерин | - 5-65 |
При частном случае реализации изобретения комплексная добавка дополнительно содержит карбамид в количестве 5-45 масс.ч. на 100 масс.ч основного состава.
Достижение технического результата обусловлено следующим. Использование заявляемой рецептуры комплексной добавки в составе бетонов и строительных растворов обеспечивает уплотнение структуры цементного камня вследствие увеличения количества гелевых пор и одновременного снижения капиллярных пор, что приводит повышению показателей морозостойкости в солях и прочности бетона в возрасте 28 суток.
Для осуществления изобретения могут быть использованы следующие вещества:
суперпластификатор С-3 ТУ 5745-001-97474489-2007;
глицерин ГОСТ 6824-96 «Глицерин дистиллированный. Общие технические условия»;
карбамид ГОСТ 2081-92 «Карбамид. Технические условия».
Преимущества заявляемого изобретения оценивали путем сравнения с прототипом следующих показателей: морозостойкости в солях (по второму и третьему базовому методам определения морозостойкости по ГОСТ 10060-2-95), осадки конуса, плотности бетона, прочности бетона в 28 суток.
Для исследования свойств заявленной добавки была приготовлена бетонная смесь, содержащая цемента 1 часть, песка 1,8 частей, щебня фракции 5-20 мм 2,8 частей, воды 0,4 части. Для приготовления бетонной смеси использовали:
- цемент ЦЕМ I 42,5 Б производства ОАО «Мордовцемент»;
- песок для строительных работ 1 класса (средний, Мкр=2,1), Хромцовский карьер г.Фурманов,
- щебень гранитный фракции 5-20 мм, М 1200, марка по морозостойкости F 300, г.Питкяранта.
Заявленную добавку вводили в бетонную смесь с водой затворения в количестве 0,7-2% жидкого продукт от массы цемента. Испытания заявляемой комплексной добавки в составе бетонных смесей проводили по ГОСТ 10181-200 «Смеси бетонные. Методы испытаний», ГОСТ 10180 - ГОСТ 10060.2-95 «Бетоны. Ускоренный метод определения морозостойкости при многократном замораживании и оттаивании».
Конкретная реализация изобретения может быть проиллюстрирована следующими примерами.
Пример 1 Готовили комплексную добавку смешиванием (масс.ч.): Суперпластификатор С-3 - 95, глицерин - 5.
Пример 2. Готовили комплексную добавку смешиванием (масс.ч.): Суперпластификатор С-3 - 50, глицерин - 50.
Пример 3. Готовили комплексную добавку смешиванием (масс.ч.): Суперпластификатор С-3 - 35, глицерин - 65.
Пример 4. Готовили комплексную добавку смешиванием (масс.ч.) Суперпластификатор С-3 - 50, глицерин - 50, карбамид 20.
Пример 5 (в соответствии с прототипом). В стандартную бетонную смесь вводили суперпластификатор С-3 в количестве 0,25 масс.ч.
В таблице приведены сравнительные результаты испытаний заявляемой комплексной добавки и добавки в соответствии с решением прототипа.
| Пример | Морозостойкость, циклы, (в солях) | Осадка конуса, см | Плотность бетона в возрасте 28 сут | Прочность в возрасте 28 суток, МПа |
| 1 | 150 | 23 | 2425 | 43,1 |
| 2 | 200 | 21 | 2455 | 45,3 |
| 3 | 175 | 20 | 2430 | 43,8 |
| 4 | 175 | 18 | 2450 | 46,4 |
| 5 (прототип) | 100 | 23 | 2395 | 37,7 |
Библиографические данные
1. Авторское свидетельство СССР №624896 (опубл. в 1978 г.).
2. Патент РФ на изобретение №2228306 (опубл. в 2004 г).
3. Патент РФ №2185347 (опубл. в 2002 г.).
4. Патент Украины на изобретение №24298 (опубл. в 1996 г.).
1. Комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы, содержащая суперпластификатор С-3, отличающаяся тем, что дополнительно содержит глицерин при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| Суперпластификатор С-3 | 35-95 |
| Глицерин | 5-65 |
2. Комплексная добавка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит карбамид в количестве 5-45 мас.ч. на 100 мас.ч. основного состава.
