Наполнитель-пластификатор для смесей на основе цементных вяжущих


 


Владельцы патента RU 2510369:

Миленин Денис Александрович (RU)

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к добавкам для бетонных и растворных смесей на основе цементных вяжущих. Технический результат заключается в увеличении подвижности бетонной и растворной смеси, увеличении прочности отвердевшего бетона и раствора (в т.ч. в ранние сроки твердения), уменьшении растворо- и водоотделения бетонной смеси, увеличении водонепроницаемости бетона, увеличении морозостойкости бетона, увеличении сульфатостойкости бетона. Наполнитель-пластификатор для смесей на основе цементных вяжущих содержит следующие компоненты, мас.%: тонкомолотый известняк 60-98,8; поликарбоксилатный эфир 1-10; лигносульфонат 0,005-10; 0,0005-5. 1 з.п. ф-лы, 5 табл.

 

Изобретение - наполнитель-пластификтор для смесей на основе цементных вяжущих - относится к области строительных материалов, а именно к добавкам для бетонных и растворных смесей на основе цементных вяжущих. Изобретение может быть использовано как компонент в сухих и бетонных смесях. Наполнитель-пластификатор включает в себя минеральный носитель - тонкомолотый известняк, воздухововлекающий компонент - натриевую соль абиетиновой кислоты, поверхностно-активные вещества водоредуцирующего действия - поликарбоксилатный эфир и лигносульфонат натрия (ЛСТ) при следующем соотношении компонентов (% масс.):

- тонкомолотый известняк - 60-98,8%,

- поликарбоксилатный эфир - 1-15%,

- лигносульфонат - 0,005-15%,

- абиетат натрия - 0,0005-5%,

- вода - остальное.

Рекомендуемый состав наполнителя-пластификатора в готовом виде:

- тонкомолотый известняк - 95,49%,

- поликарбоксилатный эфир - 2,14%,

- лигносульфонат - 1,22%,

- абиетат натрия - 0,17%

- вода - остальное,

при содержании наполнителя-пластификатора 4-6% от массы цемента.

Технический результат:

- увеличение подвижности бетонной и растворной смеси,

- увеличение прочности отвердевшего бетона и раствора (в т.ч. в ранние сроки твердения),

- уменьшение растворо- и водоотделения бетонной смеси,

- увеличение водонепроницаемости бетона,

- увеличение морозостойкости бетона,

- увеличение сульфатостойкости бетона.

Изобретение относится к производству цементных бетонов как общестроительных, так и для ответственных объектов промышленного и транспортного строительства повышенной долговечности.

Известен минеральный наполнитель в виде тонкомолотого кварцевого песка, в результате введения которого возрастает прочность цементной композиции [1]. Недостатком полученного состава является низкая морозостойкость бетона.

Известен состав, включающий минеральный носитель - карбонатный шлам (побочный продукт водоумягчения на ТЭС), состоящий из 90-95% CaCO3 и 5-10% Fe(OH)3 с удельной поверхностью твердых частиц 5-7 тыс. см2/г [2]. Положительным эффектом этого состава является повышение прочности бетона на сжатие. Недостатком является повышенная водопотребность смеси, что способствует в процессе твердения образованию более пористой структуры цементного камня и, как следствие, пониженной морозостойкости.

Наиболее близким по составу и технической сути является комплексный модификатор к цементному бетону, в котором в качестве минерального носителя использован карбонатный шлам водоумягчения ТЭС, с удельной поверхностью частиц основного минерала - карбоната кальция - 10000 см2/г, а в качестве водоредуцирующего поверхностно-активного компонента - поликарбоксилатный эфир при следующем соотношении компонентов, масс.%: карбонатный шлам - 99,5, поликарбоксилатный эфир - 0,5, при содержании указанного модификатора 15-20% от массы цемента [3]. Принят за прототип. Достоинством этого комплексного модификатора является повышение прочности и морозостойкости бетона. Недостатком является недостаточно высокая морозостойкость бетона, при которой нельзя осуществлять строительство ответственных транспортных, промышленных, и других сооружений.

Сущностью изобретения является повышение качества бетонной смеси.

Технический результат:

- увеличение подвижности бетонной и растворной смеси,

- увеличение прочности отвердевшего бетона и раствора (в т.ч. в ранние сроки твердения),

- уменьшение растворо- и водоотделения бетонной смеси,

- увеличение водонепроницаемости бетона,

- увеличение морозостойкости бетона,

- увеличение сульфатостойкости бетона.

Технический результат достигается тем, что в наполнителе-пластификторе для смесей на основе цементных вяжущих, содержащем тонкомолотый известняк в качестве минерального носителя и поликарбоксилатный эфир в качестве пластификатора, особенностью является то, что он содержит тонкомолотый известняк с удельной поверхностью частиц 1000-4000 см2/г в качестве минерального носителя, воздухововлекающий компонент - натриевую соль абиетиновой кислоты, поверхностно-активные вещества водоредуцирующего действия - поликарбоксилатный эфир и лигносульфонат натрия (ЛСТ) при следующем соотношении компонентов (% масс.):

- тонкомолотый известняк - 60-98,8%,

- поликарбоксилатный эфир - 1-15%,

- лигносульфонат - 0,005-15%,

- абиетат натрия - 0,0005-5%,

- вода - остальное.

Производство наполнителя-пластификатора на твердом носителе осуществляют методом адсорбции из раствора необходимых составляющих.

Наполнитель-пластификатор, при применении в растворных и бетонных смесях, создает сильный пластифицирующий эффект, формирует равномерную структуру раствора и бетона, обеспечивает производство бетона высокой прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и химической стойкости.

Введение наполнителя-пластификатора в смеси на основе цемента приводит, при твердении, к образованию гидросиликатов кальция с содержанием в них нанопор, при этом не ухудшаются условия последующей гидратации цемента. При последующем действии нагрузки, а так же факторов внешней среды, свободная вода не извлекается из нанопор и способствует гидратации.

Использование наполнителя-пластификатора в бетонных смесях, позволяет достигать высокой подвижности до П4-П5, увеличения прочности отвердевшего бетона на 65% и более (в т.ч. в возрасте 1 сут нормального твердения - на 75-80%), высокой морозостойкости отвердевшего бетона F300* в солях, уменьшения растворо- и водоотделения бетонной смеси более чем в 2 раза, увеличения водонепроницаемости бетона и существенного увеличения его коррозионной стойкости.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. При оценке увеличения подвижности, прочности, снижения раствороотделения, водоотделения, проницаемости для приготовления бетонных смесей использовали: портландцемент ЦЕМ I 42,5 H, гранитный щебень фракции 5-20 мм, природный песок с модулем крупности Мкр=2,15, наполнитель-пластификатор. При оценке морозостойкости и сульфатостойкости для приготовления бетонной смеси использовали: портландцемент 500-Д0-Н, гранитный щебень фракции 5-20 мм, природный песок с модулем крупности Мкр=2,59, наполнитель-пластификатор. Приготовление образцов, испытания, оценка эффективности проводились по стандартным методикам. Ниже, в таблицах, приведены данные о составах и свойствах бетонных смесей, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Таблица 1
Оценка увеличения подвижности бетонной смеси при введении наполнителя-пластификатора РСМ
Расчетный состав бетонной смеси на 1 м3, кг
КС РСМ
Цемент 350
Щебень 1050
Песок 780
Вода 165
Наполнитель-пластификатор - 20,3
Расчетные характеристики бетонной смеси
Об. вес б. смеси, кг/м3 2345
В/Ц 0,47
Фактический состав бетонной смеси на 1 м3, кг
Цемент 352 347
Щебень 1056 1040
Песок 785 772
Вода 166 163
Наполнитель-пластификатор - 20,1
Результаты испытаний бетонной смеси и бетона
ОК, см 2 18
Увеличение/снижение подвижности П1 с П1 до П4
Об. вес бетона, т/м3 2,36 2,34
R1 сут, МПа 15,8 17,5
R3 сут, МПа 29,5 36,9
R28 сут, МПа 56,8 61,6
Увеличение/снижение прочности по отношению к контрольному составу, % 1 сутки плюс 10,8
3 суток плюс 25,1
28 суток плюс 8,5
Таблица 2
Оценка увеличения прочности бетона на сжатие при введении наполнителя-пластификатора РСМ
Расчетный состав бетонной смеси на 1 м3, кг
КС РСМ
Цемент 350
Щебень 1050
Песок 780
Вода 165
Наполнитель-пластификатор - 20,3
Расчетные характеристики бетонной смеси
Об. вес б. смеси, кг/м3 2365
ОК, см 10-15
Фактический состав бетонной смеси на 1 м3, кг
Цемент 341 352
Щебень 1039 1074
Песок 760 785
Вода 185 138
Наполнитель-пластификатор - 20,4
Результаты испытаний бетонной смеси и бетона
ОК, см 15 17
Об. вес б. смеси, т/м3 2,33 2,37
Об. вес бетона, т/м3 2,36 2,41
R1 сут, МПа 9,2 16,2
R3 сут, МПа 15,8 27,3
R28 сут, МПа 35,6 61,1
Увеличение/снижение прочности по отношению к контрольному составу, % 1 сутки плюс 76,1
3 суток плюс 72,8
28 суток плюс 71,6
Таблица 3
Оценка снижения растворо- и водоотделения бетонной смеси при введении наполнителя-пластификатора РСМ
Расчетный состав бетонной смеси на 1 м3, кг
КС РСМ
Цемент 356
Щебень 962
Песок 798
Наполнитель-пластификатор - 20,6
Проектные характеристики бетонной смеси
ОК, см более 21
Фактический состав бетонной смеси на 1 м3, кг
Цемент 350 354
Щебень 961 972
Песок 786 795
Вода 223 153
Наполнитель-пластификатор - 20,6
Результаты испытаний бетонной смеси
ОК, см 23 27
Показатель 13,7 7
раствороотделения Пр, %
Показатель водоотделения Пв, % 1,2 0,05
Таблица 4
Оценка увеличения водонепроницаемости бетона при введении наполнителя-пластификатора РСМ
Состав бетонной смеси на 1 м3, кг
КС РСМ
Цемент 341 350
Щебень 1039 1067
Песок 760 780
Вода 185 137
Наполнитель-пластификатор - 20,6
Результаты испытаний бетонной смеси и бетона
ОК, см 15 15
Марка бетона по водонепроницаемости W6 W12
Таблица 5
Испытание на морозостойкость и сулъфатостойкость бетона при введении наполнителя-пластификатора РСМ
Состав бетонной смеси на 1 м3, кг
РСМ
Цемент 396
Щебень 1087
Песок 722
Вода 163
Наполнитель-пластификатор 24,3
Результаты испытаний бетонной смеси и бетона
ОК, см 21
R28 сут, МПа 52,1
Марка бетона по водонепроницаемости W20
Марка бетона по морозостойкости F300* (в солях)
Коэффициент стойкости бетона при сжатии после 1 года выдерживания в 5%-ном растворе сульфата натрия 0,99

Литература

1. Соломатов В.И. Полимерные композиционные материалы в строительстве / В.И. Соломатов, А.Н. Бобрышев, К.Г. Химмлер. - М.: Стройиздат, 1988, - 198 с.

2. А.с. №709593. Сырьевая смесь для получения керамзитобетона / А.А. Новопашин, С.Ф. Коренькова [и др.] - Опубл. 1979

3. Патент RU 2360877.

1. Наполнитель-пластификатор для смесей на основе цементных вяжущих, содержащий тонкомолотый известняк в качестве минерального носителя и поликарбоксилатный эфир в качестве пластификатора, отличающийся тем, что он содержит тонкомолотый известняк с удельной поверхностью частиц 1000-4000 см2/г в качестве минерального носителя, воздухововлекающий компонент - натриевую соль абиетиновой кислоты, поверхностно-активные вещества водоредуцирующего действия - поликарбоксилатный эфир и лигносульфонат натрия (ЛСТ) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

тонкомолотый известняк 60-98,8
поликарбоксилатный эфир 1-10
лигносульфонат 0,005-10
абиетат натрия 0,0005-5
вода остальное

2. Рекомендуемый состав наполнителя-пластификатора, охарактеризованного в п.1, в готовом виде:

тонкомолотый известняк 95,49
поликарбоксилатный эфир 2,14
лигносульфонат 1,22
абиетат натрия 0,17
вода остальное



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству плит, перегородок, используемых, преимущественно, в сельском строительстве.

Изобретение относится к составам покрытий на основе полимочевины, содержащим полые микросферы, и к способам нанесения покрытий на любые поверхности в области строительства, машиностроения, приборостроения, авиации, космоса, железнодорожного транспорта и других отраслях промышленно-бытового назначения.
Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к производству сухих строительных смесей, и может найти применение при приготовлении строительных растворов и мелкозернистых бетонов.

Изобретение относится к области строительства, а более конкретно к строительным композициям, применяемым при внутренней и внешней отделке зданий промышленного и гражданского назначения.

Изобретение относится к химической технологии получения функционального наполнителя для полимеров, бумаги, красок и покрывных масс, а именно к карбонату кальция и способу управляемой обработки поверхности карбоната кальция.

Изобретение относится к составам строительных материалов на основе смол и может быть использовано при изготовлении гидроизоляционных покрытий, эксплуатирующихся в условиях воздействия воды и микроскопических организмов.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к производству теплоизоляционных покрытий стен жилых домов и промышленных зданий, а также для кровельных и цокольных перекрытий.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составам для шпатлевочных покрытий строительных поверхностей, в том числе силикатных и древесных. .

Изобретение относится к области дорожного строительства, а именно к стабилизирующим добавкам, которые используются в асфальтобетонных смесях и могут найти применение при изготовлении дорожных покрытий при использовании щебеночно-мастичного асфальтобетона (ЩМА). Технический результат - снижение водонасыщения асфальтобетона при низком показателе стекания вяжущего, снижение липкости смеси и повышение физико-механических свойств. Стабилизирующая добавка для щебеночно-мастичной асфальтобетонной смеси, включающая органическое вяжущее, структурообразователь и воду, в качестве органического вяжущего содержит парафин, структурообразователя - целлюлозно-бумажные отходы и дополнительно включает известняковый минеральный порошок при следующем соотношении компонентов, мас. %: целлюлозно-бумажные отходы 70-80, известняковый минеральный порошок 8-14, парафин 8-12, вода - остальное. 4 табл., 5 ил.

Изобретение относится к получению и составу активированного армированного минерального порошка и может быть использовано в дорожном строительстве при приготовлении асфальтобетонной смеси. В способе получения активированного армированного минерального порошка для асфальтобетонной смеси минеральный компонент в виде карбонатной породы, гидрофобизатор - жирную кислоту с температурой плавления не более 85°С, армирующую добавку в виде волокон совместно измельчают в центробежной мельнице при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный гидрофобизатор 0,1-5,0; волокна 0,5-15,0; карбонатная порода - остальное. Активированный армированный минеральный порошок для асфальтобетонной смеси содержит однородную смесь из измельченных минерального компонента в виде карбонатной породы, преимущественно кубовидной формы, армирующей добавки в виде распушенных волокон и гидрофобизатора в виде жирной кислоты, равномерно распределенного по поверхности минерального компонента и армирующей добавки, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный гидрофобизатор 0,1-5,0, волокна 0,5-15,0, карбонатная порода - остальное. Изобретение развито в зависимых пунктах. Технический результат - упрощение технологии, улучшение эксплуатационных характеристик, повышение экологической безопасности. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к способу изготовления композиций цемента, строительного раствора, бетона. Способ приготовления цементной композиции включает в процессе производства цементной композиции введение в нее наполнителя, содержащего карбонат кальция, поверхность которого обработана средством для обработки, содержащим по меньшей мере один суперпластификатор и по меньшей мере один пластификатор, при этом соотношение между суперпластификатором и пластификатором составляет от 95/5 до 85/15 в расчете на массу сухих материалов. Способ предназначен для изготовления усовершенствованных высококачественных текучих систем или композиций цемента, строительных растворов или бетона, имеющих повышенную компактность, улучшенную текучесть, а также определенно улучшенную технологичность и воспроизводимость свойств конечных систем. 19 з.п. ф-лы, 6 ил., 6 табл.

Изобретение относится к полимерным строительным материалам, изготовленным на основе полиэфирной смолы, и может быть использовано для изготовления архитектурных элементов для фасада здания, тротуарной плитки, облицовочной плитки и элементов ограждающих конструкций. Полимерный строительный материал, полученный из смеси, включающей полиэфирную смолу марки Ashlands 280, отвердитель, наполнитель, где смесь содержит в качестве отвердителя Бутанокс М-50, в качестве наполнителя - мраморную крошку фракции 0,5-5 мм, а спрессованная и отвержденная смесь компонентов покрыта полиуретановым лаком, при следующем соотношении компонентов, мас. %: смола марки Ashlands 280 5-7, мраморная крошка 81-88, полиуретановый лак 5-6, Бутанокс М-50 1-7. Технический результат - повышение прочности, водонепроницаемости и морозостойкости, а также повышение технологичности его производства. 7 табл.
Наверх