Композиция для приготовления комплексной добавки для бетонов и способ ее производства


 


Владельцы патента RU 2513373:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) (RU)

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составу и способу приготовления комплексной добавки для бетонов. Технический результат - уменьшение водопоглощения и повышение прочности бетона, включающего комплексную добавку по изобретению. Композиция для приготовления комплексной добавки для бетонов, включающая лигносульфонаты технические и глину, содержащую монтмориллонит, дополнительно содержит хлористый кальций, щелочной сток производства ε-капролактама, олигомеры ε-капролактама, спиртовую фракцию отхода производства ε-капролактама, фосфолипиды растительных масел, нерафинированное рапсовое масло при следующем соотношении компонентов, масс. %: лигносульфонаты технические 30-60, глина, содержащая монтмориллонит, 14-26, хлористый кальций 1-5, щелочной сток производства ε-капролактама 2-4, олигомеры ε-капролактама 2-4, спиртовая фракция отхода производства ε-капролактама 10-20, фосфолипиды растительных масел 4-7, нерафинированное рапсовое масло 3-8. Способ производства комплексной добавки для бетонов - введение в смеситель роторно-пульсационного типа и совместное диспергирование щелочного стока производства ε-капролактама, олигомеров ε-капролактама, спиртовой фракции отходов производства ε-капролактама, фосфолипидов растительных масел и нерафинированного рапсового масло, затем в смеситель вводят измельченную глину, содержащую монтмориллонит, и ведут процесс до её измельчения до размера частиц монтмориллонита менее 10-2 мкм, после чего в смесь вводят лигносульфонаты технические и хлористый кальций. 2 н.п. ф-лы. 5 пр., 2 табл.

 

Изобретение относится к строительной промышленности, а именно к составу и способу приготовления комплексной добавки для бетонов.

Известна композиция для приготовления комплексной добавки для бетонов, включающая лигносульфонаты технические и глину, содержащую монтмориллонит.

(см. Патент РФ №2276660, С04В 22/00, 2004 г.).

Известная композиция содержит следующие компоненты, масс.%:

Лигносульфонаты технические 20
Глина, содержащая монтмориллонит 20
Глина огнеупорная 60

В том же патенте описан способ производства комплексной добавки на основе указанной композиции путем предварительного измельчения глины, содержащей монтмориллонит, с последующим смешиванием компонентов. Данное изобретение по технической сущности и достигаемому результату наиболее близко к предложенному изобретению и поэтому принято за прототип.

Недостатком известной комплексной добавки является неудовлетворительная прочность получаемого с ее использованием бетона. Кроме того, повышенный расход добавки - 1,5% (от массы цемента) - снижает эффективность ее использования.

Задачей изобретения является улучшение физико-механических свойств бетона, включающего комплексную добавку.

Поставленная задача решена созданием композиции для приготовления комплексной добавки для бетонов, включающей лигносульфонаты технические и глину, содержащую монтмориллонит, которая дополнительно содержит хлористый кальций, щелочной сток производства ε-капролактама, олигомеры ε-капролактама, спиртовую фракцию отхода производства ε-капролактама, фосфолипиды растительных масел, нерафинированное рапсовое масло при следующем соотношении компонентов, % масс.:

Лигносульфонаты технические 30-60
Глина, содержащая монтмориллонит 14-26
Хлористый кальций 1-5
Щелочной сток производства ε-капролактама 2-4
Олигомеры ε-капролактама 2-4
Спиртовая фракция отхода производства ε-капролактама 10-20
Фосфолипиды растительных масел 4-7
Нерафинированное рапсовое масло 3-8

Поставленная задача решается также способом производства комплексной добавки для бетонов путем предварительного измельчения глины, содержащей монтмориллонит, с последующим смешиванием компонентов композиции, при котором сначала в роторно-пульсационный смеситель вводят и совместно диспергируют щелочной сток производства ε-капролактама, олигомеры ε-капролактама, спиртовую фракцию отходов производства ε-капролактама, фосфолипиды растительных масел и нерафинированное рапсовое масло, затем в смеситель вводят глину, содержащую монтмориллонит, и ведут процесс ее измельчения до размера частиц монтмориллонита менее 10-2 мкм, после чего в смесь вводят лигносульфонаты технические и хлористый кальций.

В процессе совместного диспергирования олигомеры ε-капролактама и продукты спиртовой фракции отхода производства ε-капролактама вступают в реакции ацидолиза, алкоголиза, этерификации и полимеризации с триглицеридами, жирными кислотами и фосфолипидами растительных масел с образованием высокомолекулярных веществ, обладающих выраженными смачивающими и диспергирующими свойствами, и этим способствуют увеличению площади взаимодействия между твердыми частицами монтмориллонита и молекулами олигомеров ε-капролактама, в том числе их диффузии в межслоевое пространство монтмориллонита. В межслоевом пространстве продолжаются процессы образования высокомолекулярных веществ, молекулы которых образуют эластичный межслоевой наноразмерный «каркас», придающий монтмориллониту связанность, пластичность и прочность. Водные суспензии наноструктурированного монтмориллонита представляют собой устойчивую коллоидную систему с размером частиц монтмориллонита 0,1÷100 нм, которая не расслаивается в течение 11-12 месяцев. То есть наноструктурированный монтмориллонит повышает диспергирующие, стабилизирующие, пластифицирующие и кольматирующие свойства предлагаемой комплексной добавки. Лигносульфонаты повышают подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси, снижают водоцементное отношение. Хлорид кальция способствует повышению прочности бетона, морозостойкости. Наноструктурированный олигомерами ε-капролактама монтмориллонит увеличивает подвижность, нерасслаиваемость бетонной смеси, способствует ее уплотнению и формированию равномерной структуры бетона в процессе твердения.

Согласно изобретению используют: лигносульфонаты технические ТУ 5870-002-46849456-03, монтмориллонит ГОСТ 7032-75, хлористый кальций ГОСТ 450-77, фосфолипиды растительных масел ТУ 10040259-89, щелочной сток производства капролактама ТУ 2433-039-00205311-08, нерафинированные масла - подсолнечное ГОСТ 52465-2005, рапсовое ГОСТ 8988-2002, касторовое ГОСТ 6757-96, а также спиртовую фракцию отходов производства ε-капролактама и концентрированные олигомеры ε-капролактама (КОК) производства полиамида-6.

Изобретение иллюстрируют примерами:

Пример 1. Готовят комплексную добавку для бетонов.

Для производства 100 кг (100% масс.) комплексной добавки для бетонов в смеситель роторно-пульсационного типа сначала вводят и совместно диспергируют 4 кг щелочного стока производства ε-капролактама (то есть 4% масс.), 4 кг олигомеров ε-капролактама (4% масс.), 20 кг спиртовой фракции отходов производства ε-капролактама (20% масс.), 7 кг фосфолипидов растительных масел (7% масс.) и 8 кг нерафинированного рапсового масла (8% масс.), ведут процесс в течение 120 минут, затем в смеситель вводят 26 кг глины (26% масс.), содержащей монтмориллонит, и ведут процесс ее измельчения до размера частиц менее 10-2 мкм, после чего в смесь вводят 30 кг лигносульфонатов технических (30% масс.) и 1 кг хлористого кальция (1% масс.).

Примеры 2-4. Ведут процесс по технологии, описанной в примере 1. Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 5. Для производства комплексной добавки для бетонов в смеситель роторно-пульсационного типа вводят и совместно измельчают все компоненты смеси до размера частиц монтмориллонита менее 10-1 мкм. Показатели процесса приведены в таблице 1.

Таблица 1
Наименование параметра Ед. изм. Параметры по примерам
1 2 3 4 5
Лигносульфонаты технические % масс. 30 45 60 25 65
Хлористый кальций % масс. 1 3 5 6 1
Глина, содержащая монтмориллонит % масс. 26 20 14 29 10
Щелочной сток производства ε-капролактама % масс. 4 3 2 5 1
Олигомеры ε-капролактама % масс. 4 3 2 5 1
Спиртовая фракция отхода производства ε-капролактама % масс. 20 15 10 25 5
Фосфолипиды растительных масел % масс. 7 6 4 3 8
Нерафинированное рапсовое масло % масс. 8 5 3 2 9
Размер частиц монтмориллонита, менее мкм 10-2 10-2 10-2 10-1 10-1

Эффективность предлагаемой комплексной добавки определяли в соответствии с ГОСТ 3045-2008. Подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси оценивали по величине осадки конуса (ОК) в соответствии с ГОСТ 10181-2000.

Для приготовления бетонной смеси использовали цемент марки ЦВМ I 42,5 Н, ГОСТ 31108-2003, песок с модулем крупности (Мкр) 2,0-2,5 и щебень фракции 5,0-20,0 мм. В соответствии с ГОСТ 18105-86, ГОСТ 27006-86 и СНиП 82-02-95 «Федеральные элементные нормы расхода цемента при изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций» и по результатам лабораторных и опытно-производственных испытаний был подобран контрольный состав бетонной смеси в расчете на 1 м3. Для определения прочности на сжатие изготавливали кубы 100×100×100 мм (4 серии по 6 шт.) для каждого образца бетона с добавками и образца без добавок (эталона). Путем пересчета расхода материалов, необходимых для получения образцов бетона, получили следующий состав сухой бетонной смеси: цемент - 1,08 кг; песок 2,5 кг; щебень - 3,39 кг.

Для испытаний образцов бетона использовали гидравлический пресс П-125 со шкалой 62,5 тс и таблицу пересчета нагрузки сжатия при поправочном коэффициенте К=0,95, учитывающем размер грани куба испытуемого образца (100 мм), так как стандартными для испытаний являются кубы с размером грани 150 мм (ГОСТ 10180-90, ГОСТ 18105-86).

Результаты испытаний бетона с предлагаемой комплексной добавкой по примерами и добавкой-прототипом приведены в таблице 2.

Таблица 2
Образцы бетона Нормальная густота цементной пасты, % Количество добавки, от массы цемента в бетонной смеси, % Водоцементное отношение Осадка конуса, см Прочность на сжатие, МПа Водопо-
Глоще-
ние, %
С добавкой по примеру 1 26,8 0,25 0,3 18 38,2 0,03
С добавкой по примеру 2 26,1 0,35 0,27 22 42,8 0,03
С добавкой по примеру 3 26,5 0,3 0,27 18 39,0 0,03
С добавкой по примеру 4 27,0 1,2 0,33 20 32,7 0,09
С добавкой по примеру 5 27,6 1,0 0,3 20 33,2 0,1
С добавкой по прототипу 27,1 1,5 0,35 20 34,1 0,09

За счет использования предлагаемой комплексной добавки оптимизированного состава, изготовленной по предлагаемой технологии (примеры 1-3), показатель водопоглощения образцов бетона по сравнению с образцом с добавкой по прототипу уменьшается в 3 раза, а предел прочности при сжатии увеличивается на 20%. Отклонение от оптимального количественного содержания ингредиентов в композиции и параметров процесса приготовления добавки (примеры 4 и 5) не приводит к улучшению физико-механических свойств бетона по сравнению с образцом бетона с добавкой по прототипу.

Предлагаемая добавка для бетонов может использоваться в производстве густоармированных железобетонных конструкций для промышленного и гражданского строительства, а также гидротехнических сооружений, мостов и автомобильных дорог. Кроме того, олигомеры ε-капролактама и продукты взаимодействия фосфсолипидов или триглицеридов растительных масел с веществами спиртовой фракции отходов производства ε-капролактама являются эффективными ингибиторами коррозии арматуры бетона, что важно при эксплуатации железобетонных изделий и сооружений в агрессивных средах кислот, щелочей и технологических газов.

Композиция для приготовления комплексной добавки для бетонов, включающая лигносульфонаты технические и глину, содержащую монтмориллонит, отличающаяся тем, что дополнительно содержит хлористый кальций, щелочной сток производства ε-капролактама, олигомеры ε-капролактама, спиртовую фракцию отхода производства ε-капролактама, фосфолипиды растительных масел, нерафинированное рапсовое масло при следующем соотношении компонентов, % масс.:

Лигносульфонаты технические 30-60

Глина, содержащая монтмориллонит, 14-26
Хлористый кальций 1-5
Щелочной сток производства ε-капролактама 2-4
Олигомеры ε-капролактама 2-4
Спиртовая фракция отхода производства
ε-капролактама 10-20
Фосфолипиды растительных масел 4-7
Нерафинированное рапсовое масло 3-8

2. Способ производства комплексной добавки для бетонов по п.1 путем предварительного измельчения глины, содержащей монтмориллонит, с последующим смешиванием компонентов композиции, отличающийся тем, что сначала в смеситель роторно-пульсационного типа вводят и совместно диспергируют щелочной сток производства ε-капролактама, олигомеры ε-капролактама, спиртовую фракцию отходов производства ε-капролактама, фосфолипиды растительных масел и нерафинированное рапсовое масло, затем в смеситель вводят глину, содержащую монтмориллонит, и ведут процесс ее измельчения до размера частиц монтмориллонита менее 10-2 мкм, после чего в смесь вводят лигносульфонаты технические и хлористый кальций.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение касается применения при приготовлении водного состава на основе гидравлических вяжущих комбинаций по меньшей мере одного гребнеобразного сополимера, содержащего (мет)акриловый скелет, на который привиты боковые цепочки, содержащие гидрофильную группу, и по меньшей мере одного гребнеобразного сополимера, содержащего (мет)акриловый скелет, на который привиты боковые цепочки, оканчивающиеся гидрофобной группой.
Настоящее изобретение относится к композиции редиспергируемого в воде полимерного порошка на основе, по меньшей мере, одного синтетического полимера и, по меньшей мере, одного натурального латекса, которая используется в композициях строительных материалов.

Изобретение относится к вариантам способа приготовления неионогенного сополимера, который может быть использован в качестве диспергатора в цементирующих композициях.
Изобретение относится к сополимеру на основе содержащего сульфокислоту соединения. Сополимер включает в качестве мономерных компонентов a) по меньшей мере одно соединение, содержащее сульфокислотную группу, b) по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, включающей N-винил-капролактам, N,N-диметилакриламид, N,N-диэтилакриламид, изопропилакриламид, N-винилпирролидон, N-винилацетамид, N-винилформамид, N-метил-N-винилацетамид, N-алкилакрилат и N-алкилметакрилат, и c) минимум один по меньшей мере бифункциональный виниловый эфир, выбранный из ряда: дивиниловый эфир триэтиленгликоля, дивиниловый эфир диэтиленгликоля или дивиниловый эфир бутандиола.
Настоящее изобретение относится к реологической добавке для замены казеина в составах минеральных твердеющих строительных материалов. Реологическая добавка содержит, по меньшей мере, два различных диспергатора и, по меньшей мере, один стабилизатор или, по меньшей мере, один диспергатор и, по меньшей мере, два различных стабилизатора, где указанный, по меньшей мере, один диспергатор или указанные, по меньшей мере, два диспергатора выбраны из группы лигнинсульфоната, поликарбоксилата, простого эфира поликарбоксилата, меламинформальдегидсульфоната, простого гликолевого эфира алкилфенола и/или нафталинсульфонатов и где указанный, по меньшей мере, один стабилизатор или указанные, по меньшей мере, два стабилизатора выбраны из группы модифицированных или немодифицированных, полностью или частично гидролизованного поливинилового спирта, поливинилацеталя, поливинилпирролидона, полиалкиленгликоля, полиалкиленоксида, агар-агара, посевного зерна рожкового дерева, пектина, поли(мет)акрилатных и (мет)акрилатных загустителей, поли(мет)акриламидов, полиуретанов, ассоциативных загустителей, желатина и/или соевого белка.

Изобретение относится к применению сополимеров акриловой кислоты и полиоксиалкилена для получения присадки, приемлемой для использования в качестве разжижающего агента и/или блокирующего агента для гидравлических вяжущих на основе сульфата кальция.

Изобретение относится к новой поликарбоксилатной пластифицирующей добавке для бетона, строительных растворов и сухих строительных смесей. .

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в промышленном и гражданском строительстве, в частности строительстве зданий и сооружений, монолитном строительстве, изготовлении оснований дорожных одежд, плит и перекрытий, фундаментов и оснований, бордюрных камней.
Изобретение относится к строительству, а именно к гидроизоляционным составам для защиты бетонных и каменных конструкций. Технический результат - повышение водонепроницаемости, прочности сцепления с основанием, коррозионной стойкости конструкций, снижение усадки, паропроницаемость, возможность эффективного применения, как при позитивном, так и при негативном давлении воды, для защиты новых и ремонта старых конструкций.

Настоящее изобретение касается применения при приготовлении водного состава на основе гидравлических вяжущих комбинаций по меньшей мере одного гребнеобразного сополимера, содержащего (мет)акриловый скелет, на который привиты боковые цепочки, содержащие гидрофильную группу, и по меньшей мере одного гребнеобразного сополимера, содержащего (мет)акриловый скелет, на который привиты боковые цепочки, оканчивающиеся гидрофобной группой.

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для модифицирования портландцементных бетонов и растворов. Технический результат - коррозионная стойкость и повышение долговечности изделий и конструкций, эксплуатируемых в мягкой воде, усиление сопротивляемости изделий знакопеременным механических нагрузкам.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков для малоэтажного строительства. Бетонная смесь включает, мас.%: портландцемент 25-30; керамзитовый гравий фракции 20-40 мм 13,8-19,2; керамзитовый песок фракции до 5 мм 30-35; омыленную канифоль 0,01-0,02; этилсиликонат натрия 0,78-1,18; воду 20-25.

Изобретение относится к цементной композиции на основе белита, сульфоалюмината и феррита кальция (BCSAF), содержащей BCSAF клинкер, который имеет следующий минералогический состав относительно общей массы клинкера: от 5 до 30%, предпочтительно от 10 до 20%, фазы на основе алюмоферрита кальция с общей формулой C2AxF(1-x), где X изменяется от 0,2 до 0,8; от 10 до 35% фазы на основе сульфоалюмината кальция; от 40 до 75% белита (C2S); от 0,01 до 10% суммарно одной или более вспомогательных фаз, выбранных из сульфатов кальция, сульфатов щелочных металлов, перовскита, алюминатов кальция, геленита, свободной извести и периклаза и/или стеклообразной фазы, и алканоламин, где алканоламин имеет указанную структурную формулу и содержится в количестве от 0,01 до 1% по массе.

Изобретение относится к области получения строительных материалах, а именно к получения цементных бетонов с контролируемым и регулируемым саморазрушением их в воде, в частности, используемых для получения понтонов, нефтяных платформ, опор и т.д.
Изобретение относится к промышленности дорожно-строительных материалов, а именно к составам смесей для изготовления асфальтобетона, который может быть использован при устройстве оснований и покрытий автомобильных дорог, аэродромов, мостов.
Изобретение относится к области производства искусственных материалов, имитирующих природные. Сырьевая смесь для изготовления материала, имитирующего природный камень, включает, мас.%: измельченная и просеянная через сетку № 5 слюда 5,0-7,0; жидкое стекло 1,0-1,5; вода 29,0-31,0; белый портландцемент 33,0-35,0; молотое и просеянное через сетку № 014 кварцевое стекло 21,0-28,5; этилсиликонат натрия или метилсиликонат натрия 0,5-1,0; по меньшей мере один компонент из группы: окись хрома, ультрамарин, охра, редоксайд, пиролюзит, сурик железный 0,3-3,0.
Изобретение относится к области производства искусственных материалов, имитирующих природные. Сырьевая смесь для имитации природного камня содержит, мас.%: угольную пыль 3,0-5,0; измельченную и просеянную через сетку №5 слюду 10,0-15,0; портландцемент 30,0-35,0; вспученный шунгитовый песок 3,0-5,0; кварцевый песок 45,0-49,0.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков. Бетонная смесь содержит, мас.%: портландцемент 25,0-27,0; золоншаковый наполнитель 52,22-56,36; просеянную через сито №10 крошку пенополиэтилена 0,06-0,08; нарезанное на отрезки 5-15 мм асбестовое волокно 0,4-0,6; древесную омыленная смолу 0,12-0,16; воду 18,0-20,0. .
Изобретение касается состава сырьевой смеси, которая может быть использована для изготовления скульптуры. Сырьевая смесь для изготовления скульптуры включает, мас.%: гипсовое вяжущее 98,5-99,0; крахмал 0,2-0,3; бура 0,2-0,3; капроновое волокно, нарезанное на отрезки 3-7 мм, 0,5-1,0. Технический результат-повышение прочности. 1 табл.
Наверх