Комплексная добавка для бетонной смеси и способ ее приготовления


 


Владельцы патента RU 2546688:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ (RU)

Комплексная добавка для бетонной смеси, содержащая пластификатор и углеродные нанотрубки, отличающающаяся тем, что содержит в качестве пластификатора гиперпластификатор «Remicrete SP-60» плотностью 1,09 г/см3, в качестве углеродных нанотрубок - углеродные нанотрубки «Таунит», и дополнительно - гидрофобизатор «Типром-С» при следующем соотношении компонентов, мас. %: гиперпластификатор «Remicrete SP-60» - 93,0-96,0, углеродные нанотрубки «Таунит» - 0,4-0,5, гидрофобизатор «Типром-С» - 3,5-6,6. В способе приготовления комплексной добавки для бетонной смеси, заключающемся в ультразвуковой диспергации пластификатора и углеродных нанотрубок, углеродные нанотрубки «Таунит» диспергируют в гиперпластификаторе «Remicrete SP-60» плотностью 1,09 г/см3 в течение 4-6 минут при мощности ультразвукового воздействия 92 Вт с дальнейшим выдерживанием полученной смеси в течение 5-10 минут, после чего в полученную дисперсию добавляют гидрофобизатор «Типром-С» и подвергают повторному ультразвуковому воздействию мощностью 92 Вт в течение 1,5-2 мин. Технический результат - повышение прочности бетона в первые сутки твердения, повышение марочной прочности, морозостойкости и водонепроницаемости. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

 

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

Известен способ приготовления наномодифицированной добавки для цементного камня (RU 2012110543 A, опубл. 10.12.2013), включающей суперпластификатор и УНТ, заключающийся в диспергации компонентов добавки, отличающийся тем, что добавку готовят в четыре этапа:

1. УНТ очищают от примесей путем 5-15-минутной диспергации в 60-70% растворе азотной кислоты с последующим нагреванием раствора до 83-87°C, выдержкой при этой температуре в течение 30-60 минут до окончательного выпаривания раствора, сухой остаток промывают бидистиллированной водой и сушат путем нагрева остатка.

2. Осуществляют диспергирование УНТ в среде изопропилового спирта в ультразвуковом диспергаторе в течение 5-15 минут при соотношении 1 г углеродных нанотрубок на 1 л спирта.

3. Готовят наномодифицированную добавку путем ультразвукового диспергирования и смешивания предварительно измельченного в шаровой мельнице до полного прохода через сито 0,16 мм сухого суперпластификатора СП и раствора углеродных нанотрубок в среде изопропилового спирта в течение 10-15 минут при помощи ультразвукового диспергатора.

4. Под действием температуры производят выпаривание изопропилового спирта до получения сухого остатка.

Недостатком данного изобретения является длительность и высокая трудоемкость изготовления добавки.

Известна бетонная смесь (RU 2355656 C2, опубл. 20.11.2008), включающая цемент М500, наполнитель, воду и базальтовое волокно, модифицированное веществом, выбранным из группы, включающей полиэдральные многослойные углеродные наноструктуры фуллероидного типа и многослойные углеродные нанотрубки, взятым в количестве 0,0001-0,005 мас.ч. на одну мас.ч. базальтового волокна, причем в качестве наполнителя смесь содержит наполнитель, выбранный из группы, включающей смесь гравия с песком и смесь гравия с алюмосиликатными микросферами, и дополнительно бетонная смесь содержит пластификатор - полинафталинметиленсульфонат натрия при следующем соотношении компонентов (мас.%): цемент 24-48, наполнитель 30-60, модифицированное базальтовое волокно 2-6, пластификатор 0,9-1,1, вода - остальное.

Однако использование в данном изобретении пластификатора на основе полинафталинметиленсульфоната натрия не позволяет получить бетон с высокой марочной прочностью и долговечностью.

Прототипом является наномодификатор строительных материалов (RU 2482082 C2, опубл. 20.02.2013), содержащий углеродный наноматериал (УНМ), наполнитель и пластификатор, причем УНМ вводится в виде нанотрубок «Таунит», в качестве пластификатора смесь содержит поливинилпирролидон, в качестве наполнителя - полиэтиленгликоль ПЭГ-1500 и дополнительно содержит гидрокарбонат натрия и лимонную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: УНМ «Таунит» 0,1-8, поливинилпирролидон 0,1-8, гидрокарбонат натрия 5,5-11,5, лимонная кислота 5,5-11,5, полиэтиленгликоль ПЭГ-1500 - остальное.

Использование данной комплексной добавки позволяет повысить прочность строительных материалов. Недостатком данного изобретения является невысокая прочность бетона в ранние сроки твердения, а также невысокая долговечность получаемого бетона.

Задача настоящего изобретения - резкое повышение темпа роста прочности бетонов в ранние сроки твердения, обеспечение высокой марочной прочности, повышение морозостойкости и водонепроницаемости за счет однородного распределения УНТ в составе комплексной добавки.

Результат достигается тем, что комплексная добавка для бетонной смеси, содержащая пластификатор и углеродные нанотрубки, согласно изобретению содержит в качестве пластификатора гиперпластификатор «Remicrete SP-60», в качестве углеродных нанотрубок - углеродные нанотрубки «Таунит» и дополнительно - гидрофобизатор «Типром-С» при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гиперпластификатор «Remicrete SP-60» - 93,0-96,0

Углеродные нанотрубки «Таунит» - 0,4-0,5

Гидрофобизатор «Типром-С» - 3,5-6,6

Результат достигается тем, что в способе приготовления комплексной добавки для бетонной смеси, заключающемся в предварительной ультразвуковой диспергации пластификатора и углеродных нанотрубок, согласно изобретения углеродные нанотрубки «Таунит» диспергируют в гиперпластификаторе «Remicrete SP-60» плотностью 1,09 г/см3 в течение 4-6 минут при мощности ультразвукового воздействия 92 Вт с дальнейшим выдерживанием полученной смеси в течение 5-10 минут, добавляют гидрофобизатор «Типром-С» и подвергают повторному ультразвуковому воздействию мощностью 92 Вт в течение 1,5-2 мин.

В качестве гиперпластификатора используют гиперпластификатор «Remicrete SP-60» -сополимер на основе полиэфиркарбоксилатов, плотность 1,09 г/см3, жидкость светло-коричневого цвета, имеет сертификационный номер 0764-CPD-0012 (согласно EN 934-2:2001).

В качестве углеродных нанотрубок (УНТ) использовались углеродные нанотрубки «Таунит» - коаксиальные многослойные углеродные нанотрубки с наружным диаметром 8-15 нм и длиной более 2 мкм. Число слоев одной трубки 6-10.

В качестве гидрофобизатора используют гидрофобизатор «Типром-С» - кремнийорганическая воздухововлекающая добавка на основе 55% концентрата алкилсиликоната калия, плотность 1,3 г/см3, Массовая доля кремния 8,0-14,0%. Соответствует требованиям ТУ 2229-069-32478306-2003.

Пример иллюстрируется следующим образом.

В гиперпластификатор «Remicrete SP-60» добавляли УНТ «Таунит» и подвергали ультразвуковой диспергации мощностью 92 Вт в течение 4-6 мин, после выдерживания полученной смеси в течение 5-10 мин в нее добавляют гидрофобизатор «Типром-С» и снова подвергают ультразвуковой диспергации мощностью 92 Вт в течение 1,5-2 мин.

Для приготовления бетонной смеси производственного состава использовали цемент М400 ПЦ Д20 Вольского завода, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 10178-85, песок Камско-Устьинского месторождения, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8736-93 и ГОСТ 8735-88 и щебень Камско-Устьинского месторождения, удовлетворяющий требованиям ГОСТов для бетонов, при следущем соотношении (мас.ч.):

Цемент: щебень: песок = 1:1,31:2,53.

Вода добавлялась в бетонную смесь до достижения равной подвижности (класса П2) по ГОСТ 7473-94. Водоцементное отношение состава без добавки составило 0.43, с комплексной добавкой 0.3, с добавкой по прототипу - 0,36.

Добавка вводилась в бетонную смесь в виде водного раствора рабочей концентрации с водой затворения в количестве 1-1,5% от массы цемента в пересчете на сухое вещество.

Из бетонных смесей изготавливали образцы - кубы с размерами 10×10×10. Через 1, 3, 7, 28 суток нормального твердения образцы подвергались механическим испытаниям. Прочность образцов определяли в соответствии с ГОСТ 18105-86, морозостойкость - по ГОСТ 10060.0-95, а водонепроницаемость - по ГОСТ 12730.5-84.

Составы комплексной добавки и результаты механических испытаний бетона приведены в таблице.

На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что бетон с использованием комплексной добавки в первые сутки имеет прочность на сжатие выше на 42-51%, на 3-и сутки - 56-70%, на 7-е сутки - 55-62% и на 28-е сутки - 44-48% по сравнению с прототипом. В возрасте 28 суток морозостойкость увеличивается на 200 циклов, а водонепроницаемость - на 3 ступени.

Полученные результаты позволяют утверждать, что комплексная добавка повышает темп набора прочности бетонов в ранние сроки твердения и позволяет достигнуть высокой конечной прочности, морозостойкости и водонепроницаемости.

1. Комплексная добавка для бетонной смеси, содержащая пластификатор и углеродные нанотрубки, отличающаяся тем, что содержит в качестве пластификатора гиперпластификатор «Remicrete SP-60» плотностью 1,09 г/см3, в качестве углеродных нанотрубок - углеродные нанотрубки «Таунит» и дополнительно - гидрофобизатор «Типром-С» при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Гиперпластификатор «Remicrete SP-60» 93,0-96,0
Углеродные нанотрубки «Таунит» 0,4-0,5
Гидрофобизатор «Типром-С» 3,5-6,6

2. Способ приготовления комплексной добавки для бетонной смеси по п.1, заключающийся в ультразвуковой диспергации пластификатора и углеродных нанотрубок, отличающийся тем, что углеродные нанотрубки «Таунит» диспергируют в гиперпластификаторе «Remicrete SP-60» плотностью 1,09 г/см3 в течение 4-6 мин при мощности ультразвукового воздействия 92 Вт с дальнейшим выдерживанием полученной смеси в течение 5-10 мин, после чего в полученную дисперсию добавляют гидрофобизатор «Типром-С» и подвергают повторному ультразвуковому воздействию мощностью 92 Вт в течение 1,5-2 мин.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам добавок, используемых при производстве изделий из малоподвижных и жестких бетонных смесей с применением технологий классического вибрационного формования, экструзионного формования и вибропрессования.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к биоцидным добавкам, перспективным для борьбы с микробиологической деструкцией водных растворов органических соединений, используемых в технологии бетона и строительных растворов.

Настоящее изобретение относится к составу добавки для бетонов и строительных растворов и может найти применение в производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций при бетонировании в широком диапазоне температур окружающей среды.
Изобретение относится к области измельчения материалов, в частности к составам добавок, используемых для интенсификации помола клинкера при производстве цемента, при помоле шамота, боксита, корунда, периклаза, кварцита, угля, глинозема, доломита, руды и рудных концентратов.
Изобретение относится к связующим для производства фрикционных композиционных углерод-углеродных материалов, а также к технологии получения ФКУМ, выполненным из данного связующего, и может быть использовано, в частности, для получения тормозных дисков, применяющихся для авиа, железнодорожного и автомобильного транспорта.
Изобретение относится к составу комплексной добавки для бетонных смесей и строительных растворов и может найти широкое применение при производстве монолитных и сборных конструкций преимущественно для гидротехнических сооружений и дорожных бетонов.
Изобретение относится к составу комплексной добавки для бетонных смесей и строительных растворов и может найти широкое применение при производстве монолитных и сборных конструкций, преимущественно для гидротехнических сооружений и дорожных бетонов.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам добавок для строительных смесей, которые могут применяться в качестве штукатурных, шпаклевочных, монтажных смесей.
Изобретение относится к технологиям, интенсифицирующим процесс размола. .

Изобретение относится к редиспергируемым в воде дисперсионным порошковым составам, к способу получения таких составов, а также к их применению в строительных материалах.

Изобретение относится к области экологии. Предложенный изолирующий материал включает глину, известковый материал, нефтяной шлам и буровой шлам при следующем содержании компонентов, вес.

Изобретение относится к составу радиозащитного строительного бетона с пористым заполнителем и способу его изготовления. Изобретение может быть использовано при создании помещений, защищающих от повышенного уровня электромагнитного поля, генерируемого как внешними, так и внутренними источниками.

Изобретение относится к составам сырьевых смесей на цементной основе, применяемых для производства теплоизоляционных строительных материалов, отличающихся повышенной пожаростойкостью.
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных, конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных бетонов, предназначенных для жилищного строительства.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных, конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных бетонов, предназначенных для жилищного строительства.
Изобретение относится к области производства дорожно-строительных материалов и может быть использовано для ремонта аэродромных и дорожных покрытий, в частности, для выполнения оперативного, аварийного восстановления разрушенных участков асфальтобетонных покрытий.
Изобретение относится к химии полимеров, а именно к интерполимерным полиэлектролитным комплексам, которые могут использоваться для укрепления грунтов, состоящих из глины и песка.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам бетонной смеси, и может быть использовано для изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций, а также тротуарной плитки.

Изобретение относится к композиции для получения силикатного кирпича. Композиция для получения силикатного кирпича, содержащая известь, песок, воду и по меньшей мере один пластификатор, где по меньшей мере один пластификатор представляет собой гребенчатый полимер КР по приведенной структурной формуле.

Изобретение касается составов сырьевых смесей для изготовления кирпича, который может быть использован в малоэтажном строительстве. Сырьевая смесь для изготовления кирпича включает, вес.ч.: кварцевый песок 2-2,5; портландцемент 2-2,5; известковое тесто 1-1,5; мраморная мука 1-1,5.

Изобретение относится к трубопроводной технике, а именно к материалам, наносимым на наружную поверхность труб в качестве защитного утяжеляющего покрытия. Технический результат - обеспечение плотности защитного бетонного материала в пределах от 2600 до 3400 кг/м3. В способе изготовления защитного утяжеляющего бетонного покрытия трубопровода, включающем смешивание цемента, заполнителя, пластифицирующей добавки и воды, нагнетание полученной смеси в кольцевое пространство, образованное внешней поверхностью трубопровода и установленной на ней с зазором несъемной опалубкой, затвердевание полученного покрытия, на смешивание подают портландцемент из расчета его содержания в смеси от 8,8 мас.% до 20,0 мас.%, воду вводят из расчета отношения воды к цементу от 0,31 до 0,63, в качестве пластифицирующей добавки на смешивание подают пластификатор и пеногаситель в количестве от 1,0 кг/м3 до 3,0 кг/м3, подаваемый на смешивание заполнитель с размером зерен, не превышающим 10 мм, выбирают из баритовой или железосодержащей руды, или габродиабаза, или гранита в смеси или по отдельности, при этом смешивание компонентов осуществляют из расчета получения смеси, имеющей показатель текучести, измеряемый по расплыву конуса, равный от 55 см до 75 см, и показатель содержания воздуха от 1% до 4% от объема. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Наверх