Способ изготовления нанодисперсной добавки для бетона

Изобретение относится к строительству и промышленности строительных материалов, в частности к способам изготовления комплексных нанодисперсных добавок для получения мелкозернистого бетона. Способ изготовления нанодисперсной добавки для бетона, получаемой путем ультразвукового диспергирования при частоте ультразвука 35 кГц суспензии, содержит воду, галлуазитовые нанотрубки и пластификатор в виде твердого вещества. В качестве пластификатора применяется С-3 и поливиниловый спирт, взятые в соотношении 1:1, а диспергирование до размера частиц 20-80 нм производится в два этапа: при введении 2,5 г С-3 в суспензию галлуазитовых нанотрубок и воздействии ультразвука в течение 4 минут с последующим добавлением 2,5 г поливинолового спирта и ультразвуковым диспергированием еще 4 минуты. Технический результат - повышение подвижности бетонной смеси, средней плотности, прочности при сжатии и изгибе. 2 табл.

 

Изобретение относится к строительству и промышленности строительных материалов, в частности к способам изготовления комплексных нанодисперсных добавок для получения мелкозернистого бетона.

Известен способ изготовления добавки в бетонную смесь, включающую, мас. %: микродисперсный шунгит 33,3, суспензию из нанодисперсного шунгита с размером частиц 62-716 нм и суперпластификатора С-3 в виде сухого вещества 66,7 (Пыкин А.А., Лукутцова Н.П., Костюченко Г.В. Регулирование свойств бетонов добавками на основе нанодисперсного шунгита // Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов: сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф., Белгород, 5-8 окт. 2010 г. - Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2010. - Ч.1. - С.292-296; подписано к печати 22.09.2010).

Суспензия, изготовленная известным способом, получена путем ультразвукового диспергирования порошка, осуществленного совместным помолом в дисковой вибрационной мельнице шунгита и суперпластификатора С-3 до удельной поверхности 320-350 м2/кг при соотношении компонентов 1:0,6. При этом концентрация данного порошка в воде составляет 1%, а частота ультразвука - 22 кГц.

К недостаткам данного способа относятся: большое соотношение шунгита и суперпластификатора С-3, который, вследствие экранирования поверхности образующихся нанодисперсных шунгитовых частиц, снижает их положительную роль на процессы структурообразования в бетонной смеси и формирование физико-механических свойств бетона; необходимость в дополнительном введении микродисперного шунгита для компенсации указанной отрицательной роли суперпластификатора С-3, что повышает энергоемкость производства и стоимость комплексной добавки, полученной известным способом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления добавки для бетонной смеси, получаемой ультразвуковым диспергированием галлуазитовых нанотрубок в водной среде органического стабилизатора с помощью импульсного активатора ванного типа ПСБ-4035-04 при частоте ультразвука 35 кГц (И.Ю. Гребенченко, С.И. Головин, А.В. Суглобов. Повышение прочности мелкозернистого бетона добавкой на основе галлуазитовых нанотрубок. Сборник научных статей Международной научной конференции студентов и молодых ученых 25-26 мая 2016 года. Курск, 2016. Т.2. С.193-196).

К недостаткам этого способа относятся невысокая подвижность бетонной смеси, плотность, прочность при сжатии и изгибе мелкозернистого бетона.

Технической задачей, положенной в основу заявляемого изобретения, является повышение подвижности бетонной смеси, средней плотности, прочности при сжатии и изгибе мелкозернистого бетона.

Поставленная задача достигается тем, что изготовление нанодисперсной добавки для бетона осуществляется путем ультразвукового диспергирования при частоте ультразвука 35 кГц суспензии, содержащей воду, галлуазитовые нанотрубки и пластификатор виде твердого вещества, при этом в качестве пластификатора используются С-3 и поливиниловый спирт, взятые в соотношении 1:1, а диспергирование до размера частиц 20-80 нм производится в два этапа: при введении 2,5 г С-3 в суспензию галлуазитовых нанотрубок и воздействии ультразвука в течение 4 минут с последующим добавлением 2,5 г поливинилового спирта и ультразвукового диспергирования еще 4 минуты.

Пример. В качестве исходных сырьевых материалов при осуществлении предлагаемого способа изготовления нанодисперсной добавки применяли следующие материалы.

Портландцемент марки ЦЕМ I 42,5 Н (ЗАО «Мальцовский портландцемент», г. Фокино, Брянская обл.).

Галлуазитовые нанотрубки (NaturalNano, Эмерсон Санкт 832, Рочестер, Нью-Йорк 14613), состоящие из глинистого минерала галлуазита (Al2Si2O5(OH)4), имеющего форму трубок размерами: внешний диаметр - 50 нм и длина - от 700 нм до 2 мкм.

Поверхностно-активное вещество нафталин-формальдегидного типа суперпластификатор С-3 в виде сухого вещества (ООО Полипласт, г. Новомосковск, Тульской области).

Поливиниловый спирт в виде сухого вещества (ЗАО «Научно-производственная компания ЕрмакХим», г. Москва).

Кварцевый песок с модулем крупности 2 и вода.

Ультразвуковое диспергирование исходных галлуазитовых нанотрубок в водных средах органических стабилизаторов осуществлялось с помощью импульсного активатора ванного типа ПСБ-4035-04 при частоте ультразвука 35 кГц.

Образцы формовались по стандартной методике при соотношении цемент:песок 1:3 по массе и водоцементном отношении, равном 0,5.

Из мелкозернистого бетона формовали образцы-балочки размерами 4×4×16 см.

Подвижность бетонной смеси определяли с помощью малого конуса, прочность при сжатии и изгибе контрольных и модифицированных образцов мелкозернистого бетона - по стандартным методикам через 28 суток твердения в ванне с гидравлическим затвором.

Составы бетонных смесей, добавок и результаты испытаний образцов представлены в табл.1 и 2.

Из данных табл. 2 видно, что введение нанодисперсной добавки, изготовленной предложенным способом, в бетонную смесь в количестве 1% (в пересчете на сухое вещество) от массы цемента (4 состав) повышает подвижность бетонной смеси от 111 мм до 119 мм, плотность от 2165 до 2200 кг/м3, прочность бетона при изгибе в 1,8 раза и прочность при сжатии в 1,3 раза по сравнению с контрольным составом. При этом по сравнению с прототипом прочность на изгиб возрастает в 2,7 раза, а при сжатии - в 2 раза.

Повышение средней плотности и прочности бетона связано с тем, что галлуазитовые нанотрубки армируют структуру цементного камня на наноуровне и одновременно являются центрами кристаллизации, вызывая образование дополнительного количества гидросиликатов кальция.

Предлагаемый способ изготовления нанодисперсной добавки отличается простотой, низкими энергозатратами, стабильностью добавки за счет содержания частиц размерами 20-80 нм, высокой подвижностью бетонной смеси, высокой плотностью, прочностью при сжатии и изгибе бетона.

Способ изготовления нанодисперсной добавки для бетона, получаемой путем ультразвукового диспергирования при частоте ультразвука 35 кГц суспензии, содержащей воду, галлуазитовые нанотрубки и пластификатор в виде твердого вещества, отличающийся тем, что в качестве пластификатора применяется С-3 и поливиниловый спирт, взятые в соотношении 1:1, а диспергирование до размера частиц 20-80 нм производится в два этапа: при введении 2,5 г С-3 в суспензию галлуазитовых нанотрубок и воздействии ультразвука в течение 4 минут с последующим добавлением 2,5 г поливинолового спирта и ультразвуковым диспергированием еще 4 минуты.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к способу изготовления содержащих цемент/строительный раствор/бетон композиций или систем (которые для простоты далее называются «цементные композиции или системы»), отличающихся улучшенной прочностью при сжатии Rc, в частности, через 28 суток и 90 суток и содержащих, по меньшей мере, «наполнитель на основе карбоната», включающий, по меньшей мере, одну стадию, где вышеупомянутый, по меньшей мере, один «наполнитель на основе карбоната» смешивают или перемешивают, по меньшей мере, с одним алюмосиликатным материалом, и получаемый «смешанный наполнитель» обрабатывают эффективным для обработки количеством, по меньшей мере, одного вещества для обработки, включающего или содержащего суперпластификатор (суперпластификаторы); причем данный материал содержит, по меньшей мере, «наполнитель на основе карбоната», согласно определению, и, по меньшей мере, алюмосиликатный материал, что составляет «смешанный наполнитель».

Варианты реализации изобретения относятся к операциям цементирования и, более конкретно, некоторые варианты реализации относятся к затвердевающим композициям, которые содержат печную пыль и волластонит, а также к способам их применения в подземных пластах .

Изобретение относится к способной к отверждению, состоящей из двух частей акриловой композиции костного цемента. Композиция содержит стабильную при хранении жидкую первую часть и стабильную при хранении жидкую вторую часть, которые реагируют друг с другом при смешении с формированием цемента, который отверждается.

Изобретение относится к строительному продукту, представляющему собой самонесущую конструкцию, включающему частицы дигидрата сульфата кальция, связанные органическим связующим компонентом.
Изобретение относится к операциям цементирования. Вариант осуществления настоящего изобретения включает способную к схватыванию композицию, содержащую размолотый невспученный перлит, пумицит, цементную печную пыль и воду.

Изобретение относится к добавкам в строительные материалы и может быть использовано при производстве изделий из бетона и железобетона, строительных растворов, отделочных покрытий на предприятиях стройиндустрии.

Изобретение относится к строительной промышленности, в частности к пластифицирующей добавке для строительных растворов, и может быть использовано в цементных и других гидравлических вяжущих в качестве пластифицирующей добавки полифункционального действия при производстве товарных бетонов, бетона для массивных конструкций, специальных бетонов.
Изобретение относится к порошкообразному составу строительного раствора на основе вяжущего, который включает по меньшей мере неорганическое вяжущее, добавку на основе органического карбоната формулы R1-O-(CO)-O-R2, содержащего по меньшей мере 5 атомов углерода, в которой группы R1 и R2, одинаковые или разные, представляют собой углеводородные радикалы, алкильные или алкиленовые, линейные или циклические, возможно разветвленные, насыщенные или ненасыщенные, циклоалкильные или ароматические, грануляты, агрегаты и/или песок или другие инертные наполнители.

Группа изобретений относится к покрытой частице активных ингредиентов, способу ее изготовления и применению в качестве добавки к строительным смесям, сухим строительным смесям, цементным растворам и/или бетонам.

Изобретение относится к способу цементирования, включающему: обеспечение пуццолановой суспензии, содержащей пуццолан и воду в количестве от 33 мас. % до 200 мас.

Изобретение предназначено для формирования защитного покрытия. Цементно-песчаный раствор, содержащий цемент, песок, микрокремнезем, суперпластификатор, подсмольную воду и воду, в качестве цемента содержит сульфатостойкий или глиноземистый цемент, песок имеет модуль крупности 1,5, в качестве суперпластификатора используется суперпластификатор СП-1 на основе продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом по ТУ 5870-005-58042865-05, в качестве подсмольной воды - продукт переработки каменных углей пиролизным способом, содержащий фенол, при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент - 35-40, песок - 38-43, микрокремнезем - 1-2, суперпластификатор - 0,10-0,15, подсмольная вода - 2,0-2,4, вода - остальное.
Настоящее изобретение относится к составу диспергирующего агента для гидравлической композиции, содержащему алкилдиэтаноламин, имеющий алкильную группу с 1-3 атомами углерода, и конденсат нафталинсульфоновой кислоты и формальдегида, в котором массовое отношение алкилдиэтаноламина, имеющего алкильную группу с 1-3 атомами углерода, к конденсату нафталинсульфоновой кислоты и формальдегида составляет от 0,01 до 2,0.

Изобретение относится к способу получения и составу воздухововлекающей добавки, применяемой при изготовлении монолитных и сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций, а также в нефтедобывающей отрасли в составе тампонажных цементных материалов.
Изобретение относится к способу получения полиметиленнафталинсульфонатов (ПНС) с регулируемым низким содержанием сульфата натрия, который включает сульфирование нафталинсодержащего сырья сульфирующим агентом в условиях принудительного отвода парогазовой смеси сбалансированного состава до степени срабатывания серной кислоты 1,5-4% в пересчете на остаточную серную кислоту, при этом регулирование содержания нафталина и воды в парогазовой смеси и количества отводимой парогазовой смеси в целом проводят путем поэтапного создания разрежения, при этом первый этап сульфирования проводят в стандартном аппарате-сульфураторе в интервале температур 140-168°C и давлении в аппарате 0-20 кПа, а на втором этапе в том же аппарате, не прерывая технологический процесс, создают разрежение -15÷-90 кПа и выдерживают при температуре 150-155°C, с последующим подъемом температуры в конце процесса до 160-165°C и получением сульфомассы с общей титруемой кислотностью 22,5-26%.

Изобретение относится к строительству и промышленности строительных материалов, в частности к изготовлению комплексных добавок в цементные растворы и бетоны для ускорения твердения строительных изделий и конструкций.
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве добавки - суперпластификатора при производстве цементных бетонных смесей для изготовления строительных изделий и конструкций.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам пластифицирующих добавок, используемых в производстве бетонов, строительных растворов, железобетонных и специальных бетонных изделий, а именно к составу суперпластификатора на основе продуктов поликонденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида.
Изобретение относится к составу комплексной добавки для бетонной смеси и может найти применение в производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций. .
Изобретение относится к способам получения пластификатора для бетонных смесей из отходов производства фенола и может быть использовано для производства сухих смесей и модифицированных бетонов.

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к способу модифицирования бетона при введении в бетонную смесь комплексных добавок. .

Группа изобретений относится к сухой композиции бетона или строительного раствора, содержащей пористые гранулы и к бетону или строительному раствору, изготовленному из этой композиции.

Изобретение относится к строительству и промышленности строительных материалов, в частности к способам изготовления комплексных нанодисперсных добавок для получения мелкозернистого бетона. Способ изготовления нанодисперсной добавки для бетона, получаемой путем ультразвукового диспергирования при частоте ультразвука 35 кГц суспензии, содержит воду, галлуазитовые нанотрубки и пластификатор в виде твердого вещества. В качестве пластификатора применяется С-3 и поливиниловый спирт, взятые в соотношении 1:1, а диспергирование до размера частиц 20-80 нм производится в два этапа: при введении 2,5 г С-3 в суспензию галлуазитовых нанотрубок и воздействии ультразвука в течение 4 минут с последующим добавлением 2,5 г поливинолового спирта и ультразвуковым диспергированием еще 4 минуты. Технический результат - повышение подвижности бетонной смеси, средней плотности, прочности при сжатии и изгибе. 2 табл.

Наверх