Сырьевая смесь для защитного покрытия
Владельцы патента RU 2674780:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" ФГБОУ ВО ПГУПС (RU)
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для защиты различных поверхностей. Технический результат - понижение истираемости (на 38%) и уменьшение усадки защитного покрытия (на 43%). Сырьевая смесь для защитного покрытия содержит, мас.%: портландцемент 39,18-41,20; песок фракции 0,30 мм 32,39-32,79; микрокальцит СаСО3 с размером частиц 100 мкм 7,80-8,20; бентонитовую глину с удельной поверхностью 100000 м2/кг 0,72-0,82; комплексную добавку 0,86-0,98; воду 17,03-18,03. Комплексная добавка содержит, мас.%: редиспергируемый порошок на основе сополимера стирол-акрилата Acronal 430 47,0-52,0; золь гидроксида железа с плотностью ρ=1,107 г/см3 и рН=9 48,0-53,0. 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для защиты различных поверхностей.
Известна сырьевая смесь, состоящая из следующих компонентов, мас. %: цемент 36,0-40,0; песок 39,0-49,0; нитрат натрия 0,9-1,8; карбонат натрия 2,0-3,2; сульфат натрия 2,5-3,6; хлорид кальция 0,05-0,15; карбид кальция 0,75-1,15; гидроксид кальция 0,8-1,0; остальное - вода. (RU №2072335, С04В 28/00, 1997 г.). Недостатком данного технического решения является повышенная истираемость и повышенная усадка.
Известная сырьевая смесь, используемая в качестве защитного покрытия, содержащая портландцементный клинекер 62-68%, нитрат натрия 3-10%, хромат калия 2-5%, остальное - вода (RU №2017704, С04В 41/62, 1994 г.). Недостатком данного технического решения является повышенная истираемость и повышенная усадка.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой сырьевой смеси для защитного покрытия, выбранной за прототип, является сырьевая смесь, состоящая из следующих компонентов, мас. %: портландцемент - 34,48-36,48; песок фракции 0,315 мм - 43,72-44,82; комплексная добавка - 6,4-6,9; вода - 13,4-13,8. Комплексная добавка состоит из следующих компонентов, мас. %: белая сажа БС50 - 93,7-94,3; поликарбоксилатный полимер - 5,7-6,3 (RU №2585217, С04В 28/04; С04В 41/50; С04В 111/20, 2015 г.). Недостатком данного технического решения является повышенная истираемость и повышенная усадка защитного покрытия.
Поставленная задача достигается тем, что сырьевая смесь для защитного покрытия содержит портландцемент, песок фракции 0,30 мм, комплексную добавку, состоящую из редиспергируемого порошка на основе сополимера стирол-акрилата (Acronal 430) и золя гидроксида железа с плотностью ρ=1,107 г/см3, рН=9 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| редиспергируемый порошок на основе сополимера | |
| стирол-акрилата (Acronal 430) | 47,0-52,0 |
| золь гидроксида железа | 48,0-53,0 |
дополнительно содержит микрокальцит (СаСО3) с размером частиц 100 мкм и бентонитовую глину с удельной поверхностью 10000 м2/кг при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:
| портландцемент | 39,18-41,20 |
| указанный песок | 32,39-32,79 |
| указанный микрокальцит | 7,80-8.20 |
| указанная глина | 0,72-0,82 |
| указанная комплексная добавка | 0,86-0,98 |
| вода | 17,03-18,03 |
Использование комплексной добавки на основе универсального редиспергируемого порошка, состоящего из сополимера стирол-акрилата (Acronal 430), модифицированного золем гидроксида железа, повышает гидратационную активность сырьевой смеси, используемой в качестве защитного покрытия, обеспечивая образование повышенного количества тоберморитоподобных гидросиликатов. Совместное присутствие указанной добавки и бентонитовой глины, в состав которой входят реакционно-активные коллоидные частицы гидроксида алюминия и диоксида кремния, обеспечивает образование комплексных гидратных соединений, представленные гидрогранатами переменного состава 3СаО⋅Al2O3⋅xSiO2⋅(6-2х)⋅Н2О и шестиводным гидроферритом кальция 3СаО⋅Fe2O3⋅6Н2О, обладающим повышенной твердостью, которая по шкале Мооса равна 4. Все вышеперечисленное, а именно образование повышенного количества комплексных гидратных соединений, способствует уплотнению структуры и твердости создаваемого защитного покрытия, следствием чего является уменьшение истираемости и уменьшение усадки защитного покрытия.
На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявленная сырьевая смесь для защитного покрытия не известна, и данное техническое решение обладает мировой новизной.
Заявленная совокупность существенных признаков проявляет новое свойство в присутствии указанной комплексной добавки, состоящей из редиспергируемого порошка на основе сополимера стирол-акрилата (Acronal 430) и золя диоксида железа, которая обеспечивает сверх суммарный эффект, состоящий в повышении гидратационной активности сырьевой смеси для защитного покрытия, а также совместное присутствие указанной добавки и бентонитовой глины, в состав которой входят реакционно-активные коллоидные частицы гидроксида алюминия и диоксида кремния, обеспечивает образование комплексных гидратных соединений, обладающих повышенной твердостью, таких как гидрогранаты переменного состава 3CaO⋅Al2O3⋅xSiO2⋅(6-2x)⋅H2O и шестиводного гидроферрита кальция 3СаО⋅Fe2O3⋅6Н2О. Кроме того, гель гидроксида железа, входящий в состав указанной добавки, со временем переходит в гель, который затвердевает, образуя прочный гидроскид железа Fe2O3⋅nH2O. Результатом действия указанной добавки в составе предложенной сырьевой смеси является уменьшение истираемости и уменьшение усадки защитного покрытия.
Смесь, включающая портландцемент, песок, предлагаемую добавку и бентонитовую глину, обеспечивает получение защитного покрытия, характеризуемого пониженной истираемостью (на 38%) и пониженной усадкой защитного покрытия (на 43%) по сравнению с прототипом.
По мнению заявителя и авторов, именно другое свойство совокупности существенных признаков, не равное известным свойствам отличительных признаков, позволяет признать эту совокупность по сравнению с известными в науке и технике новой, а заявляемое изобретение - соответствующим критерию охраноспособности «изобретательский уровень».
Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано для изготовления строительной смеси, используемой в качестве защитного покрытия, например, для защиты бетонных дорожных покрытий.
Пример конкретного выполнения.
1. Приготовление предлагаемой комплексной добавки
1.1. Дозируют редиспергируемый порошок на основе сополимера стирол-акрилата (Acronal 430);
1.2. Дозируют золь гидроксида железа с плотностью ρ=1,107 г/см3 и рН=9;
1.3. Смешивают отдозированные компоненты (п. 1.1 и п. 1.2) до получения однородной суспензии;
2. Приготовление сырьевой смеси для защитного покрытия: 2.1.Дозируют портландцемент ПЦ500 ДО;
2.2. Дозируют песок фракции 0,30 мм;
2.3. Дозируют микрокальцит (СаСО3) с размером частиц 100 мк;
2.4. Дозируют бентонитовую глину с удельной поверхностью 100000 м2/кг;
2.5. Дозируют добавку, приготовленную по п. 1;
2.6. Дозируют воду
2.7. Смешивают при помощи электрической дрели отдозированные компоненты (по п. 2.1, п. 2.2, п. 2.3, п. 2.4, п. 2.5, п. 2.6) до получения однородной, без комков, подвижной смеси, которую используют по назначению в качестве защитного покрытия и из которой изготавливают образцы - кубы с размерами 7,07×7,07×7,07 см для определения истираемости по ГОСТ 13087-81
«Бетоны. Методы определения истираемости». Твердение изготовленных образцов осуществляется в нормальных условиях (при температуре t=20±2°C и влажности W≥95%) в течение 28 суток. Для определения усадки изготавливают образцы-балочки размером 4×4×16 см. Усадку защитного покрытия определяем по ГОСТ 24544-81 «Бетоны. Методы определения деформаций усадки и ползучести». Усадку определяют в течение 120 суток.
Полученные результаты представлены в таблице.
Сырьевая смесь для защитного покрытия, состоящая из портландцемента, песка, комплексной добавки и воды, отличающаяся тем, что содержит песок фракции 0,30 мм, комплексную добавку, состоящую из редиспергируемого порошка на основе сополимера стирол-акрилата (Acronal 430) и золя гидроксида железа с плотностью ρ=1,107 г/см3 и рН=9, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| редиспергируемый порошок на основе сополимера | |
| стирол-акрилата (Acronal 430) | 47,0-52,0 |
| золь гидроксида железа с плотностью ρ=1,107 | |
| г/см3 и рН=9 | 48,0-53,0 |
дополнительно содержит микрокальцит (СаСО3) с размером частиц 100 мкм и бентонитовую глину с удельной поверхностью 100000 м2/кг при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.%:
| портландцемент | 39,18-41,20 |
| указанный песок | 32,39-32,79 |
| указанный микрокальцит | 7,80-8,20 |
| указанная глина | 0,72-0,82 |
| указанная комплексная добавка | 0,86-0,98 |
| вода | 17,03-18,03 |
