комплексная добавка

Классы МПК:C04B22/08 кислоты или их соли
C04B24/24 высокомолекулярные соединения
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2004-05-31
публикация патента:

Комплексная добавка используется в цементных вяжущих композициях для изготовления быстротвердеющих растворов и бетонов. В комплексную добавку к цементному вяжущему, содержащую суперпластификатор С-3, сульфат натрия, дополнительно введены водопонизитель - лигносульфонат технический, уплотнитель - сульфат алюминия и противоморозная добавка - поташ, при следующем соотношении компонентов, мас.%: суперпластификатор С-3 - 14-28, сульфат натрия - 14-28, лигносульфонат технический - 3-7, сульфат алюминия - 14-28, поташ - 30-50. Технический результат - снижение водопотребности растворных и бетонных смесей, повышение скорости твердения и прочности растворов и бетонов. 2 табл.

Формула изобретения

Комплексная добавка к цементному вяжущему, содержащая суперпластификатор С-3, сульфат натрия, отличающаяся тем, что дополнительно в нее введены водопонизитель - лигносульфонат технический, уплотнитель - сульфат алюминия и противоморозная добавка - поташ, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Суперпластификатор С-314-28
Сульфат натрия 14-28
Лигносульфонат технический 3-7
Сульфат алюминия 14-28
Поташ 30-50

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве комплексной добавки к цементному вяжущему для изготовления быстротвердеющих растворов и бетонов.

Известна комплексная добавка для бетона, содержащая 23,3-25,5% нитрата натрия, 26,7-28,0% карбоната натрия, 30,0-33,0% сульфата натрия, 2,5-3,3% хлорида кальция, 8,5-13,3% карбида кальция и 2,5-3,3% гидроксида кальция (RU, патент № 2119900, 6 С 04 В 28/00, дата подачи заявки 1995.10.16). Недостатком бетона с данной комплексной добавкой является низкая прочность в ранние сроки твердения.

Известна также водоудерживающая комплексная добавка к вяжущему, содержащая метилцеллюлозу и белкосодержащий продукт, в качестве белкосодержащего продукта содержит ржаную муку при следующем соотношении компонентов, мас.%: метилцеллюлоза 28-32, белкосодержащий продукт 68-72 (RU, патент № 2203866, 7 С 04 В 7/02, дата подачи заявки 2001.06.09). Недостаток строительной смеси с данной комплексной добавкой - повышенное водоцементное отношение и низкая прочность.

Ближайшим из аналогов является комплексная добавка к цементному вяжущему, включающая активную минеральную добавку - тонкомолотую цеолитосодержащую карбонатно-кремнеземистую минеральную породу, сульфат натрия и дополнительно суперпластификатор С-3 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: суперпластификатор С-3 - 0,8-1,2, сульфат натрия - 1,0-1,5, цеолитосодержащая карбонатно-кремнеземистая порода - 5-10 (RU, патент № 2148040, 7 С 04 В 7/13, дата подачи заявки 1998.05.07). Недостатком данного вяжущего является низкая скорость твердения и низкая прочность в ранние сроки твердения.

Задача изобретения - снижение водопотребности бетонных и растворных смесей, повышение скорости твердения и прочности бетонов и растворов.

Технический результат достигается за счет того, что комплексная добавка к цементному вяжущему, содержащая суперпластификатор С-3, сульфат натрия, согласно изобретению дополнительно включает водопонизитель - лигносульфонат технический, уплотнитель - сульфат алюминия и противоморозную добавку - поташ, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

суперпластификатор С-314-28
сульфат натрия 14-28
лигносульфонат технический 3-7
сульфат алюминия 14-28
поташ 30-50

Сочетание разных видов водопонизителей (суперпластификатора С-3 и лигносульфоната технического) дает больший пластифицирующий эффект, по сравнению с аналогами, и, как следствие, меньший расход воды на затворение цемента.

Частицы цемента представляют собой высокодисперсные зерна различной величины с развитой, дефектной и поровой поверхностью. Вследствие снижения межфазовой энергии "воздух-вода" адсорбированные молекулы лигносульфоната сглаживают дефекты и микрошероховатости частиц цемента, а также вследствие воздухововлечения пластифицируют цементную смесь.

Кроме того, лигносульфонаты изменяют морфологию кристаллов, что в системе С3А-CaSO4-Са(ОН)22О ведет к торможению превращения высокосульфатной формы в низкосульфатную. То есть эттрингит сохраняется долгое время, упрочняя твердеющую цементную систему, и образует с новообразованиями гидратации алита прочные комплексы.

Суперпластификатор С-3 оказывает иной пластифицирующий эффект. Вследствие того, что он понижает поверхностное натяжение между границами раздела "жидкость-твердая фаза", его молекулы сорбируются на плоских и гладких участках частиц С3А и C4 AF цемента. Поэтому увеличивается межчастичная подвижность цемента.

Суперпластификатор на формирование прочности влияет и косвенно. На гидратацию C3S и C2S влияет количество воды. На начальной стадии, во время замедления гидратации цементное тесто находится в пластичном состоянии. В этот период, при высоком водоцементном отношении (В/Ц), C3S быстро гидратируется до C2SHХ, образуя на пограничной поверхности слой, толщиной в несколько молекул, который непроницаем для воды в течение нескольких часов и замедляет дальнейшую гидратацию С3S. С уменьшением В/Ц вероятность образования экранирующей пленки уменьшается, а гидратация ускоряется. Кроме того, при низком В/Ц структурообразование происходит с заполнением новообразованиями меньшего объема, чем при большом количестве воды в исходной цементно-водной системе, следовательно, подвижность цементного теста при низком В/Ц падает быстрее, чем при высоком.

В результате аддитивного характера действия водопонизителей достигаются высокий пластифицирующий эффект и, как следствие, снижение водопотребности. Вследствие значительного водопонижения достигаются высокая плотность и прочность растворов и бетонов.

Механизм действия неорганического ускорителя твердения (сульфата натрия) состоит в активировании гидратации различных силикатных составляющих цементного камня. Введение ускорителя не только компенсирует возможное торможение гидратации цемента за счет воздействия пластификаторов, но и ускоряет твердение.

Для увеличения прочности цементного камня дополнительно введен уплотнитель - сульфат алюминия. Благодаря ему в цементном камне кольматируются поры различной величины и плотность цементного камня увеличивается.

Добавка поташа повышает морозостойкость цементного камня, а также нормализует твердение цемента при отрицательных температурах.

Кроме того, добавки поташа и сульфата алюминия, являясь также ускорителями, повышают скорость твердения цемента за счет увеличения ионной силы раствора и образования малорастворимых молекулярных комплексов с новообразованиями гидратации цемента.

Таким образом, компоненты комплексной добавки обеспечивают высокую плотность и прочность цементного камня, дают быстрый набор прочности в ранние сроки твердения, влияя на различные факторы твердения цемента.

Комплексную добавку готовят путем совместного смешивания сухих компонентов в вышеуказанных количествах и смешивают с портландцементом марки 400, с ее содержанием 2,7-5,08% по массе цемента, на сухое вещество. В табл.1 и 2 приведены рекомендуемые составы и показатели комплексной добавки. Испытания образцов проводились в возрасте 1 и 28 суток, в соответствии с ГОСТ 310.1-310.4.

Таблица 1 - Рекомендуемые составы комплексной добавки
Компоненты Составы добавки, мас.%
12 3
Суперпластификатор С-3 252015
Лигносульфонат технический 357
Сульфат натрия16 2024
Сульфат алюминия1620 24
Поташ 403530

Таблица 2
ПоказателиСостав 1 Состав 2Состав 3Прототип
В/Ц0,41 0,370,4 -
Прочность при изгибе в возрасте сут.: МПа     
17,9 5,276,214,83
2811,08 13,413,5810,6
Прочность при сжатии в возрасте сут.: МПа     
120,418,7 21,5416,48
2850,653,7 53,8944,6
Время схватывания, мин18 2020-

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2273613

patent-2273613.pdf

Класс C04B22/08 кислоты или их соли

комплексная добавка -  патент 2527442 (27.08.2014)
комплексная добавка для бетонов и строительных растворов (варианты) -  патент 2527435 (27.08.2014)
водорастворимый бесщелочной ускоритель схватывания и способ его получения -  патент 2524098 (27.07.2014)
содержащая пластифицирующую добавку композиция добавки-ускорителя твердения -  патент 2520105 (20.06.2014)
бетонная смесь -  патент 2515639 (20.05.2014)
бетонная смесь -  патент 2514355 (27.04.2014)
добавки к цементу -  патент 2509739 (20.03.2014)
комплексная наноразмерная добавка для пенобетонной смеси -  патент 2507169 (20.02.2014)
химическая добавка для ускорения твердения цемента -  патент 2467969 (27.11.2012)
сырьевая смесь для изготовления пожаробезопасного отделочного материала -  патент 2465234 (27.10.2012)

Класс C04B24/24 высокомолекулярные соединения

диспергирующее вещество, содержащее сополимерную смесь -  патент 2529189 (27.09.2014)
комплексная добавка для бетонов и строительных растворов -  патент 2528342 (10.09.2014)
бетонная смесь -  патент 2525565 (20.08.2014)
сухая строительная смесь -  патент 2520122 (20.06.2014)
содержащая пластифицирующую добавку композиция добавки-ускорителя твердения -  патент 2520105 (20.06.2014)
применение (мет)акрилового гребнеразветвленного сополимера в качестве добавки, улучшающей перерабатываемость водной рецептуры с гидравлической вяжущей основой и ассоциативным акриловым загустителем -  патент 2503632 (10.01.2014)
мелкозернистая бетонная смесь и способ ее приготовления -  патент 2494061 (27.09.2013)
смесь для приклеивания плит -  патент 2493121 (20.09.2013)
способ приготовления комплексной добавки для бетонной смеси на основе цемента -  патент 2491243 (27.08.2013)
строительный раствор -  патент 2485067 (20.06.2013)
Наверх