комплексная добавка для бетонных смесей и строительных растворов

Классы МПК:C04B24/16 серосодержащие соединения
C04B103/20 замедлители
Автор(ы):
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Полипласт" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2007-04-20
публикация патента:

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам комплексных добавок, используемых в производстве бетонов, строительных растворов, бетонных и железобетонных изделий. Технический результат - повышение сохраняемости бетонных и растворных смесей с комплексной добавкой и обеспечение неизменности свойств добавки при хранении по показателям рН и строительно-техническим характеристикам строительных материалов с ее использованием - пластичности, морозостойкости. Комплексная добавка для бетонных смесей и строительных растворов, включающая суперпластификатор на основе полинафталинсульфоната - ПНС, смесь балластных солей сероочистки - СБС, формиат натрия и щелочной компонент, в качестве щелочного компонента содержит технические фосфаты натрия и дополнительно лигносульфонаты технические - ЛСТ, при следующем соотношении компонентов, мас.%: суперпластификатор на основе ПНС 50-90, формиат натрия 0-40, технические фосфаты натрия 3-15, ЛСТ 0-25, СБС остальное. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

Формула изобретения

1. Комплексная добавка для бетонных смесей и строительных растворов, включающая суперпластификатор на основе полинафталинсульфоната - ПНС, смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе роданида и тиосульфата натрия - СБС, формиат натрия и щелочной компонент, отличающаяся тем, что в качестве щелочного компонента она содержит технические фосфаты натрия и дополнительно лигносульфонаты технические - ЛСТ и формиат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

суперпластификатор на основе ПНС 50-90
формиат натрия 0-40
технические фосфаты натрия 3-15
ЛСТ 0-25
СБСостальное

2. Комплексная добавка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:

суперпластификатор на основе ПНС 50-90
технические фосфаты натрия 3-15
ЛСТ 1-25
СБСостальное

3. Комплексная добавка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:

суперпластификатор на основе ПНС 50-90
технические фосфаты натрия 3-15
ЛСТ 1-25
формиат натрия 5-40
СБСостальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам комплексных добавок, используемых в производстве бетонных и железобетонных изделий, а также строительных растворов.

"Известно использование в качестве добавки при производстве бетонов нафталинформальдегидных суперпластификаторов, представляющих собой смесь полиметиленнафталинсульфонатов (ПНС), образующихся при нейтрализации соответствующих полинафталинсульфокислот неорганическими основаниями (гидроксидами щелочных или щелочно-земельных металлов). Такая добавка хорошо пластифицирует бетонные и растворные смеси даже при невысоком водосодержании и обеспечивает получение бетонов с высокими строительно-техническими свойствами [Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика, 2-ое издание, Москва, Стройиздат, 1998, с.19 (1)].

Однако бетонные смеси с суперпластификаторами на основе ПНС характеризуются недостаточно высокой прочностью в ранние сроки твердения. Это объясняется образованием адсорбционных слоев полимерных органических соединений на продуктах гидратации цементных материалов, следствием чего является изменение коллоидно-химических характеристик цементно-водной суспензии, электростатическое отталкивание частиц гидратированных минералов и замедление процессов начального структурообразования и твердения даже при пониженных значениях водоцементного отношения.

Кроме того, введение суперпластификаторов на основе ПНС не обеспечивает получение бетонов с высокой морозостойкостью.

Наиболее близким из аналогов к заявляемой добавке по технической сущности и достигаемому техническому результату является комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы, содержащая суперпластификатор С-3 на основе ПНС, смесь балластных солей сероочистки (СБС) коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия и щелочной компонент - едкий натр, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

суперпластификатор на основе ПНС 15,00-85,00
едкий натр 0,02-0,25
СБС остальное

Дополнительно указанная комплексная добавка может содержать мас.% 5,00-42,50 мас.% неорганических (нитрит натрия) или органических (формиат натрия) электролитов [RU №2270815, опубл. 2006, (2)].

Такая добавка обладает хорошей пластифицирующей способностью в бетонных и растворных смесях, обеспечивает быстрый набор ранней прочности и стабилизацию свойств комплексной добавки по показателям пластификации и морозостойкости.

Вместе с тем указанная добавка не обеспечивает требуемой длительности сохраняемости подвижности пластифицированных бетонных смесей при транспортировании, а стабилизация обеспечиваемых добавкой строительно-технических характеристик наблюдается только при хранении в герметично закрытых емкостях с минимальным наличием воздушной фазы. Это связано с тем, что применяемый для стабилизации свойств щелочной компонент - едкий натр - при высоких значениях рН (необходимая по заявке щелочность даже для разбавленного 1%-ного раствора соответствует значениям рН в интервале 8,1-10,8) реагирует с СО2, образуя смесь солей со значительно более низкими значениями рН.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение сохраняемости подвижности бетонных и растворных смесей с комплексной добавкой и обеспечение неизменности свойств добавки при хранении по показателям рН и строительно-техническим характеристикам строительных материалов с ней - пластичности, морозостойкости.

Поставленная задача решается тем, что комплексная добавка для бетонных смесей и строительных растворов, включающая суперпластификатор на основе полинафталинсульфоната - ПНС, смесь балластных солей сероочистки - СБС, формиат натрия и щелочной компонент, в качестве щелочного компонента содержит технические фосфаты натрия и дополнительно лигносульфонаты технические - ЛСТ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

суперпластификатор на основе ПНС 50-90
формиат натрия 0-40
технические фосфаты натрия 3-15
ЛСТ 0-25
СБСостальное

Добавка может содержать компоненты при следующем соотношении, мас.%:

суперпластификатор на основе ПНС 50-90
технические фосфаты натрия 3-15
ЛСТ 1-25
СБСостальное

Добавка может содержать компоненты при следующем соотношении, мас.%:

суперпластификатор на основе ПНС 50-90
технические фосфаты натрия 3-15
ЛСТ 1-25
формиат натрия 5-40
СБСостальное

Между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь.

Как отмечалось, ПНС характеризуются высоким пластифицирующим действием в цементных системах за счет выраженной поверхностной активности на границе «твердое тело/жидкость», но замедляют скорость начального структурообразования и твердения и не обеспечивают повышенной морозостойкости. Более того, ПНС за счет адсорбции быстро выводятся из жидкой фазы, вследствие чего подвижность цементных систем быстро снижается во времени. Введение в бетонную смесь комплексной добавки, содержащей ПНС и формиат натрия в заявленном соотношении, ускоряет набор прочности в ранние сроки твердения и обусловливает повышение морозостойкости, однако не улучшает характеристику «сохраняемости» и не обеспечивает значение рН водного раствора, которое препятствует протеканию физико-химических процессов, изменяющих состав и свойства комплексной добавки (2). Введение в состав комплексной добавки технических фосфатов приводит к образованию буферной системы и способствует сохранению оптимального значения рН даже при хранении добавки на открытом воздухе в течение длительного времени.

Добавление формиата натрия к ПНС приводит к снижению пластифицирующего эффекта, пропорционального, как правило, уменьшению доли ПНС в составе комплекса. Наблюдаемый при использовании технических фосфатов в указанном интервале синергический эффект компенсирует снижение доли ПНС и обеспечивает стабильность пластифицирующего действия комплексной добавки во всем заявленном интервале.

Заявляемый диапазон соотношений компонентов комплексной добавки установлен экспериментально и является оптимальным. При содержании ПНС выше 90% доля формиата натрия становится слишком малой, чтобы обеспечить ускоренный набор прочности бетонов, при содержании же ПНС ниже 50% не обеспечивается необходимая исходная марка по подвижности бетонной смеси П5 (см., например, состав 1.2 ближайшего аналога, а также данные (2) для составов с 50%-ным содержанием ПНС. Диапазон содержания технических фосфатов обусловлен необходимостью обеспечить требуемую щелочность комплексной добавки (рН 8,1-10,8)).

Пример осуществления изобретения

Для приготовления добавки используют

Суперпластификатор на основе полинафталинсульфонатов по ТУ 587-002-58042865-03 или по ТУ 5870-005-058042865-05

Смесь балластных солей сероочистки по ТУ 5 61-к-118-001-92

Лигносульфонаты технические по ТУ 13-0281036-05-89

Технические фосфаты натрия и формиат натрия выбирают в соответствии с установленными техническими условиями.

Проверку свойств комплексной добавки по настоящему изобретению проводят в соответствии с ГОСТом 30459-2003 на бетонной смеси состава (кг/м3): цемент - 350, песок - 850, щебень - 990, вода - 190, и на стандартной растворной смеси состава 1:3 при В/Ц-0,4. Подвижность определяют по ГОСТ 10181.1, а после твердения бетона в течение 28 суток образцы подвергают испытаниям на морозостойкость по ГОСТу 10060.2.

Влияние добавок по изобретению и по ближайшему аналогу на подвижность бетонных смесей и ее сохраняемость приведены в табл.1.

В табл.2 сопоставлены стабильность свойств комплексных добавок по заявке и ближайшему аналогу по показателям пластичности и морозостойкости строительного раствора через 6 месяцев хранения добавок в герметичной и открытой емкости. Из полученных данных следует, что комплексная добавка по заявке не уступает прототипу по стабильности свойств при хранении в герметичной емкости и существенно превосходит его при хранении в открытой емкости.

В табл.3 приведены составы комплексных добавок по заявке и результаты изучения их влияния на подвижность и сохраняемость бетонных смесей.

Как следует из приведенных данных, введение дополнительных компонентов - технических лигносульфонатов и формиата натрия в заявленных пределах, позволяет обеспечить необходимый уровень технологических характеристик строительных материалов.

Таблица 1
Соотношение компонентов комплексной добавки, мас.%рН Осадка конуса, смПримечание
суперпластификатор на основе ПНССБС формиат натрияЛСТ щелочной компонент5 мин 60 мин120 мин
содержаниевид
1.184,7515   0,25 NaOH10,8 21132 по ближайшему аналогу
1.2 50,0049,9   0,10 NaOH9,216 6<1по ближайшему аналогу
1.3 907   3технические фосфаты8,122 2119 по изобретению
1.4 7022   8технические фосфаты8,821 2119 по изобретению
1.5 5035   15технические фосфаты9,525 2524 по изобретению
1.6 601215 10п,4технические фосфаты8,520,5 2120 по изобретению
1.7 502010 515технические фосфаты 9,520 2322по изобретению

Таблица 2
№ по табл.1Стабильность свойств комплексной добавки по показателям растворной и бетонной смеси с ней
при хранении 6 месяцев в герметичной емкости при хранении 6 месяцев в открытой емкости
 
  (относительные величины в % к свежеприготовленной добавке) (относительные величины в % к свежеприготовленной добавке)
пластичность растворной смесисохраняемость бетонной смеси морозостойкость бетонапластичность растворной смесисохраняемость бетонной смеси морозостойкость бетона
1.1 105100 1109590 70
1.2105 95105 858575
1.3100 105100100 100100
1.4 105105 100110110 100
1.5105 110100 105105100

Таблица 3
Соотношение компонентов комплексной добавки, мас.%рН Осадка конуса, см
суперпла стификатор на основе ПНССБСтехнические фосфаты натрияЛСТ формиат натрия
1 70228   10,8 2113 2
265 175 859,2 166<1
354 211 408,122 2119
4 5020 2525- 8,82121 19
550 2915 159,5 252524

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2342339

patent-2342339.pdf

Класс C04B24/16 серосодержащие соединения

сополимер на основе содержащего сульфокислоту соединения -  патент 2502749 (27.12.2013)
смесь для приклеивания плит -  патент 2493121 (20.09.2013)
бетонная смесь -  патент 2482086 (20.05.2013)
сульфоаддукт нанокластеров углерода и способ его получения -  патент 2478117 (27.03.2013)
комплексный органоминеральный модификатор для бетонных смесей и строительных растворов -  патент 2476395 (27.02.2013)
комплексная добавка полифункционального действия для цементных строительных систем -  патент 2386598 (20.04.2010)
органоминеральный модификатор для бетонных смесей и строительных растворов и способ его получения -  патент 2382004 (20.02.2010)
добавка для бетонных смесей -  патент 2377208 (27.12.2009)
комплексная добавка -  патент 2360879 (10.07.2009)
способ приготовления комплексной добавки в бетонные смеси и строительные растворы -  патент 2270816 (27.02.2006)

Класс C04B103/20 замедлители

Наверх