Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

комплексная добавка к строительным растворам

Классы МПК:C04B38/10 полученные с использованием пенообразователей
C04B24/10 углеводы или их производные
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Полипласт" (ОАО "Полипласт") (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-10-24
публикация патента:

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к комплексным добавкам, используемым в производстве строительных растворов, при кладочных и штукатурных работах. Комплексная добавка к строительным растворам, состоящая из пластификатора на основе лигносульфоната и воздухововлекающей добавки, согласно изобретению, в качестве воздухововлекающей добавки содержит композицию поверхностно-активных веществ (ПАВ), включающую низкогидрофильные поверхностно-активные вещества со значением гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ) 1комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 3 и высокогидрофильные поверхностно-активные вещества со значением ГЛБ 30комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 40 при следующем соотношении, мас.%: лигносульфонаты - 80-95; композиция поверхностно-активных веществ - 5-20. Композиция ПАВ включает низкогидрофильные вещества со значением ГЛБ 1комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 3 и высокогидрофильные вещества со значением ГЛБ 30комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 40 при следующем соотношении компонентов, мас.ч: низкогидрофильные ПАВ со значением ГЛБ 1комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 3-5-20, высокогидрофильные ПАВ с ГЛБ 30комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 40 - 80-95. При этом в комплексную добавку может быть дополнительно введен гидрофильный стабилизатор из группы растительных, искусственных или микробиологических полисахаридов в количестве 1-10% от суммарной массы лигносульфоната и композиции поверхностно-активных веществ. Технический результат - повышение степени воздухововлечения, увеличение времени сохранения подвижности строительного раствора. 1 з.п. ф-лы, 4 пр., 2 табл.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к комплексным добавкам, используемым в производстве строительных растворов, используемых при кладочных и штукатурных работах.

Технологические характеристики и эксплуатационные свойства строительных растворов определяются не только типом вяжущего и дисперсностью заполнителя, но и существенно зависят от вводимых в их состав комплексных добавок. Действие этих добавок разнопланово. Для строительных растворов важными характеристиками являются способность к легкому нанесению на поверхности и выравниванию, длительное сохранение подвижности и однородности (нерасслаиваемость). Во многом эти характеристики достигаются за счет обеспечения надлежащего воздухововлечения, при этом, в отличие от бетонов, в растворных смесях содержание воздуха может достигать 15-20%, а сохранение подвижности требуется в течение 6 и более часов.

Для обеспечения указанных характеристик применяют, как правило, комплексные добавки, включающие пластификаторы и воздухововлекающие агенты. В качестве пластификаторов находят применение суперпластификаторы на основе полиметленнафталинсульфонатов и лигносульфонаты, а в качестве воздухововлекающих добавок побочные продукты лесохимии (СНВ, СДО) или алкилсульфаты с различной длиной углеводородного радикала. Действие воздухововлекающих добавок основано на насыщении растворных смесей микропузырьками воздуха, облегчающих перемешивание и обеспечивающих равномерное распределение компонентов. При отсутствии воздухововлекающих компонентов в добавке пузырьки воздуха, попавшие в растворную смесь, неравномерно распределяются по ее объему, сравнительно быстро коалесцируют, и воздух в виде крупных пузырьков выходит на поверхность.

Известна комплексная добавка для поризованных бетонов [Патент РФ № 2143413 от 04.02.1999], содержащая функционально активную добавку из группы: лигносульфонаты технические, или лигносульфонаты технические модифицированные, или сульфитно-дрожжевую бражку, поливинилацетатную водную дисперсию, или водные дисперсии сополимеров стирола, бутадиена и акрилонитрила, или окись алкилдиметиламина, или казеиновый клей, или водный слой производства капролактама, или жидкое стекло, или алкилбензосульфокислоту, или карбоксиметилцеллюлозу, или костный клей, или натриевуюсольпродукта конденсации нафталина с формальдегидом, или смесь натриевых или триэтаноламиновых солей алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции С10-С18, или смесь натриевых или триэтаноламиновых солей сульфатов алкиламидов синтетических жирных кислот фракции С10-С16, или смесь натриевых или кальциевых солей жирных кислот фракции С19-С25, или смесь натриевых или триэтаноламиновых солей сульфатов моноэтан оламидов синтетических жирных кислот фракции С12-С16, или хлориды, сульфаты, нитраты или нитриты щелочных металлов, или их двойные или тройные смеси в массовом соотношении ингредиентов соответственно 1:1 и 1:1:1 в количестве 6,5-12,5%, смолу древесную омыленную 20,0-48,0%, натриевую соль продуктов конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 -метилстирола 39,5-73,5%.

Недостатком такой добавки является короткий период обеспечения пластических свойств, а также недостаточный уровень воздухововлечения при добавлении ее в строительные растворы.

Эти недостатки в значительной степени устранены в патенте [JP № 1290573 опубл 1989-11-22. PRODUCTION OF AERATED CONCRETE]. В изобретении в качестве комплексной добавки для получения легкого бетона находит применение добавка на основе лигносульфатов в качестве пластификатора, а в составе воздухововлекающей добавки применены тритерпен и алкилсульфаты. Это позволяет получать легкие бетоны с равномерным распределением пузырьков по бетонной смеси. Недостатком такого состава комплексной добавки является недостаточный уровень начального воздухововлечения при среднем уровне сохраняемости подвижности раствора, при низкой биологической стабильности тритерпена при хранении.

Технической задачей настоящего изобретения является создание комплексной добавки к строительным растворам, обеспечивающей продолжительную сохраняемость подвижности раствора и стабильный уровень воздухововлечения.

Поставленная задача решается тем, что комплексная добавка к строительным растворам, состоящая из пластификатора на основе лигносульфоната и воздухововлекающей добавки, согласно изобретению, в качестве воздухововлекающей добавки содержит композицию поверхностно-активных веществ (ПАВ), включающую низкогидрофильные поверхностно-активные вещества со значением гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ) 1комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 3 и высокогидрофильные поверхностно-активные вещества со значением ГЛБ 30комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 40.

Указанные компоненты входят в добавку при следующем соотношении, мас.%:

лигносульфонаты - 80-95;

композиция поверхностно-активных веществ - 5-20.

Композиция ПАВ включает низкогидрофильные вещества со значением ГЛБ 1комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 3 и высокогидрофильные вещества со значением ГЛБ 30комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 40 при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

низкогидрофильные ПАВ со значением ГЛБ 1комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 3 - 5-20;

высокогидрофильные ПАВ с ГЛБ 30комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 40 - 80-95.

При этом в комплексную добавку может быть дополнительно введен гидрофильный стабилизатор из группы растительных, искусственных или микробиологических полисахаридов в количестве 1-10% от суммарной массы лигносульфоната и композиции поверхностно-активных веществ.

Применение комплексной добавки, содержащей пластификатор совместно с воздуховлекающим компонентом в виде композиции ПАВ, включающей низкогидрофильные поверхностно-активные вещества со значением ГЛБ 1комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 3 и высокогидрофильные ПАВ со значением ГЛБ 30комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 40, является наиболее эффективным способом улучшения начального воздухововлечения (15-17%) при обеспечении сохранения подвижности строительного раствора в течение 6-8 часов. При применении оксиэтилированных жирных спиртов с низким ГЛБ наблюдается недостаточное воздухововлечение и не обеспечивается начальная пластичность (подвижность) раствора, а при применении одних сульфооксиэтилированных спиртов не обеспечивается стабильность вовлеченного воздуха. Применение их в смеси позволяет за счет синергетического эффекта обеспечить равномерное распределение пузырьков воздуха по всему объему смеси, характеризующееся оптимальным их размером, и отсутствием их выхода на поверхность в виде крупных пузырей. При этом обеспечивается большая продолжительность периода сохраняемости подвижности раствора.

Заявляемый диапазон соотношений компонентов комплексной добавки установлен экспериментально и является оптимальным. При содержании воздухововлекающего компонента более 20% наблюдается избыточное воздухововлечение даже при пониженных (комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 0,1%) дозировках, а кроме того, не обеспечивается требуемая сохраняемость подвижности растворных смесей. При содержании воздухововлекающего компонента менее 5% для обеспечения оптимального воздухововлечения требуются повышенные дозировки комплексной добавки, вызывающие снижение прочностных характеристик раствора.

Наиболее эффективным способом применения воздухововлекающего компонента комплексной добавки для строительных растворов является применение композиции низкогидрофильных ПАВ с ГЛБ 1комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 3 и высокогидрофильных ПАВ с ГЛБ 30комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 40 при смешении их в разных пропорциях в зависимости от марки и особенностей химического состава цемента, типа наполнителей, особенностей технологических приемов производства и эксплуатации. Минимальное содержание низкогидрофильных ПАВ в композиции, при котором они эффективно стабилизируют вовлеченный воздух, составляет 5 мас.%. При содержании высокогидрофильных ПАВ с ГЛБ 30комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 40 менее 80 мас.% отмечается снижение начального уровня воздухововлечения в строительные растворы.

Дополнительное введение гидрофильного стабилизатора из группы растительных, искусственных или микробиологических полисахаридов в количестве 1-10% от суммарной массы лигносульфоната и композиции ПАВ приводит к дополнительному повышению стабильности всех технологических характеристик строительного раствора.

Введение менее 1% гидрофильного стабилизатора от суммарной массы комплексной добавки технологически не целесообразно. При введении более 10% гидрофильного стабилизатора снижается устойчивость комплексной добавки к расслоению при хранении, при этом также создается избыточная адгезия к инструменту при нанесении и разглаживании раствора.

Таким образом, комплексная добавка для строительных растворов, предложенная в изобретении, позволяет не только пластифицировать строительный раствор при продолжительном сохранении его подвижности, но и повысить воздухововлечение.

Заявляемую комплексную добавку готовят путем дозирования и смешения пластификатора-лигносульфоната технического, жидкого, изготовленного в соответствии с ТУ 2455-028-00279580-04, и композиции ПАВ, включающей низкогидрофильные поверхностно-активные вещества со значением ГЛБ 1комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 3 в количестве 5-20 мас.% и высокогидрофильные ПАВ со значением ГЛБ 30комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 40 в количестве 80-95 мас.%.

Более подробно техническая сущность изобретения и достигаемые эффекты могут быть проиллюстрированы следующими примерами.

Пример 1. В качестве композиции ПАВ использовали смесь низкогидрофильного гексилдекаэтиленгликоля с ГЛБ=2,4 и высокогидрофильной натриевой соли сульфата указанного спирта с ГЛБ=39,2. Соотношение указанных ПАВ составляло 5:95. Содержание воздухововлекающей добавки составляет 20 мас.%. Содержание лигносульфоната - 80 мас.%.

Пример 2. В качестве композиции ПАВ использовали смесь низкогидрофильного децилдодекаэтиленгликоля с ГЛБ=1,16 и высокогидрофильной натриевой соли сульфата указанного спирта с ГЛБ=38,0. Соотношение указанных ПАВ составляло 10:90. Содержание воздухововлекающей добавки составляет 10 мас.%. Содержание лигносульфоната - 90 мас.%.

Пример 3. В качестве композиции ПАВ использовали смесь низкогидрофильного гексилоктаэтиленгликоля с ГЛБ=1,74 и высокогидрофильной натриевой соли сульфата указанного спирта с ГЛБ=38,5. Соотношение указанных ПАВ составляло 15:85. Содержание воздухововлекающей добавки составляет 20 мас.%. Содержание лигносульфоната - 80 мас.%.

Пример 4. В качестве композиции ПАВ использовали смесь низкогидрофильного гексилдодекаэтиленгликоля с ГЛБ=3,0 и высокогидрофильного додецилсульфоната натрия с ГЛБ=33,1. Соотношение указанных ПАВ составляло 20:80. Содержание воздухововлекающей добавки составляет 5 мас.%. Содержание лигносульфоната - 95 мас.%.

Проверку свойств комплексных добавок по настоящему изобретению проводили в соответствии с ГОСТ 30459-2011, а также при сниженных расходах цемента (до 250 кг/м3) и при использовании песка с Мкр до 1,5.

Технологические и прочностные характеристики строительных растворов при одинаковом расходе добавки по данной заявке и с добавкой-прототипом представлены в табл.1.

Как видно из этих данных, при применении патентуемой добавки увеличивается продолжительность сохраняемости подвижности раствора, существенно возрастает воздухововлечение и уменьшается плотность. При этом наблюдается рост прочности на сжатие строительного раствора как в возрасте 7, так и в возрасте 28 суток.

Таблица 2 иллюстрирует влияние гидрофильного стабилизатора на характеристики строительного раствора. В приведенных примерах в качестве комплексной добавки по изобретению использовали состав примера 1, а в качестве стабилизатора использовали оксиэтилированную целлюлозу в дозировке 1% от массы комплексной добавки и растительный полисахарид - альгинат натрия в дозировке 10% от массы комплексной добавки (пример 2).

Анализируя табличные данные, можно отметить, что присутствие в составе комплексной добавки гидрофильного стабилизатора позволяет при некотором увеличении подвижности раствора существенно уменьшить водоотделение при увеличении воздухововлечения и снижении плотности.

Таким образом, предлагаемая комплексная добавка к строительным растворам обеспечивает продолжительную сохраняемость подвижности раствора и стабильный уровень воздухововлечения.

Таблица 1
Технологические и прочностные характеристики строительных растворов с добавками
Показателипрототип по заявке
Пример 1 Пример 2Пример 3Пример 4
Подвижность, Пк, смсразу9,6 11,011,010,9 10,8
через 3 час 4,78,2 8,58,99,0
через 6 час2,5 5,25,5 5,86,2
Воздухововлечение, %сразу 312424 2323
через 3 час1521 212021
через 6 час12 161717 18
Плотность, кг/м 3сразу1755 18551860 18751870
через 3 час20301890 18901895 1885
через 6 час 215019501930 19301920
Водоотделение, % 0,310,130,15 0,120,11
Прочность на сжатие, МПа, в возрасте 7 сут10,811,8 11,311,5 10,8
Прочность на сжатие, МПа, в возрасте 28 сут14,5 14,714,314,5 14,2

Таблица 2
Влияние гидрофильного стабилизатора
Показателибез гидрофильного стабилизаторас гидрофильным стабилизатором
пример 1 пример 2
Подвижность, Пк, смсразу11,0 11,011,2
через 8 час4,6 5,96,3
Плотность, кг/м3сразу 185518351830
через 8 час2010 19801910
Воздухововлече-ние, % сразу2425 25
через 8 час 141718
Водоотделение, % 0,130,060,04

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Комплексная добавка к строительным растворам, включающая пластификатор на основе лигносульфонатов и воздухововлекающую добавку, отличающаяся тем, что в качестве воздухововлекающей добавки используется композиция поверхностно-активных веществ,

при следующем соотношении, (мас.%): лигносульфонаты - 80-95; композиция поверхностно-активных веществ - 5-20, а композиция поверхностно-активных веществ включает низкогидрофильные поверхностно-активные вещества со значением гидрофильно-липофильного баланса 1комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 3 и высокогидрофильные поверхностно-активные вещества со значением гидрофильно-липофильного баланса 30комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 40, при следующем соотношении, (мас.%):

низкогидрофильные поверхностно-активные вещества со значением гидрофильно-липофильного баланса 1комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 3 - 5-20;

высокогидрофильные поверхностно-активные вещества со значением гидрофильно-липофильного баланса 30комплексная добавка к строительным растворам, патент № 2527438 40 - 80-95.

2. Комплексная добавка по п.1, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введен гидрофильный стабилизатор из группы растительных, искусственных или микробиологических полисахаридов в количестве 1-10% от суммарной массы лигносульфонатов и композиции поверхностно-активных веществ.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2527438

patent-2527438.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C04B38/10 полученные с использованием пенообразователей

Класс C04B24/10 углеводы или их производные


Наверх