способ приготовления пластифицирующей добавки для бетонной смеси

Формула изобретения

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПЛАСТИФИЦИРУЮЩЕЙ ДОБАВКИ ДЛЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ, включающий перемешивание водного раствора технического лигносульфоната с минеральным адсорбентом при их соотношении 1 : 1 (по сухому веществу) с последующим отделением образующегося осадка, отличающийся тем, что перемешивают 27 - 33%-ный водный раствор технического лигносульфоната с торфяной золой в турбулентном смесителе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к способам приготовления пластифицирующих добавок, используемых при приготовлении бетонных смесей для производства железобетонных изделий и для монолитного строительства.

Известен способ приготовления бетонных смесей с использованием пластифицирующих добавок, включающий перемешивание цемента, заполнителей, воды затворения и 0,5-0,6% от массы цемента пластифицирующей добавки, которую готовят путем смешивания водного раствора сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ) с каменноугольной золой и гашеной известью при их соотношении 1-3:1:1-3 в пересчете на сухое вещество в течение 15-40 мин с последующим удалением твердого осадка [1].

Известен также способ приготовления пластифицирующей добавки для бетонной смеси, включающий последовательную обработку 15%-ного раствора лигносульфоната технического при интенсивном перемешивании его с глиной и золой в соотношении 1:1-2 к лигносульфонату, удаление осадка после обработки и смешивание полученного фильтрата с сернокислым натрием в соотношении 1:1-3 c последующей нейтрализацией, перемешиванием до гомогенного состояния. Время приготовления 2-4 ч [2].

Недостатком вышеуказанных способов является длительность приготовления добавки, необходимость применения дополнительных химических веществ, что усложняет технологию приготовления, кроме того из-за использования большого количества адсорбента при последующем его удалении в виде твердого осадка вместе с ним теряется соответствующее количество готовой добавки, причем все это в совокупности ведет к существенному повышению ее стоимости по сравнению с исходным ЛСТ.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ приготовления пластифицирующей добавки для бетонной смеси путем перемешивания 10% -ного водного раствора СДБ c минеральным адсорбентом - высокощелочной пылью электрофильтров цементообжигательных печей при соотношении сухих веществ СДБ : пыль, равном 1:1-4:1 [3].

Недостатком известного способа является то, что высокощелочная пыль электрофильтров цементообжигательных печей имеется только на заводах, производящих цемент (а они есть не везде), и перевозка в другие районы, а особенно хранение этого высокоактивного гигроскопичного адсорбента потребует существенных затрат. Кроме того, до реализации данного способа приготовления добавки необходимо разбавление концентрированного раствора СДБ (ЛСТ) заводской поставки до 10%-ной концентрации, на что потребуется время, затраты труда и резервуары большей вместимости, чем для хранения концентрированного раствора.

Цель изобретения - создание пластифицирующей добавки для бетонных смесей путем модификации ЛСТ на основе использования в качестве адсорбента торфяной золы - широко распространенного промышленного отхода котельных и тепловых электростанций.

Технический эффект в данном случае заключается в том, что торфяная зола обладает высокой удельной поверхностью и хорошим сродством с удаляемыми в процессе модификации ЛСТ веществами, что в совокупности с интенсивным перемешиванием компонентов позволяет получить эффективный пластификатор за короткое время.

Новизна предложенного способа приготовления пластифицирующей добавки заключается в том, что в качестве адсорбента применяется торфяная зола, используется водный раствор ЛСТ повышенной концентрации заводской поставки (обычно 27-33%), которые интенсивно перемешивают в турбулентном смесителе.

Способ реализуют следующим образом.

Для приготовления пластифицирующей добавки ЛСТМТЗ - лигносульфонат технический, модифицированный торфяной золой, использовали серийный турбулентный смеситель отечественного производства марки СБ-43Б, имеющий угловую скорость вращения вала смесителя 550 об/мин, что соответствует линейной скорости крайней точки лопастей, равной 6,3 м/с.

Материалы для приготовления ЛСТМТЗ: водная дисперсия ЛСТ концентрацией 27-33%, характеризуемая плотность 1,13-1,17 г/см³, неразбавленная (поставщик - Архангельский целлюлозно-бумажный комбинат); торфяная зола насыпной плотностью 700-800 кг/м³ - промышленный отход от сжигания торфа, взятый из золоотвала ТЭЦ.

Поскольку эффективность действия пластифицирующей добавки проверяется в бетонных смесях, то для их приготовления использовали следующие материалы: портландцемент М 400 Пикалевского завода I-oй группы при пропаривании, с нормальной густотой 25,5%; портландцемент М 400 Старооскольского завода 2-й группы при пропаривании, с нормальной густотой 27%; песок речной преимущественно кварцевой породы плотностью 2620 кг/м³, насыпной плотностью 1560 кг/м³, модулем крупности 2,05, с содержанием пылеватых, илистых, глинистых примесей 2,7%; щебень смешанный карбонатной и гранитной пород с усредненной расчетной плотностью 2600 кг/м³, насыпной плотностью 1340 кг/м³, загрязненностью пылеватыми, илистыми, глинистыми примесями 0,9%. Материалы для бетона удовлетворяют требованиям ГОСТ 10268-70.

Пластификатор ЛСТМТЗ приготавливали путем подачи в турбулентный смеситель водного раствора ЛС концентрацией 27-33% соответственно в объеме 8-6,5 л, содержащего ЛСТ в пересчете на сухое вещество 2440 г, подачи торфяной золы в количестве 2440 г ( соотношение ЛСТ: торфяная зола 1:1) и при паспортной скорости вращения вала смесителя, обеспечивающей скорость лопастей 6,3 м/с, перемешивали компоненты в течение 10 мин, после чего смесь слили в бак для отстоя на 1 ч, затем отделили от осадка и готовый ЛСТМТЗ использовали для приготовления бетонной смеси. При этой же скорости вращения лопастей приготавливали ЛСТМТЗ при длительности перемешивания 15 и 20 мин.

Аналогичные опыты с использованием тех же материалов и дозировок выполнили при более интенсивном перемешивании в течение 5, 10 и 15 мин после замены электродвигателя на более скоростной, при котором угловая скорость вращения вала смесителя составила 1100 об/мин, а линейная скорость крайней точки лопастей соответственно 12,6 м/с.

Таким образом были получены ЛСТМТЗ, отличающиеся по интенсивности и длительности перемешивания. Объем ЛСТМТЗ получается примерно на 10% меньше исходного объема немодифицированного ЛСТ за счет потерь вместе с отделяемым твердым осадком.

Для проверки эффективности действия полученной при разных режимах перемешивания пластифицирующей добавки ЛСТМТЗ были приготовлены бетонные смеси одного и того же состава без добавки (контрольные), с добавкой ЛСТМТЗ, а также с широко распространенным суперпластификатором С-3. Подвижность бетонных смесей по осадке конуса определяли в соответствии с ГОСТ 10181-76, образцы бетона изготавливали и испытывали согласно ГОСТ 10180-78. Результаты опытов представлены в таблице. Они показывают, что наилучший пластифицирующий эффект в бетонной смеси, т.е. наибольшая осадка конуса и наибольшая прочность бетона после затвердевания соответствуют продолжительности перемешивания водного раствора ЛСТ с торфяной золой при линейной скорости лопастей смесителя 6,3 м/с 15 мин, а при скорости 12,6 м/с 10 мин. При этом осадка конуса бетонной смеси с расходом 0,4% ЛСТМТЗ (от массы цемента в пересчете на сухое вещество) повышается на 13 см по сравнению с осадкой конуса контрольной бетонной смеси, немодифицированный ЛСТ при расходе 0,2% (ограничено нормативами) повышает подвижность лишь на 2,5 см. При близких расходах ЛСТМТЗ и С-3 их пластифицирующее действие практически равноценно, но С-3 значительно дороже.