вяжущее для бетонов

Формула изобретения

ВЯЖУЩЕЕ ДЛЯ БЕТОНОВ, включающее портландцементный клинкер, двуводный гипс, минеральную добавку и формиатно-спиртовой пластификатор, отличающееся тем, что оно содержит в качестве минеральной добавки горелую породу и дополнительно твердый продукт сульфатных вод производства синтетических жирных кислот на основе сульфата натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Формиатно-спиртовой пластификатор 0,3 - 0,8

Двуводный гипс 1,0 - 2,5

Горелая порода 8,0 - 16,0

Твердый продукт сульфатных вод производства синтетических жирных кис

лот на основе сульфата натрия 3,0 - 5,0

Портландцементный клинкер Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам вяжущих, используемых в производстве бетонных и железобетонных изделий.

Известно вяжущее для бетонной смеси и строительного раствора, состоящее из портландцемента, микронаполнителя и сульфитно-спиртовой барды [1].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является вяжущее для бетонной смеси, включающее портландцемент и добавку пластификатора формиатно-спиртового [2], при следующем соотношении компонентов, мас. %: Пластификатор фор- миатно-спиртовой 0,6-1,0 Портландцемент остальное

Недостатками известного вяжущего являются замедленный рост прочности в начальный период твердения в нормальных условиях и после пропаривания при повышенном содержании добавки вследствие замедляющего действия сахаров и полисахаров в составе формиатно-спиртового пластификатора, а также недостаточное пластифицирующее действие при пониженном его содержании.

Цель изобретения - повышение пластичности за счет снижения водопотребности бетонной смеси.

Цель достигается тем, что вяжущее для бетонной смеси, включающее портландцементный клинкер, гипс, минеральную добавку и пластификатор формиатно-спиртовой, содержит в качестве минеральной добавки горелую породу и дополнительно твердый продукт сульфатных вод производства синтетических жирных кислот на основе сульфата натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: Пластификатор фор- миатно-спиртовой 0,3-0,8 Гипс двуводный 1,0-2,5 Горелая порода 8,0-15,0

Твердый продукт

сульфатных вод

производства син-

тетических жирных кислот 3,0-5,0

Портландцементный клинкер остальное

Добавка пластификатора формиатно-спиртового (ПФС) представляет собой маточный раствор производства пентаэритрита (МРП), фильтрат, который получают после введения пентаэритрита, с последующей нейтрализацией и отстаиванием в течение 48 ч при 20-25^оС.

Используемый в качестве добавки пластификатор формиатно-спиртовой (ТУ 84-1067-85) имеет следующий состав, мас.%: Формиат натрия 20-25 Пентаэритрит и его производные 5-10 Сахар и полисахар до 10 Минеральные соли (NaNO₂, Ca(NO₃)₂ и др.) до 3 Вода остальное Сухой остаток около 50%.

Твердый продукт сульфатных вод производства синтетических жирных кислот (ТУ 38.10742-84) имеет следующий состав, мас.%: Сернокислый натрий 88 Карбонат натрия до 3,0 Хлористый натрий до 2,0 Вода до 1,0

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав вяжущего для бетонной смеси отличается от известного введением новых компонентов, а именно горелой породы и повышенного количества твердого продукта сульфатных вод производства синтетических жирных кислот на основе сульфата натрия при незначительном содержании гипса. Таким образом заявляемое техническое решение соответствует критерию "Новизна".

Неизвестное новое техническое свойство заявляемого вяжущего заключается в том, что при совместном введении в состав вяжущего пластификатора формиатно-спиртового и твердого продукта сульфатных вод производства синтетических жирных кислот на основе сульфата натрия вследствие явления синергизма пластифицирующее действие добавки пластификатора формиатно-спиртового значительно возрастает. Для предотвращения высолообразования и деструктивного действия щелочного катиона на продукты гидратации портландцемента в состав предлагаемого вяжущего в качестве минеральной добавки вводится горелая порода при пониженном содержании замедлителя схватывания двуводного гипса. При этом содержание в составе цемента SO₃ 3,5 мас.%. Ионы натрия, содержащиеся в составе пластификатора формиатно-спиртового и твердом продукте сульфатных вод, активизируют метакаолинит, находящийся в составе горелой породы, ускоряют его взаимодействие с продуктами гидратации портландцемента, способствуют образованию повышенного количества гидросиликатов и натрийсодержащего гидросульфоалюминия, что приводит к модифицированию структуры бетона, ускорению его твердения и повышению прочности. Таким образом заявляемое решение соответствует критеpию "Существенное отличие".

В качестве исходных материалов использовались портландцемент Здолбуновского ЦШК, содержащий в своем составе 5 мас.% двуводного гипса и минеральную добавку доменного гранулированного шлака в количестве 10 мас.%. Для приготовления предлагаемого вяжущего использовались портландцементный клинкер Здолбуновского ЦШК, двуводный гипс и горелая порода Львовско-Волынского угольного бассейна.

Химический состав горелой породы приведен в табл.1.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Для получения вяжущего его компоненты в указанных соотношениях подвергают совместному помолу до удельной поверхности 300 м²/кг. Добавку пластификатора формиатно-спиртового и твердого продукта сульфатных вод на основе сульфата натрия вводят с водой затворения.

Из предлагаемого вяжущего, песка кварцевого (М_кр = 1,4-1,5) и щебня гранитного фракции 5-20 мм при соотношении Ц:П:Щ = 1:2,18:4,33 готовились бетонные смеси. Определение предела прочности при сжатии проводились на образцах 10х10х10 см, твердевших в нормальных условиях, при сокращенном режиме пропаривания. Режим пропаривания: 2+2+3+2 ч (2 ч выдержки, 2 ч подъема температуры, 3 ч изотермического прогрева при 80^оС и 2 ч охлаждения).

Составы вяжущего для бетонной смеси, а также результаты определения осадки конуса бетонной смеси и испытания прочности бетонов приведены в табл.2.

Из результатов табл. 2 видно, что совместное введение пластификатора формиатно-спиртового, горелой породы и твердого продукта сульфатных вод производства синтетических жирных кислот при пониженном содержании гипса в заявляемом соотношении повышает пластичность бетонной смеси или прочность бетона за счет снижения водопотребности как в нормальных условиях, так и после пропаривания по сокращенному режиму ТВО. Выход за область предлагаемых составов не обеспечивает повышения пластичности бетонной смеси и приводит к некоторому снижению прочности бетона.

Использование предлагаемого вяжущего позволяет получить быстротвердеющие бетоны, за счет чего ускоряется оборачиваемость опалубки при изготовлении сборного и монолитного железобетона, сокращаются энергозатраты, утилизируются многотоннажные отходы производства, снижается стоимость вяжущего и бетона, повышается производительность труда.