комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы

Формула изобретения

Комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы, содержащая смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия и дикарбоновую кислоту, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит амкироз при следующем соотношении компонентов, мас.%:

смесь солей на основе
тиосульфата и роданида натрия	50-98
дикарбоновая кислота	1,0
амкироз	остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам комплексных добавок, используемых в производстве бетонных смесей и строительных растворов.

Для обеспечения пластичности бетонных смесей и строительных растворов в их состав вводится излишек воды, который способствует водоотделению и расслоению твердых компонентов, что приводит к снижению прочности, морозостойкости и других характеристик бетона. Для регулирования количества воды затворения в состав бетонов и строительных растворов вводят добавки, обладающие пластифицирующими и водопонижающими эффектами, способные ускорять процессы структурообразования и твердения, а также обеспечивать получение бетонных смесей и строительных растворов с заданными характеристиками.

Известна комплексная добавка в бетонные смеси (патент Украины №23457, МПК⁶ С04В 13/24, опубл. 31.08.1998), содержащая смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия и органический компонент. Известная добавка содержит дополнительно сульфат натрия, а в качестве органического компонента - мелласную упаренную послеспиртовую барду при следующем соотношении компонентов, мас.%: смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия - 20-60, сульфат натрия - 10-15, мелассная упаренная послеспиртовая барда - 30-65.

Недостатком известной комплексной добавки является повышенное содержание (30-65%) в ее составе органического компонента в виде упаренной послеспиртовой барды, относящейся к пластификаторам средней эффективности. Вследствие этого известная добавка не позволяет максимально сократить количество воды, а также способствует замедлению процесса структурообразования бетонной смеси в ранние сроки твердения бетона.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является комплексная добавка для бетонной смеси (А.С. СССР №1733422, МПК⁵ С04В 28/02, С04В 28/02//24:04. 24:18, опубл. 15.05.92), содержащая смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия и дикарбоновую кислоту, которую выбирают из группы: щавелевая, плав дикарбоновых кислот фракции С ₂-С₆, пемелиновая в количестве 3-5%. Добавка содержит дополнительный органический компонент - технические лигниносульфонаты в количестве 9-13%.

В составе указанной комплексной добавки содержание органического компонента уменьшено до 12-18%.

Однако введение дикарбоновой кислоты, также способствует замедлению гидратации цемента во времени, особенно на ранних стадиях твердения, и не позволяет максимально снизить содержание воды в бетоне. Поэтому дополнительно вводят лигносульфонаты технические, способствующие повышению пластичности бетонной смеси, однако замедляющие структурообразование в ранние сроки твердения, и не обеспечивающие повышение прочности, а также морозостойкость бетонов и строительных растворов.

В основу изобретения поставлена задача создания комплексной добавки в бетонные смеси и строительные растворы путем увеличения ее пластифицирующего влияния за счет введения в состав нового компонента, обеспечивающего повышение прочности и морозостойкости бетонов.

Поставленная задача решается тем, что комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы, содержащая смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия и дикарбоновую кислоту, согласно изобретению, дополнительно содержит амкироз при следующем соотношении компонентов, мас.%:

смесь солей на основе тиосульфата и
роданида натрия	50-98
дикарбоновая кислота	1,0
амкироз	остальное

Смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия за счет интенсификации гидратационных процессов способствует повышению растворимости минералов цемента и оптимизирует соотношение между гелевой и капиллярной пористостью бетона, в результате чего ускоряются процессы твердения, повышается прочность и морозостойкость бетона.

Амкироз характеризуется высокими пластифицирующими свойствами за счет снижения поверхностного натяжения на границе вода-цемент. Амкироз адсорбируется на частицах цемента с образованием тонкого слоя молекул, что приводит к снижению поверхностного натяжения на поверхности раздела цемент-вода. Адсорбированный слой амкироза обеспечивает более полное и равномерное растекание воды на поверхности цемента, включая микротрещинки, выполняя роль смазки. Слой воды с амкирозом уменьшает сцепление между частицами цемента, что проявляется как пластифицирование бетонной смеси (повышение ее подвижности). С другой стороны, амкироз диспергирует частицы цемента, что способствует ускорению процесса структурообразования и твердения бетонной смеси.

Введением амкироза в смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия с дикарбоновой кислотой достигается балансировка между пластичностью и водопотребностью бетонной смеси, в результате чего обеспечивается повышение пластичности, прочности и морозостойкости бетона.

Оптимальное соотношение компонентов в составе добавки установлено экспериментально.

При увеличении или уменьшении указанного количества амкироза и дикарбоновой кислоты в составе добавки снижается прочность и морозостойкость бетона.

Снижение содержания смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия в составе добавки ниже заявляемого предела приводит к замедлению интенсивности твердения бетона и снижению морозостойкости.

Повышение содержания смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия в составе добавки выше заявляемого предела приводит к снижению ее пластифицирующего влияния.

Введение амкироза позволяет уменьшить содержание дикарбоновой кислоты, повысить эффективность влияния предлагаемой добавки на бетонные смеси и строительные растворы и расширить область ее применения.

Заявляемую комплексную добавку готовят следующим образом.

Добавку готовят путем дозирования и смешения смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия, дикарбоновой кислоты и амкироза в пределах заявляемых их количеств. Амкироз выпускается на основе ТУУВ 2-7-19069017.001-98 в виде 30-50%-ного водного раствора. В качестве дикарбоновой кислоты используют плав дикарбоновых кислот фракции С ₂-С₆ (ТУ 1113-03-20-70-82). Компоненты добавки смешивают и дозируют в соответствующую тару для транспортировки потребителю.

Пример

Для исследования свойств заявляемой добавки была приготовлена бетонная смесь, содержащая: 1 часть цемента марки ШПЦ-III/А-400 (Криворожского цементного завода); 1,9 части песка с модулем крупности 1,48; 2 части щебня фракции 5-10; 3 части щебня фракции 10-20; 0,43 части воды.

Заявляемую добавку вводили в бетонную смесь вместе с водой затворения в количестве 0,4-1,5% от массы цемента. Подвижность бетонной смеси определяли по ГОСТ 10181-2000.

Из бетонной смеси готовили образцы бетона для испытаний на прочность и морозостойкость, твердевшие в нормальных термовлажностных условиях. Прочность образцов определяли в соответствии с ГОСТ 18105-86, а морозостойкость - ГОСТ 10060.0-95. Были испытаны бетонные смеси, содержащие добавку, как в заявляемых соотношениях компонентов, так и за их пределами. Были также испытаны бетонные образцы, изготовленные в соответствии с составом, указанным в известном решении (прототип), а также бетонные образцы, содержащие 1,5% добавки от массы цемента, твердевшие в нормальных термовлажностных условиях.

Составы комплексных добавок по известному и заявляемому решениям, а также физико-механические характеристики бетонных образцов, представлены в таблице.

Из таблицы следует, что заявляемая комплексная добавка обеспечивает повышение прочности и морозостойкости бетонов (опыты №4-8), а превышение или понижение предельного содержания амкироза в составе добавки снижает прочность и морозостойкость бетона (опыты №2, 10).

Таблица
	Состав комплексной добавки, мас.%
Пример № опыта	Смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия	Лигнин осульфонаты технические	Амкироз	Дикарбоновая кислота	Расход добавки, % от массы цемента	ОК.см. (В/Ц=0,43)	Морозостойкость, циклы	Прочность на сжатие, МПа (28 суток)
1 - контрольный	-	-	-	-		4,0	50	30,6
2	98,5		0,6	0,9	1,5	12,0	250	33,1
3	98,0		1,0	1,0	1,3	14,0	300	36,5
4	95,0		4,0	1,0	1,2	20,5	350	37,7
5	89,0		10,0	1,0	1,0	22,5	355	39,2
6	80,0		19,0	1,0	0,8	23,5	360	40,7
7	70,0		29,0	1,0	0,8	23,5	365	41,3
8	59,0		40,0	1.0	0,6	23,0	350	39,0
9	50,0		49,0	1,0	0,6	23,0	300	37,1
10	52,0		47,0	1,0	0,4	24,0	250	36,6

В примерах 2-7 использован плав дикарбоновых кислот, в примерах 8-10 - щавелевая кислота.

Предлагаемый состав компонентов позволяет получить новую высокоэффективную комплексную добавку, обеспечивающую за счет увеличения подвижности бетонных и растворных смесей повышение пластичности, прочности и морозостойкости бетонов.