комплексная добавка для бетонной смеси

Формула изобретения

Комплексная добавка для бетонной смеси, включающая продукт олигомеризации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров -метилстирола, сульфат натрия, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введен формиат натрия, а в качестве продукта олигомеризации отходов производства фенола выбран продукт алкилирования отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров -метилстирола бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами при следующем соотношении компонентов, мас.%:

продукт алкилирования отходов производства
фенола на основе кумилфенола и димеров -
метилстирола с бифункциональными
кислородсодержащими органическими
веществами	70,0-80,0
сульфат натрия	8,0-12,0
формиат натрия	12,0-18,0

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составу комплексной добавки, используемой в производстве бетонов, бетонных смесей и строительных растворов.

Известна комплексная добавка для бетонной смеси, включающая смесь натриевых и триэтаноламиновых солей сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров -метилстирола соответственно в соотношении 1:(0,1-1) по массе, технические лигносульфонаты, смесь натриевых и триэтаноламиновых солей сульфированного продукта конденсации тяжелой смолы пиролиза нефти соответственно в соотношении 1:(0,1-1) по массе, смесь сульфата натрия и сульфата триэтаноламина при соотношении натриевых и триэтаноламиновых солей 1:(0,1-1) по массе, смесь полиоксипропиленового эфира н-бутилового спирта и полиметилсилоксановой жидкости в соотношении соответственно (0,1-1): 1 по массе при следующем содержании компонентов добавки, мас.%:

смесь натриевых и триэтаноламиновых солей сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров -метилстирола	31,0-84,5
смесь натриевых и триэтаноламиновых солей сульфированного продукта конденсации тяжелой смолы пиролиза нефти	5,0-31,0
смесь сульфата натрия и сульфата триэтаноламина	5,0-15,5
смесь полиоксипропиленового эфира н-бутилового спирта и полиметилсилоксановой жидкости	0,5-2,5
технические лигносульфонаты	5,0-20,0

(патент РФ № 2088548, кл. С04В 28/04. Опубл. 27.08.1997 г.).

Известна также комплексная добавка для бетонной смеси, включающая натриевую соль сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров -метилстирола с формальдегидом, сульфат натрия, смесь ди- и триэтаноламиновых солей сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров -метилстирола с формальдегидом при массовом соотношении соответственно 1:(0,3-1), смесь ди- и триэтаноламинов при массовом соотношении соответственно 1:(0,3-1) и органический пеногаситель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

натриевая соль сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров -метилстирола с формальдегидом	30,0-74,5
сульфат натрия	5,0-15,0
смесь ди- и триэтаноламиновых солей сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров -метилстирола с формальдегидом при массовом соотношении соответственно 1:(0,3-1)	15,0-37,0
смесь ди- и триэтаноламинов при массовом соотношении соответственно 1:(0,3-1)	5,0-15,0
органический пеногаситель	0,5-3,0

В качестве органического пеногасителя добавка содержит полиоксипропиленовый эфир Н-бутилового спирта, или полиметилсилоксановую жидкость, или их смесь при массовом соотношении соответственно 1:1 (патент РФ № 2078744, кл. С04В 28/04. Опубл. 10.05.1997 г.).

Однако бетоны с этими добавками имеют невысокие прочность и подвижность.

Наиболее близкой к предлагаемой является комплексная добавка для бетонной смеси, включающая натриевую соль сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумил-фенола и димеров -метилстирола с формальдегидом, сульфат натрия и полиоксипропиленгликолевый эфир н-бутилового спирта или полиметилсилоксановую жидкость и лигносульфонаты технические при следующем соотношении компонентов, мас.%:

натриевая соль сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров -метилстирола с формальдегидом	17,0-79,7
сульфат натрия	15,0-50,0
лигносульфонаты технические	10,0-30,0
полиоксипропиленгликолевый эфир н-бутилового спирта или полиметилсиликсановая жидкость	0,3-3,0

(патент РФ № 2100305, кл. С04В 28/04. Опубл. 27.12.1997 г.).

Недостатками известной комплексной добавки являются сравнительно низкая прочность получаемого бетона и сравнительно повышенный расход добавки.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение прочности бетона при сохранении подвижности бетонной смеси и снижение расхода добавки.

Поставленная задача решается тем, что в комплексную добавку, включающую продукт олигомеризации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров -метилстирола, сульфат натрия, дополнительно введен формиат натрия, а в качестве продукта олигомеризации отходов производства выбран продукт алкилирования отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров -метилстирола бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами при следующем соотношении компонентов, мас.%:

продукт алкилирования отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров -метилстирола бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами	70,0-80,0
сульфат натрия	8,0-12,0
формиат натрия	12,0-18,0

Дополнительное введение формиата натрия обеспечивает для бетонной смеси ускоренные сроки набора прочности и повышение прочностных характеристик бетона.

Выбор в качестве продукта олигомеризации отходов производства фенола продукта алкилирования отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров -метилстирола бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами способствует получению необходимой прочности в начальные сроки твердения и повышению подвижности бетонной смеси.

Комплексную добавку получают по следующей методике: отход фенольного производства (ТУ 38-10286-75), содержащей, мас.%:

фенол	2,7-6,9
ацетофенон	0,03-84
диметилфенилкарбинол	0,14-3,3
-метилстирол	0,03-8,9
n-кумилфенол	26,6-50,0
димеры -метилстирола	18,4-43,4
смола пек	18,8-30,6
щелочь	0,9-2,3

смешивают с бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами и серной кислотой при массовом соотношении компонентов: фенольный отход; бифункциональные кислородсодержащие органические вещества; серная кислота 1÷0,8÷0,5. Полученную смесь выдерживают при 80-95°С в течение 1-1,5 часов. Затем полученную смесь сульфируют серной кислотой при 60-65°С при массовом соотношении компонентов реакционная масса; серная кислота 1÷0,7. Полученный продукт нейтрализуют едким натром до рН 7 и смешивают с сульфатом натрия и формиатом натрия.

Технический результат заключается в улучшении строительно-технических показателей бетона, бетонной смеси и строительных растворов, а именно в повышении прочности бетона при сохранении подвижности бетонной смеси.

Бетонную смесь с предлагаемой комплексной добавкой готовят по следующей методике: цемент и заполнители вводят в смеситель и тщательно перемешивают. Затем в полученную смесь добавляют комплексную добавку с водой затворения и смесь дополнительно перемешивают до получения однородной массы, из которой готовят бетонные изделия по стандартной методике изготовления бетонных образцов лабораторного типа. Прочность бетона на сжатие определяют по ГОСТ 10180-90, подвижность бетонной смеси по ГОСТ 10181.1-81.

В работе были использованы следующие строительные материалы: цемент (Ц) М-400, щебень (Щ) фракции 5-20 мм, песок (П) с Мкр=2,1 при соотношении компонентов Ц÷Щ÷П=1÷2,8÷1,3 при В/Ц=0,44.

Примеры конкретных составов бетонной смеси.

Пример 1 (контрольный состав).

Бетонную смесь указанного состава готовили без добавки по стандартной методике.

Примеры 2-3 (по прототипу).

В бетонную смесь указанного состава вводят комплексную добавку в количестве 0,6 и 0,1% от массы цемента.

Примеры 4-5 (предлагаемый).

В бетонную смесь указанного состава вводят комплексную добавку при следующем соотношении компонентов: продукт алкилирования отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров -метилстирола с бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами; сульфат натрия; формиат натрия, соответственно равном 72,6÷10,4÷13,9 в количестве 0,08 и 0,1% от массы цемента.

Примеры 6-7 (за пределами).

В бетонную смесь указанного состава вводят комплексную добавку при следующем соотношении компонентов продукт алкилирования отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров -метилстирола с бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами (ФАСМ); сульфат натрия; формиат натрия, соответственно равном 65,0÷6,0÷10,0 и 85,0÷15,0÷19,0 в количестве 0,5% от массы цемента.

Составы комплексной добавки и результаты сравнительных испытаний приведены в таблице.

Из таблицы видно, что заявляемая комплексная добавка повышает прочность бетона и подвижность бетонной смеси при пониженных ее расходах, которые являются наиболее оптимальными (порог эффективности добавки).

№ № п/п	Составы бетона	Состав комплексной добавки, %	Расход добавки, % от массы цемента	Осадка конуса (ОК), см	Прочность бетона при сжатии через 28 суток, МПа
ФАСМ	Сульфат натрия	Формиат натрия
1.	Контрольный				-	4,0	30,2
2.	Прототип				0,6	24,0	47,8
3.	-				0,1	23,0	46,0
4.	Предлагаемый	72,6	10,4	13,9	0,08	24,5	49,2
5.	-	72,6	10,4	13,9	0,1	24,8	49,8
6.	За пределами	65,0	6,0	10,0	0,5	23,6	46,1
7.	-	85,0	15,0	19,0	0,5	22,0	44,3