Комплексна добавка в бетонні суміші і будівельні розчини

Комплексна добавка в бетонні суміші і будівельні розчини, яка містить суміш солей на основі тіосульфату і роданіду натрію і/або пластифікатори типу амкіроз, полінафталінсульфонати, лігносульфонати технічні, полікарбоксилати, акрилати, яка відрізняється тим, що додатково містить калій фосфорнокислий однозаміщений при такому співвідношенні компонентів, мас. %: суміш солей на основі тіосульфату і роданіду натрію і/або пластифікатори типу амкіроз, полінафталінсульфонати (С-3), лігносульфонати технічні, полікарбоксилати, акрилати 95-99,5 калій фосфорнокислий однозаміщений решта. Винахід відноситься до області будівельних матеріалів, зокрема до складів комплексних добавок, використовуваних у виробництві бетонних сумішей і будівельних розчинів. Для підвищення технологічних і фізикохімічних характеристик бетонів і будівельних розчинів на основі цементу в їхній склад уводять хімічні добавки, що дозволяють у широкому інтервалі регулювати пластичні властивості сумішей, а також міцність, морозостійкість і інші характеристики бетонів. Відома комплексна добавка в бетонні суміші по деклараційному патенті №40214, МПК С04В24/18 (2007.01), С04В28/02 (2007.01), пріор. 12.10.2000, що містить як диспергатор цементу складну суміш низькомолекулярних і високомолекулярних з'єднань із групи полікарбоксилатів, а саме полікарбоксил-ефір - продукт поліконденсації ненасичених дво-основних карбонових кислот з багатоатомними спиртами чи гликолями, розчиненими в стиролі з таким співвідношенням компонентів, мас, %: нейтралізовані відходи коксових заводів на основі роданіда, тіосульфату і сульфату натрію - основа, лігносульфонат технічний - 7-11, полікарбоксилефір - 25-35. Добавка забезпечує підвищення міцності бетонів, пластичності будівельних розчинів, збільшує ранню міцність бетонів (при випробуваннях на 1 добу), але значний вміст у добавці суперпластифікатора в комплексі з пластифікатором більш низької активності значно сповільнює швидкість твердіння і не дозволяє використовувати подібний склад добавок у зимовий час у якості протиморозних. Також відомі добавки по міжнародному патенту № WO 2004/002917 А1, МПК С04В 24/26, пріор. 26.06.2003, RU 2004135061. Добавки для цементу, що базуються на моно-акриловій кислоті, алкоксиполіалкіленгликолі і солях сополімера карбоксильної кислоти нейтралізованій лужною субстанцією подібно пластифікаторам на базі переробки нафталінової сировини (наприклад, добавки типу С-3), мають водоредукуючий вплив, підвищують рухливість бетонної суміші і дозволяють зберігати її в часі, але введення їх у цементний розчин сповільнює ранній термін твердіння бетону, що не сприяє (19) UA (11) 93391 (13) C2 (21) a200806905 (22) 19.05.2008 (24) 10.02.2011 (46) 10.02.2011, Бюл.№ 3, 2011 р. (72) КОВАЛЕНКО СЕРГІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, КОВАЛЕНКО ВАЛЕНТИНА ВОЛОДИМИРІВНА, ГЛУБІШ ПЕТРО АНДРІЙОВИЧ, ВАЛЕТДИНОВ РИФКАТ ФОАТОВИЧ, RU (73) КОВАЛЕНКО СЕРГІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ (56) UA a200803532, под. 19.03.2008, публ. 27.10.2008 & UA 90740 C2, 25.05.2010 RU 2278837 C1, 27.06.2006 SU 425868, 25.10.1974 UA 40214 A, 16.07.2001 RU 2310617 C1, 20.11.2007 SU 1135731 A, 23.01.1985 SU 1636378 A1, 23.03.1991 3 їхньому ефективному використанню в будівельній індустрії. Найбільш близькою по технічній сутності і технічному результату, що досягається, є добавка 7 (патент РФ №2310617 МПК С04В28/02, С04В24:22, пріор. 10.04.2006), що містить суміш солей на основі тіосульфату і роданіду натрію, амкіроз і полінафталінсульфонат натрію - суперпластифікатор С-3 при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: суміш баластових солей сіркоочищення коксового газу на основі тіосульфату і роданіду натрію - 50-98, амкіроз - 1-40, суперпластифікатор С-3 - решта. Недоліком відомої комплексної добавки є те, що при подібній концентрації прискорювачів твердіння і пластифікуючих органічних сполук вона не забезпечує значне підвищення ранньої і кінцевої міцності, морозостійкості бетонів при підвищенні рухливості бетонної суміші. В основу винаходу поставлена задача створення комплексної добавки в бетонні суміші і будівельні розчини, що забезпечить збереження чи підвищення рухливості суміші, морозостійкості, ранньої і кінцевої міцності бетону в різні сезони року шляхом уведення до складу добавки нового компонента. Поставлена задача вирішується тим, що комплексна добавка в бетонні суміші і будівельні розчини, що містить суміш солей на основі тіосульфату і роданіду натрію і/чи пластифікатори типу амкіроз, полінафталінсульфонати (С-3), лігносульфонати технічні, полікарбоксилати, акрилати відрізняється тим, що додатково містить калій фосфорнокислий однозаміщений при такому співвідношенні компонентів, мас.,%: суміш солей на основі тіосульфату і роданіду натрію і/або пластифікатори типу: амкіроз, полінфталінсульфонати (С-3), лігносульфонати технічні, полікарбоксилати, акрилати 95-99,5; калій фосфорнокислий однозаміщений решта. Суміш солей на основі тіосульфату і роданіду натрію за рахунок інтенсифікації гідратаційних процесів сприяє підвищенню розчинності мінералів цементу й оптимізує співвідношення між гелевою і капілярною пористістю бетону, у результаті чого прискорюються процеси твердіння, а також підвищуються міцність і морозостійкість бетону. Хімічна взаємодія цементу і продуктів його гідратації з фосфорнокислим калієм забезпечує диспергування цементних часток, прискорене раннє структуроутворення, формування щільної структури цементного каменю з підвищеним вмістом гелевої пористості, а, отже, підвищення морозостійкості. Регулюванням кількості прискорювача твердіння - суміші солей на основі тіосульфату і роданіду натрію і/або пластифікаторів типу амкіроз, С-3, лігносульфонати технічні, полікарбоксилати, акрилати, а також фосфорнокислого калію можна досягати необхідних ефектів. Наприклад, використання прискорювача твердіння на основі зазначеної суміші солей з однозаміщеним фосфорнокислим калієм або підвищення їхньої кількості в комплексній добавці з викорис 93391 4 танням супер і/чи гіпер-пластифікаторів, забезпечує протиморозні якості пропонованої добавки в комплексі з підвищенням міцності на всіх етапах твердіння бетону при збереженні або невеликому збільшенні пластичності цементних розчинів. Використання пластифікаторів сильних або слабких з ефектом прискорювачів твердіння у комплексі з одно заміщеним фосфорнокислим калієм дозволяє підвищити не тільки пластичність цементних сумішей і віддалити термін початку схоплювання товарних бетонів, але і підвищити водоредукуючий ефект, міцність і морозостійкість бетонів. Фосфорнокислий калій однозаміщений як диспергатор сприяє прискоренню процесів гідратації. Мікропориста структура цементного каменю, що прискорено утворюється, забезпечує підвищений комплекс механічних і фізико-хімічних характеристик бетонів. Таким чином, введенням оптимальної кількості добавки, що заявляється, можливо значно підвищити ранню і кінцеву міцність, морозостійкість бетонів при збереженні, або невеликому збільшенні, пластичності цементних розчинів. Оптимальне співвідношення компонентів у складі добавки встановлено експериментально. При збільшенні чи зменшенні зазначеної кількості однозаміщеного фосфорнокислого калію в суміші солей на основі тіосульфату і роданіду натрію і/або пластифікаторах типу амкіроз, полінафталінсульфонати (С-3), лігносульфонати технічні, полікарбоксилати, акрилати від заявлених у складі добавки співвідношень знижується рання і кінцева міцність, морозостійкість бетону при зменшенні чи збереженні рухливості цементних розчинів. Комплексну добавку, що заявляється, готують таким способом. Добавку готують шляхом дозування суміші солей на основі тіосульфату і роданіду натрію, і/або пластифікаторів типу амкироз, полинафталинсульфонати (С-3), лігносульфонати технічні, полікарбоксилати, акрилати з додаванням однозаміщеного фосфорнокислого калію в границях співвідношень, що заявляються. В якості суміші солей на основі тіосульфату і роданіду натрію використані відходи коксогазових заводів цехів сіркоочищення. Амкіроз випускається за ТУУВ 2-719069017.001-98 у вигляді 30-50%-го водного розчину. Компоненти змішують і дозують у відповідну тару. Приклад Для дослідження властивостей добавки, що заявляється, була приготовлена бетонна суміш, що містить: 1 частину цементу марки ШПЦ-ІІІ/А400 (Криворізького цементного заводу); 1,9 частини піску з модулем крупності 1,48; 2 частини щебеню фракції 5-10; 3 частини щебеню фракції 1020; 0,43 частини води. Добавку, що заявляється, вводили в бетонну суміш разом з водою затворювання в кількості 0,43,0% від маси цементу. Рухливість бетонної суміші визначали за ДСТУ БВ.2.7-114-2002. З бетонної суміші готували зразки бетону, що тверділи в нормальних термовологих умовах для іспитів на міцність і морозостійкість. Міцність зразків визначали відповідно ДСТ 18105-86, а морозо 5 93391 стійкість - ДСТУ БВ.2.7-47-96. Були випробувані бетонні суміші, що містять добавку, як у співвідношеннях компонентів, що заявляються, так і за їх межами. Були також випробувані бетонні зразки, виготовлені відповідно складу, зазначеному у відомому рішенні (прототип). Склади комплексних добавок по відомих рішеннях і рішенню, що заявляється, а також фізико-механічні характеристики бетонних зразків представлені в таблиці 1. З таблиці випливає, що комплексна добавка, що заявляється, забезпечує підвищення пластичності, ранньої і кінцевої міцності, морозостійкості 6 бетонів і сприяє збереженню чи підвищенню рухливості цементного розчину (зразки №3-12), а при зміні співвідношення компонентів у складі добавки знижується рання і кінцева міцність, морозостійкість бетону і рухливість бетонної суміші (зразки №2, 13). Пропонований склад і співвідношення компонентів дозволяє одержати нову високоефективну комплексну добавку, що забезпечує збільшення ранньої і кінцевої міцності і морозостійкості бетонів при збереженні чи підвищенні рухливості розчинних сумішей. Таблиця 1 Склад комплексної добавки, мас.% ПоліСуміш Калій Витрата нафталінПриклад Міцність Міцність Морозосолей Лігнофос- добав., сульфоПолі№ на основі сульфофорно- в % від OK, на стиск, на стиск, стійнати Амкі- карбо- Акривипробу- тіосільсм МПа МПа кість, нати кислий маси (супер роз кси- лати вання (3 доба) (28 доба) цикли фату техніодно- цеменпластилати ту іроданіду чні заміщефікатор натрію ний С-3) 1контроль4 9,4 30,4 50 ний 2 99,7 0,3 1,0 4,5 24,0 42,0 200 3 99,5 0,5 2,0 5,0 24,5 43,1 300 4 99,0 1,0 3,0 5,0 25,5 44,3 350 5 50,0 45 5,0 0,5 10,0 28,0 45,0 450 6 29,0 70 1,0 0,5 11,2 30,1 65,3 450 7 50,0 49 1,0 1,5 8,9 25,0 43,9 400 8 15,0 10 74 1,0 1,0 12,0 26,2 66,4 450 9 20,0 30 48 2,0 1,5 10,9 25,9 46,8 400 10 40,0 18 40 2,0 0,5 11,7 27,8 65,5 450 11 99 1,0 1,0 8,5 24,2 43,7 400 12 95 5.0 0,7 12,5 24,0 65,2 400 13 70,0 23 7,0 1,0 4,5 24,0 41,1 200 14 за прото50,0 20,0 30 1,0 4,5 24,0 42,5 350 типом Комп’ютерна верстка М. Ломалова Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601