Комплексна добавка-активізатор твердіння шлакопортландцементу

Реферат: UA 112565 U UA 112565 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до промисловості будівельних матеріалів і може бути використана на підприємствах в'яжучих матеріалів. Відомий активізатор твердіння безклінкерних шлакових в'яжучих на основі сульфату кальцію (1-2 %) в поєднанні з портландцементом (2-3 %) (Бутт Ю.М. и др. Технология в'яжучих веществ. - М., "Высшая школа", 1965. - С. 586-588.). Недоліком цього активізатора є низька міцність (2025 МПа) шлакового в'яжучого. Відомий активізатор твердіння шлакопортландцементу - хлорид натрію, який використовують у кількості 1,0-4,0 % від маси в'яжучого [Л.И. Касторных. Добавки в бетоны и строительные растворы: учебно-справочное пособие. - 2-е изд. - Ростов н/Д.: Феникс. - С. 54]. Недоліками цього активізатора є низька міцність шлакового в'яжучого при його використанні (2023 МПа) і викликана цим прискорювачем корозія арматури в бетонах. Найбільш близьким до запропонованого є активізатор твердіння шлакопортландцементу флюорит натрію (NaF), який використовують у кількості 1,0-2,0 % від маси в'яжучого [Сватовская Л.Б., Сычев М.М. Активированное твердение цементов. - Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние. - с. 151]. Недоліками цього активізатора є низька міцність шлакового в'яжучого при його використанні (30-35 МПа), а також низький рівень лужності середовища в'яжучого (рН 9-10), внаслідок чого не забезпечується достатній захист арматури від корозії. Задачею корисної моделі є підвищення лужності середовища та збільшення міцності шлакопортландцементу. Виконання поставленої задачі досягається тим, що комплексна добавка-активізатор твердіння шлакопортландцементу, яка містить як фторвміщуючу добавку флюорит натрію, додатково містить комплексну добавку у вигляді суміші кремнійфториду натрію (Na 2SiF6) та гідроксиду кальцію (Са(ОН)2) при наступному вмісті компонентів, % від маси в'яжучого: кремнійфторид натрію 1…2 (Na2SiF6) гідроксид кальцію (Са(ОН)2) 1,5…3. Прискорювач твердіння - кремнійфторид натрію (Na2SiF6), що є іонною важкорозчинною сіллю, суттєво змінює властивості водного середовища при замішуванні з водою шлакопортландцементу і поверхні частинок шлаку при його гідратації. Кремнійфторид натрію шляхом іоносорбції створює умови для заміщення іону ОН на більш електровід'ємний F . Адсорбція іонів F впливає на активність центрів (бренстедівських та льюісовських) на поверхні частинок шлаку і призводить до прискорення його гідратації, і таким чином сприяє прискоренню твердіння та збільшенню міцності шлакопортландцементу, що виготовляють за запропонованим способом. Позитивний вплив Na2SiF6 на міцність шлакопортландцементу підсилюється також появою гелю Si(OH)4 при гідролізі кремнійфториду у воді, що активно взаємодіє з цементом і вапном з утворенням високоміцних гідросилікатів кальцію. При введенні гідроксиду кальцію (Са(ОН) 2) у в'яжучу систему, що містить добавку Na2SiF6, із загально хімічних позицій повинна пройти хімічна реакція: Na2SiF6+3Ca(OH)2=3CaF2+2NaOH+Si(OH)4. Їдкий луг (NaOH), що утворився в результаті реакції, забезпечує додаткову лужну активацію доменного гранульованого шлаку і підвищення рН середовища тверднучого цементу. Зменшення вмісту Na2SiF6 нижче 1 % призводить до уповільнення процесу гідратації частинок шлаку, і в результаті до зниження міцності шлакопортландцементу, а збільшення витрати Na2SiF6 понад 2 % вже не забезпечує значного прискорення гідратації шлаку і збільшує вартість шлакопортландцементу. Зменшення вмісту гідроксиду кальцію (Са(ОН) 2) менше 1,5 % призводить до зменшення концентрації гідроксиду натрію (NaOH), який утворюється в результаті взаємодії з кремнійфторидом натрію (Na2SiF6), що в свою чергу призводить до зниження лужності середовища, а збільшення вмісту понад 3 % призводить до збільшення водопотреби і, як наслідок, до спаду міцності. Виготовлення активізатора твердіння шлакового в'яжучого здійснюється шляхом механічного змішування порошкоподібних кремнійфториду натрію (Na 2SiF6) і гідроксиду кальцію (Са(ОН)2) у вищевказаних співвідношеннях. Для проведення порівняльних випробувань було використано шлакопортландцементи ШПЦ IIІ/А, ШПЦ III/Б і ШПЦ IIІ/В марки за міцністю М300 (ДСТУ Б.В.2.7-46:2010) з вмістом доменного гранульованого шлаку 65, 80 та 88 % відповідно. Запропонований активізатор і активізатор за прототипом вводились при помелі в'яжучого. Отримані в'яжучі за показниками строків тужавлення та рівномірності зміни об'єму відповідали вимогам ДСТУ Б.В.2.7-46:2010. Результати порівняльних випробувань по впливу запропонованого активізатора і активізатора 1 UA 112565 U за прототипом на міцність та лужність середовища різних видів шлакопортландцементу наведені в таблиці. Таблиця Результати випробувань № Міцність при стиску через 7 і 28 діб, МПа 7 28 fm , МПа fm , МПа Вид добавок ШПЦ IIІ/А М300 1 NaF-1 % 2 NaF-2 % 3 Са(ОН)2-3 % 4 Na2SiF6-2 % 5 Са(ОН)2-3 % + Na2SiF6-2 % 6 Са(ОН)2-7 % + Na2SiF6-3 % 7 Са(ОН)2-1,5 % + Na2SiF6-1 % ШПЦ III/Б М300 1 NaF-1 % 2 NaF-2 % 3 Са(ОН)2-3 % 4 Na2SiF6-2 % 5 Са(ОН)2-3 % + Na2SiF6-2 % 6 Са(ОН)2-7 % + Na2SiF6-3 % 7 Са(ОН)2-1,5 % + Na2SiF6-1 % ШПЦ IIІ/В М300 1 NaF-1 % 2 NaF-2 % 3 Са(ОН)2-3 % 4 Na2SiF6-2 % 5 Са(ОН)2-3 % + Na2SiF6-2 % 6 Са(ОН)2-7 % + Na2SiF6-3 % 7 Са(ОН)2-1,5 % + Na2SiF6-1 % 5 рН розчину цемент:пісок 1:3 7 сут. 28 сут. 18,8 21,5 21,6 30,2 32,4 25,8 24,9 31,6 37,2 37,3 41,1 49,9 46,2 46,1 11,0 10,9 13,6 11,3 13,7 13,9 12,9 10,8 10,6 13,5 11,0 13,4 13,7 12,5 18,4 20,9 20,5 25,9 30,3 25,2 24,2 30,2 36,5 37,0 39,8 48,1 45,8 453 10,5 10,4 13,0 10,8 13,1 13,3 12,3 9,7 9,9 12,7 10,2 12,8 13,0 12,1 17,6 20,1 19,9 24,7 28,9 24,9 23,7 29,9 35,4 36,3 38,3 46,7 44,9 41,2 10,3 10,2 12,7 10,6 12,8 13,1 12,2 9,6 9,7 12,5 10,1 12,6 12,8 11,9 Міцність зразків та лужність середовища шлакопортландцементів з активізатором твердіння за прототипом значно менша, ніж у зразків зі складом активізатора, що заявляється. Таким чином, використання запропонованої комплексної добавки-активізатора твердіння шлакопортландцементу, у вищевказаних кількостях, дозволяє отримати в'яжуче з підвищеними міцнісними показниками, а також підвищеним рівнем рН середовища. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Комплексна добавка-активізатор твердіння шлакопортландцементу, що містить як фторвміщуючу добавку флюорит натрію, яка відрізняється тим, що додатково містить комплексну добавку у вигляді суміші кремнійфториду натрію (Na 2SiF6) та гідроксиду кальцію (Са(ОН)2), при наступному вмісті компонентів, % від маси в'яжучого: кремнійфторид натрію (Na2SiF6) 1…2 гідроксид кальцію (Са(ОН)2) 1,5…3. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2