Комплексна добавка в бетонні суміші і будівельні розчини

Комплексна добавка в бетонні суміші і будівельні розчини, що містить активатор тужавіння та пластифікатор, яка відрізняється тим, що містить поліфосфат натрію при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: 3 В основу корисної моделі поставлено задачу створення комплексної добавки в бетонні суміші і будівельні розчини для регулювання термінів тужавіння шляхом введення до складу добавки компонентів, які забезпечують довготривале збереження рухливості бетонних сумішей підвищують пластифікуючий та водоредукучий вплив добавки та збільшують міцність на різних стадіях тужавіння і морозостійкість бетонів. Поставлена задача вирішується тим, що комплексна добавка в бетонні суміші і будівельні розчини, що містить активатор тужавіння та пластифікатор, відповідно до винаходу додатково включає поліфосфат натрію при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: активатор тужавіння 10,0-90,0; поліфосфат натрію 0,1-9,0; пластифікатор решта, де активатором твердіння є одна або суміш речовин: суміш солей на основі тіосульфату і роданіду натрію, дрібнодисперсні відходи промисловості феросплавів та вогнетривких виробів; пластифікатором є одна або декілька речовин з ряду: амкіроз, полікарбоксилат, акрилат, полінафталінсульфонат натрію. Пластифікуючи компоненти полікарбоксилат, акрилат, амкіроз, полінафталінсульфонат натрію крім притаманних їм функцій пластифікації сприяють збереженню рухливості будівельної суміші. Поліфосфат натрію проявляє диспергуючий ефект на цемент та мінеральні складові бетонів та розчинів, підвищує ефективність пластифікаторів та сприяє збільшенню тривалості збереження рухливості суміші. Суміш солей на основі тіосульфату і роданіду натрію, сприяє прискоренню твердіння бетонної суміші за рахунок інтенсифікації процесів гідратації та забезпечує нормальну швидкість тужавіння у ранні строки при одночасному застосуванні диспергатора - сповільнювача твердіння разом із гіперта супер-пластифікаторами. Дрібнодисперсні відходи промисловості феросплавів та вогнетривких виробів сприяють набору міцності у піздні строки тужавіння бетонних сумішей та будівельних розчинів (від 7 до 28 діб та пізніше). Так, наприклад, зразки бетону без вказаних вище дрібнодисперсних відходів з 7 по 28 добу тужавіння додають міцності на 25-30 %, а з ними приріст міцності складає 40-50 %. Введення в якості пластифікуючого комплексу компонентів: амкірозу, акрилату, полінафталінсульфонату, полікарбоксилату та поліфосфата натрію у заявлених кількостях дозволяє більш ефективно впливати на можливість затримки схоплювання суміші при доставці його до об'єкту бетонування у літній період часу при підвищених температурах. Полікарбоксилат, акрилат, полінафталінсульфонат натрію і амкіроз адсорбуються на частках цементу з утворенням тонкого шару молекул, що приводить до зниження поверхневого натягу на межі розподілу цемент-вода. Адсорбований шар пластифікаторів забезпечує більш повне і рівномірне розтікання води по поверхні цементу, включаючи мікротріщинки, виконуючи роль змащення. Шар води з пластифікаторами з ряду: 47960 4 полікарбоксилат, акрилат, полінафталінсульфонат та амкіроз і диспергатором - поліфосфатом натрію зменшує зчеплення між частками цементу, що проявляється як диспергування цементних часток та дрібнодисперсних часток відходів промисловості феросплавів та вогнетривких виробів і пластифікування бетонної суміші (підвищення її рухливості). З іншого боку суміш солей на основі тіосульфату і роданіду натрію активізує процес гідратації цементу, у результаті чого різко прискорюється процес твердіння бетонної суміші і зростання міцності в ранні строки твердіння. Дрібнодисперсні відходи промисловості феросплавів та вогнетривких виробів, як активні наповнювачі, крім підвищення щільності бетонної суміші, частково розчиняються у цементному гелі та входять у склад цементного каменю, підвищуючи його міцність. Балансування між технологічними й фізикомеханічними характеристиками бетонів і розчинів для складу добавки, що заявляється, може бути виконана шляхом оптимізації співвідношення концентрацій активаторів твердіння, пластифікаторів і диспергатора - поліфосфата натрію. Поліфосфат натрію є ключовим елементом пропонованої композиції речовин в добавці. В мінімальній заявленій кількості він забезпечує диспергування солей активатору тужавіння та водночас підвищує ефективність дії пластифікаторів. У максимальній заявленій кількості він дозволяє довготривало зберігати рухливість бетонної суміші. Таким чином, добавка, що складається з активатору тужавіння та пластифікатору отримує принципово нові якості - довготривале збереження рухливості бетонної суміші, підвищення міцності і морозостійкості досліджуємих матеріалів за рахунок диспергації пластифікаторів бетонної суміші і активаторів тужавіння бетону. Комплексна добавка, що включає суміш солей на основі тіосульфату і роданіду натрію, дрібнодисперсні відходи промисловості феросплавів та вогнетривких виробів, пластифікатори з ряду: полікарбоксилат, акрилат, амкіроз, полінафталінсульфонат натрію та поліфосфат натрію утворюють органомінеральний комплекс, що сприяє підвищенню розчинності мінералів цементу, утворенню дрібнодисперсної модифікованої структури кристалогідратів і прискоренню твердіння бетонної суміші на різних стадіях тужавіння. Співвідношення компонентів, що заявляється, у складі комплексної добавки для регулювання інтенсивності тужавіння у різні строки є оптимальним і встановлено експериментально. Введення добавки, що заявляється, для одержання бетонних сумішей і будівельних розчинів оптимізує співвідношення між капілярною та гелевою пористістю, що сприяє підвищенню міцності та морозостійкості бетонів і будівельних розчинів. Зниження вмісту суміші солей на основі тіосульфату й роданіду натрію в складі добавки нижче межі, що заявляється, призводить до вповільнення інтенсивності твердіння бетону в ранні строки. Зниження вмісту дрібнодисперсних відходів промисловості феросплавів та вогнетривких виробів не дозволяє ефективно підвищувати міцність у пізні строки тужавіння. 5 Підвищення вмісту суміші солей на основі тіосульфату і роданіду натрію в складі добавки вище межі, що заявляється, призводить до зниження пластичності бетонної суміші, а також не дозволяє забезпечити збереження рухливості у тривалий час. Підвищення кількості дрібнодисперсних відходів промисловості феросплавів та вогнетривких виробів призводить до необхідності підвищення витрат диспергаторів та пластифікаторів в результаті значного підвищення площини вільної поверхні заповнювачів, що знижує рентабельність застосування пропонованої добавки. Підвищення або зниження вмісту пластифікаторів з ряду: полікарбоксилат, акрилат, амкіроз, полінафталінсульфонат натрію і диспергатору поліфосфату натрію у складі добавки від інтервалів, що заявляються, не дозволяє досягти довготривалого збереження рухливості бетонних розчинів та максимальних характеристик міцності та морозостійкості бетону. Добавку, що заявляється, готують таким способом. У якості полікарбоксилату використовували складну суміш ненасиченого поліефіру отриманого при еритрифікації суміші ненасичених двоосновних кислот із гликолями, розчиненого в стиролі. Амкіроз випускається на основі ТУУВ2-719069017.001-98 у виді 30-50 %-го водяного розчину і являє собою поверхнево-активна речовина карбоксилатного типу, що має активні карбоксильні і гідроксильні групи. Амкіроз - препарат багатофункціонального призначення, за допомогою якого можливо в широких границях спрямовано змінювати як технологічні, так і фізико-хімічні властивості бетону. У якості полінафталинсульфоната використовували суперпластифікатор С-3. Акрилат типу R60 використовували у вигляді продукту по ТУ 2432-001-70432310-2007 «Водяний розчин натрієвих солей поліакрилової кислоти». Компоненти добавки, а саме суміш солей на основі тіосульфату і роданіду натрію використані в якості розчину баластних солей сіркоочистки коксового газу коксогазових заводів, дрібнодисперсні відходи промисловості феросплавів та вогнетривких виробів, менші за 100 мкм, що містять двуокис кремнію, окисли калію, заліза, натрію, алюмінію, магнію та інш. металів, пластифікатор і дисперга 47960 6 тор поліфосфат натрію (ГОСТ 20291-80) змішують у мішалці і дозують у відповідну тару. Приклад. Для дослідження властивостей добавки, що заявляється, була виготовлена бетонна суміш, що містить: 1 частину цементу марки ШПЦ-ІІІ/А-400 (Криворізького цементного заводу) або длявисокоміцних бетонів ПЦ 500 Д0 (Балаклійського цементного заводу); 0,85-2 частини піску з модулем крупності 1,48; 1 частини щебеню фракції 5-10; 1,2-1,5 частини щебеню фракції 10-20; 0,24-0,54 частини води. Добавку, що заявляється, в кількості 0,3 - 10,0 % від маси цементу додавали в бетонну суміш разом з водою затворювання. Рухливість бетонної суміші визначали за ДСТУБВ.2.7-114-2002. З бетонної суміші готували зразки бетону для випробувань на міцність і морозостійкість. Твердіння бетону відбувалося при нормальних термовологісних умовах. Міцність зразків визначали у віці 3 і 28 діб відповідно до ДСТ 18105-86, а морозостійкість - до ДСТУ БВ.2.7-47-96. Були випробувані бетонні суміші, що містять добавку, як у співвідношеннях компонентів, що заявляються, так і за їхніми межами. Були також проведені випробування бетонних сумішей та бетонів, виготовлених відповідно до відомого рішення (прототип). Склади комплексних добавок у відповідності до відомого рішення та рішення, що заявляється, а також вплив добавки на довготривале збереження рухливості бетонної суміші, міцність у всі строки твердіння та морозостійкість представлені у таблиці 1. З таблиці 1 видно, що добавка, що заявляється, забезпечує довготривале збереження рухливості бетонної суміші. Дані таблиці також підтверджують підвищення морозостійкості й міцності бетону у всі строки тужавіння (приклади випробувань № 2-22). При виході за межі хімічного складу, що заявляється, добавка не забезпечує довготривале збереження рухливості бетонної суміші(табл. № 1, зразки № 23-26, 29-31), а також знижує міцностні характеристики бетону у всі строки тужавіння, а також морозостійкість бетону(табл. № 1, зразки № 23-26, 29-31). 7 47960 8 Таблиця 1. ОК, см (В/Ц=0,43) Склад комплексної добавки, мас. % солі Прик-лад тіосіль№ вип. фату і роданіду натрію 1 – контрольний 2 90,0 3 77,5 4 90,0 5 78,0 6 79,0 7 50,0 8 21,0 9 10 10,0 11 11,0 12 10,0 13 30,0 14 10,0 15 10,0 Дрібні відх. ПоліАкферо- каррисплав. болат Вироб- ксилат ництва. 0 10,0 1,0 3,0 20,0 20,0 70,0 89,9 Випробування добавПоліки, % Негай Ам- нафталі- Поліфочерез від ма-не кі- нсульфо- сфат 3 госи це- після роз нат на- натрію дини менту замісу трію С-3 3 28 4,0 0 100 9,0 30,4 20,0 89,9 69,0 9,0 0,5 0,1 1,0 1,0 9,0 9,0 0,1 0,1 9,0 од 1,0 0,1 од 0,5 0,5 0,8 0,8 1,0 1,0 1,2 0,5 1,5 1,0 0,5 1,5 1,0 1,5 9,0 25,0 9,0 18,0 20,0 20,0 23,0 23,0 23,0 23,0 24,0 22,0 23,0 23,0 8,0 20,0 8,0 15,0 16,0 16,0 18,5 18,5 18,5 20,0 19,0 18,0 18,0 18,0 250 350 250 250 250 300 300 300 250 350 350 350 350 300 33,8 43,7 36,8 33,9 34,1 36,0 33,7 34,5 46,5 47,0 48,0 47,9 38,5 33,8 993, 9 860, 0 790, 0 34,0 33,7 35,5 36,0 45,0 33,7 30,0 30,0 30,5 29,4 16 90,0 1,0 9,0 10,0 25,0 25,0 350 17 4,0 80,0 8,0 7,0 1,0 10,0 23,0 20,0 350 18 90,0 9 1,0 10,0 23,0 22,0 350 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 90,0 90,0 35,0 9,0 91,0 91,0 90,0 90,0 90,0 50,0 15,0 9О£5 0,5 0,5 0,5 1,0 49,0 48,5 9,0 9,0 1,0 1,5 0,05 0,05 8,5 9,5 9,5 9,5 1,0 0,8 1,5 1,0 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1,5 10,0 10,0 21,0 22,5 23,0 8,0 9,0 19,0 9,0 9,0 10,0 10,0 17,0 18,0 15,0 2,0 9,0 10,0 9,0 9,0 250 300 250 250 250 200 200 200 200 200 29 79,0 0,5 0,01 0,5 12,0 4,0 200 16,0 29,6 9,95 1,0 8,95 0,5 20,4 9 17,0 22,0 17,0 17,0 17,0 18,0 18,4 17,0 26,1 26,0 26,5 26,8 18,0 17,0 550, 5 430, 0 380, 0 17,0 16,4 14,5 15,5 24,0 17,0 15,0 16,5 15,0 15,0 90,0 0,05 0,3 20,0 11,0 250 16,5 36,9 10,0 10,0 0,8 20,5 4,0 200 16,0 33,6 30 31 за прототипом 80,0 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 19,0 9,9 1,0 21,0 70,0 89,9 10,0 49,9 40,0 89,9 Морозостійкість, цикл Міцність на стиск, МПа (діб) Підписне Тираж 26 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