Комплексна добавка в бетонні суміші і будівельні розчини

Комплексна добавка в бетонні суміші і будівельні розчини, що містить суміш солей на основі тіосульфату і роданіду натрію та органічний компонент, яка відрізняється тим, що як органічний компонент вона містить амкіроз і полінафталінсульфонат натрію (суперпластифікатор С-3) при такому співвідношенні компонентів, мас. %: і суміш солей на основі тіосульфату роданіду натрію 50-98 амкіроз 1-40 суперпластифікатор С-3 решта. Винахід стосується галузі будівельних матеріалів, зокрема складів комплексних добавок, що використовуються у виробництві бетонних сумішей і будівельних розчинів. Для забезпечення пластичності бетонних сумішей і будівельних розчинів у їхній склад вводиться надлишок води, що сприяє водовідділенню і розшаруванню твердих компонентів, що призводить до зниження міцності, морозостійкості та інших характеристик бетонів і будівельних розчинів. Для регулювання кількості води замішування до складу бетонних і будівельних розчинів додають добавки, що мають пластифікуючі та водознижувальні ефекти, здатні прискорювати процеси структуроутворення та твердіння, при цьому вони забезпечують одержання бетонних сумішей і будівельних розчинів із заданими характеристиками. Відома комплексна добавка в бетонні суміші [патент України №23457, МПК6 С04В13/24, опубл. 31.08.1998], що містить суміш баластових солей сіркоочистки коксового газу на основі тіосульфату і роданіду натрію та органічний компонент. Відома добавка містить додатково сульфат натрію, а як органічний компонент - меласну упарену післяспиртову барду, при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: суміш баластових солей сіркоочистки коксового газу на основі тіосульфату і роданіду натрію - 20-60, сульфат натрію - 10-15, меласна упарена післяспиртова барда - 30-65. Недоліком відомої комплексної добавки є підвищений вміст (30-65%) у її складі органічного компоненту, що відноситься до пластифікаторів середньої ефективності і не дозволяє максимально скоротити кількість води. У результаті відома добавка сприяє вповільненню процесу структуроутворення бетонної суміші та твердіння бетону. Найбільш близькою по технічній сутності і технічному результату, що досягається, є комплексна добавка для бетонної суміші, [а. с. CPCP №1733422, Мпк 5 С04В28/02, С04В28/02//24:04, 24:18, опубл. 15.05.92], що містить суміш баластових солей на основі тіосульфату і роданіду натрію та дікарбонову кислоту, що вибирають із групи: (19) UA (11) 84162 (13) (21) a200603294 (22) 27.03.2006 (24) 25.09.2008 (46) 25.09.2008, Бюл.№ 18, 2008 р. (72) КОВАЛЕНКО СЕРГІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, UA, БЕСПАЛОВ АНДРІЙ ІВАНОВИЧ, UA, КОВАЛЕНКО ВАЛЕНТИНА ВОЛОДИ МИРІВНА, UA, БЕСПАЛОВ АНДРІЙ АНДРІЙОВИЧ, UA (73) КОВАЛЕНКО СЕРГІЙ ВОЛОДИ МИРОВИЧ, U A (56) UA 30825, C2, 15.02.2002 UA 58999, C2, 15.08.2003 UA 12783, C1, 28.02.1997 UA 47617, C2, 15.07.2001 SU 1735222, A1, 23.05.1992 RU 2270815, C1, 27.02.2006 US 5176753, A, 05.01.1993 SU 1143720, A, 07.03.1985 SU 1451122, A1, 15.01.1989 UA 13026, U, 15.03.2006 C2 1 3 84162 щавлева, плав дикарбонових кислот фракції C2-С6 та пимелінова в кількості 3-5%. Добавка містить додатковий органічний компонент - технічні ліносульфонати у кількості 9-13%. У складі зазначеної комплексної добавки вміст органічного компонента знижено до 12-18%. Однак дікарбонові кислоти мають низькі пластифікуючі властивості, тому додавання дікарбонової кислоти в заявленій кількості (3-5%) не дозволяє максимально знизити вміст води в бетоні, що значно сповільнює гідратацію цементу в часі, особливо на ранніх стадіях твердіння. Тому додатково до складу добавки додають ліп-шосульфонати технічні, що сприяє підвищенню пластичності бетонної суміші, але не забезпечує підвищення міцності і морозостійкості. В основу винаходу поставлено задачу створення комплексної добавки в бетонні суміші і будівельні розчини шляхом збільшення пластифікуючого впливу за рахунок введення до складу добавки компонентів, що забезпечують підвищення міцності і морозостійкості бетонів та будівельних розчинів. Поставлена задача вирішується тим, що комплексна добавка в бетонні суміші і будівельні розчини, що містить суміш солей на основі тіосульфату і роданіду натрію та органічний компонент, відповідно до винаходу, як органічний компонент містить амкіроз і полінафталінсульфонат натрію (суперпластифікатор С-3) при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: суміш солей на основі тіосульфату і роданіду натрію 50-98; амкіроз 1-40; суперпластифікатор С-3 решта. Суміш солей на основі тіосульфату і роданіду натрію, сприяє прискоренню твердіння бетонної суміші за рахунок інтенсифікації процесів гідратації. Введення в якості органічного компоненту амкіроза і суперпластифікатора С-3 у заявленій кількості дозволяє більш ефективно впливати на можливість зменшення вмісту води в сумішах. Амкіроз характеризується високими пластифікуючими властивостями за рахунок зниження поверхневого натягу на межі вода-цемент. Амкіроз адсорбується на частках цементу з утворенням тонкого шару молекул, що приводить до зниження поверхневого натягу на поверхні розподілу цемент-вода. Адсорбований шар амкірозу забезпечує більш повне і рівномірне розтікання води по поверхні цементу, включаючи мікротріщинки, виконуючи роль змащення. Шар води з амкірозом зменшує зчеплення між частками цементу, що проявляється як диспергування цементних часток і пластифікування бетонної суміші (підвищення рухливості). З іншого боку, амкіроз активізує процес гідратації цементу, у результаті чо го різко прискорюється процес твердіння бетонної суміші і зростання міцності. Полінафталінсульфонат натрію (суперпластифікатор С-3), також як і амкіроз, характеризується високими пластифікуючими властивостями. Балансування між технологічними й фізико-механічними характеристиками бетонів і розчинів для складу добавки, що заявляється, може бути виконана шляхом оптимізації співвідношення полінафталін 4 сульфонату натрію та амкірозу. Комплексна добавка, що включає суміш солей на основі тіосульфату і роданіду натрію, амкіроза та полінафталінсульфоната натрію утворюють органомінеральний комплекс, що сприяє підвищенню розчинності мінералів цементу, утворенню гелевих кристалогідратів і прискоренню твердіння бетонної суміші. Співвідношення компонентів, що заявляється, у складі комплексної добавки 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 розчинів. Зниження вмісту суміші солей на основі тіосульфату й роданіду натрію в складі добавки нижче межі, що заявляється, призводить до вповільнення інтенсивності твердіння бетону. Підвищення вмісту суміші солей на основі тіосульфату і роданіду натрію в складі добавки вище межі, що заявляється, призводить до зниження пластичності бетонної суміші. Підвищення або зниження вмісту амкірозу і полінафталінсульфонату натрію у складі добавки від інтервалів, що заявляються, не дозволяє досягти максимальної міцності та морозостійкості. Добавку, що заявляється, готують таким способом. Компоненти добавки, а саме суміш солей на основі тіосульфату і роданіду натрію, амкіроз (ТУУВ,2»7-19069017-001-98) і суперпластифікатор (С3) (ТУ 2481-001-51831493-00) змішують у мішалці і дозують у відповідну тар у. Приклад Для дослідження властивостей добавки, що заявляється, була виготовлена бетонна суміш, що містить: 1 частину цементу марки ШПЦ-Ш/А-400 (Криворізького цементного заводу); 1,9 частини піску з модулем крупності 1,48; 2 частини щебеню фракції 5-10; 3 частини щебеню фракції 10-20; 0,43 частини води. Добавку, що заявляється, в кількості 0,4 - 1,5% від маси цементу додавали в бетонну суміш разом з водою замішування. Рухливість бетонної суміші визначали за ДСТУ БВ.2.7-114-2002. З бетонної суміші готували зразки бетону для випробувань на міцність і морозостійкість. Твердіння бетону відбувалося при нормальних термовологих 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), а також бетонної суміші та бетонів, що містять 1,5% від маси цементу, на зразках, що тверділи, при нормальних термовологістних умовах. Склади комплексних добавок у відповідності до відомого рішення та рішення, що заявляється, а також вплив добавки на пластичність бетонної суміші представлені у таблиці 1. 5 84162 Для визначення впливу добавки на міцностні характеристики бетону, а також морозостійкість і водопроникність готувалися зразки із суміші (OK = 4 - 5,5см) однакової рухливості з бездодатковою сумішшю (контрольний). Результати випробувань бетонних зразків наведено в таблиці 2. 6 З таблиці 1 видно, що добавка, що заявляється, забезпечує підвищення пластичності бетонної суміші. Дані таблиці 2 підтверджують підвищення міцності, морозостійкості й водонепроникності бетону. Таблиця 1 Приклад № випробування Склад комплексної добавки, мас.% Випробування Суміш солей на СуперпластифікаЛігносуль- цобавки,% основі тіосульфату Амкіроз тор С-3 фонати від маси і роданіду натрію цементу 1 - контрольний 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 98,0 95,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 45,0 50,0 50,0 45,0 за прототипом 85,0 1,0 3,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 20,0 10,0 10,0 Дикарбонова кислота 4,0 1,0 2,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 25,0 30,0 40,0 45,0 ОК,см (В/Ц = 0,43) * Міцність на стиск, МПа (доба) 28 1,5 0,5 0,5 0,8 0,8 1,0 1,0 1,2 1,2 1,0 0,8 1,2 4,0 8,5 10,5 18,0 20,5 22,0 23,0 24,0 23,0 23,5 24,0 22,5 30,4 32,2 33,2 33,4 33,6 33,1 32,9 32,7 31,5 32,8 33,6 31,1 11 Пропонований склад компонентів дозволяє одержати нову високоефективну комплексну добавку, що містить суміш солей на основі тіосульфату і роданіду натрію, амкіроз і суперпластифікатор С-3, що забезпечує підвищення рухливості бетонних і розчинних сумішей, підвищення міцнос 1,5 24,0 31,1 ті, морозостійкості й водопроникності бетонів і розчинів. З таблиці 1 видно, що добавка, що заявляється, забезпечує підвищення пластичності бетонної суміші. Дані таблиці 2 підтверджують підвищення міцності, морозостійкості й водонепроникності бетону. Таблиця 2 Приклад № випробування 1 - контрольний 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Сполука комплексної добавки, мас.% Суміш солей на основі тіосульфату і роданіду натрію Суперпла стифікатор С-3 Амкіроз 98,0 95,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 45,0 50,0 1,0 3,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 20,0 1,0 2,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 25,0 30,0 Лігні HOсульфонати Випробування цобавки, % від маси цементу OK, CM 1,5 0,5 0,5 0,8 0,8 1,0 1,0 1,2 1,2 1,0 4 4,5 5,0 4,5 5,0 5,5 5,0 4,5 4,5 4,5 Міцність на стиск, Мпа (доба) 3 28 Морозостійкість 9,4 12,1 14,3 16,1 21,8 23,0 24,0 24,0 22,5 24,0 30,4 32,2 39,2 42,1 43,3 42,0 40,1 39,1 37,5 42,5 50 150 250 300 350 350 350 300 200 350 Водопроникність 2 2 4 6 8 8 6 4 4 6 7 84162 8 Продовження таблиці 2 11 12 50,0 45,0 за прототипом 85,0 10,0 10,0 Дікарбонова кислота 4,0 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 40,0 45,0 0,8 1,2 п,о 5,0 4,5 23,5 22,0 43,5 37,0 300 200 6 4 1,5 4,5 20,5 35,1 100 4 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601