Композиційна суміш та спосіб її приготування

1 Композиційна суміш, що включає мінеральне цементне в'яжуче, воду і заповнювач, яка відрізняється тим, що вона складається з трьох окремих складових і додатково містить нітритнітрат кальцію, сульфат натрію і алюмінієву пудру при такому співвідношенні компонентів, маса, % Перша складова частина суміші, маса, % Молотий портландцементний клінкер 60-65 Нітрит-нітрат кальцію 1-2 Вода решта Друга складова частина суміші, маса, % Портландцемент М 500 33-34 Пісок кварцовий митий 48-50 Вода решта Третя складова частина суміші, маса, % Молотий портландцементний клінкер 60-65 Сульфат натрію 0,5-1 Винахід відноситься до області ремонту, захисту та відновлення археологічних, будівельних, конструктивних, технологічних та інших об'єктів, а також захисту їх від трубопроводів, ємностей, металоконструкцій та дії навколишнього середовища Відома бетонна суміш за авт свід №637360 (опубл в БВ № 46, 1978), яка складається з таких співвідношень компонентів, маса, % Цемент 8-25 Заповнювач 51 -89 0,04 - 0,75 Сульфат натрію 0,016-0,5 Тіосульфат натрію решта Вода Бетонна суміш не складається із декількох частин і приготування и не супроводжується віброактивацією Наявність в и складі сульфату натрію і тіосульфату натрію забезпечує прискорене твердіння суміші та набір МІЦНОСТІ бетону, а також підвищення СТІЙКОСТІ до агресивного середовища Зоя Алюмінієва пудра 1-2 Вода решта 2 Композиційна суміш за п 1, яка відрізняється тим, що співвідношення між першою, другою та третьою частинами суміші складають 1,0 1,1 -1,2 1,0 3 Спосіб приготування композиційної суміші, що включає перемішування складових та їх активацію шляхом віброобробки, який відрізняється тим, що молотий портландцементний клінкер з водою, при водоцементному співвідношенні 0,38 0,42, піддають активації шляхом віброобробки частотою 14000-16000 кол/хв протягом 35-45 хв , а за 5-7 хв до закінчення віброактивацм в одержаний колоїдний цементний клей вводять нітрит-нітрат кальцію в першому випадку та сульфіт натрію і алюмінієву пудру - в третьому 4 Спосіб приготування композиційної суміші за п З, який відрізняється тим, що приготування окремих складових композиційної суміші за п З проводиться з розбіжністю в термінах друга складова суміші готується через 1-2 години після першої и складової, а третя складова суміші готується через 24 години Недоліком цієї бетонної суміші є те, що при забезпеченні відповідної МІЦНОСТІ бетону, швидкому твердінні та СТІЙКОСТІ до агресивного середовища, вона не забезпечує адгезійних властивостей при ремонтних роботах і не може бути укладена тонким шаром у 2-3 мм, так як не є колоїдним цементним клеєм, (не використаний молотий портландцементний клінкер, активований високочастотною вібрацією) Відома також бетонна суміш за авт свід № 56015 (опубл в БВ № 26, 1977), яка складається з таких співвідношень компонентів, маса, % Цемент 20 - 25 Щебінь аксинітовий спучений 39,5 - 42,0 Пісок дістеновий збагачений 25,0 - 30,0 Нітрит-нітрат кальцію 0,1-1,0 ПОЛІВІНІЛОВИЙ спирт 0,4 - 4,0 Вода решта У даному випадку нітріт-нітрат кальцію є інгібітором корозії металу та підвищує МІЦНІСТЬ бе ю CO 43522 тону, але бетону з малою об'ємною масою, великою водопроникністю і низькою морозостійкістю, що не може забезпечити ДОВГОВІЧНОСТІ Такий бетон не може бути укладений тонким (2-3 мм) шаром Бетонна суміш не складається з окремих частин, а и складові не піддаються віброактивацм Відома також бетонна суміш за патентом України № 24166, (опубл в БВ № 5), яка складається з таких співвідношень компонентів, маса, % Цемент 60-65 Гідрофобізуюча рідина (ГР-2) 1-2 Порошок сірки 3-4 Кремне-фгористий натрій 0,3 - 0,5 Вода решта Розчинна суміш на молотому портландцементному клінкері забезпечує нанесення на поверхню тонкого шару (2-3 мм) і достатньо високу МІЦНІСТЬ, але не забезпечує корозійної СТІЙКОСТІ ме талевих поверхонь (відсутній нітріт-нітрат кальцію) і не може компенсувати втрати МІЦНОСТІ (наприклад, труби) конструкції Складові суміші не піддаються віброактивацм, що не забезпечує потрібної пластичності та швидкості твердіння Відомий спосіб приготування бетону за авт свід № 131664 (опубл в БВ № 17, 1960), який відрізняється тим, що для підвищення морозостійкості бетону, при його приготуванні вводять добавки, які виділяють газ, наприклад, пергідроль або алюмінієву пудру в КІЛЬКОСТІ 0,005 - 0,001 % від маси цементу Недоліком цього способу є те, що алюмінієва пудра використовується не в поєднанні з сульфатом натрію і без активації суміші шляхом віброобробки високою частотою, тому високі механічні показники якості, після твердіння розчину, відсутні Відомий також спосіб приготування швидкотверднучого та щільного бетону за авт свід № 196592 (опубл в БВ № 11, 1967), з допомогою введення у цемент води з добавкою нітрату заліза в КІЛЬКОСТІ 3 - 6 % від маси цементу Недоліком цього способу є відсутність добавки сульфату натрію і алюмінієвої пудри Добавка нітрату заліза може компенсувати у певній мірі добавку нітріт-нітрату кальцію Відсутня також активація суміші шляхом віброобробки високою частотою Згадані недоліки не дають можливості якісно покращити фізико-механічні властивості бетону Відомий також спосіб одержання активованої бетонної суміші (авт свід № 568612, опубл в БВ № ЗО, 1977) шляхом приготування и дією на розчин електромагнітним полем і подальшим змішуванням з наповнювачем При цьому, для підвищення МІЦНОСТІ бетону, на цементне тісто впливають дипольним вібратором на протязі 5 - 10 хв при напрузі 200 - 380 В змінного струму промислової частоти Недоліком цього способу є - відсутність ХІМІЧНИХ добавок, які покращують фізико-механічні властивості бетону, - не використовується молотий портландцементний клінкер Таким чином, одна активація цементного розчину не може значно покращити ЯКІСНІ показники бетону За прототип прийнятий колоїдний цементний розчин (Н Б Урьев, И С Дубинин Коллоидные цементные растворы - Л Стройиздат, 1980), складу, маса, % Портландцемент за ГОСТ 10178, М - 400 (500) 70 Наповнювач ЗО ПВА (по масі цементу) 0,1 - 0,2 Заповнювач (для високої ЩІЛЬНОСТІ і водоне проникності) по потребі Водоцементне відношення 0,25 - 0,45 Як наповнювач використовується один з наступних компонентів маршалій, кварц, молотий пилоподібний цегляний порошок, порошок електрофільтрів, зола електрофільтрів Заповнювач - пісок для будівельних робіт або порошок залізний КІЛЬКІСТЬ компонента залежить від заданої марки розчину, ПВА - ССБ або КДБ При цьому досягається - водопоглинання, % 10,8-13,4 - водопроникність 0,2 - 2,0 - МІЦНІСТЬ зчеплення з по верхнею, на яку наноситься розчин, МПа 6,8-16,7 Розчинна суміш готується у процесі перемішування складових та вібраційною обробкою на спеціальній установці при 10 000 кол/хв терміном до 10 хв , що сприяє підвищенню пластичності розчину, швидкості охоплення і твердіння цементного клею та ЩІЛЬНОСТІ укладки бетонної маси Недоліками цієї розчинної суміші є - ненадійна МІЦНІСТЬ зчеплення поверхні, що покривається, з нанесеним шаром після набору ним МІЦНОСТІ, розії, маси, - неможливість захисту конструкцій від ко- недостатня швидкість твердіння розчинної - недостатня ступінь віброактивацм розчину Завданням винаходу є підвищення якості композиційної суміші для захисту, відновлення чи ремонту археологічних, будівельних, технологічних та інших об'єктів і розробка способу и приготування Поставлена задача досягається використанням композиційної суміші з трьох частин 1 Колоїдного цементного клею з добавкою нітріт-нітрату кальцію, 2 Цементно-піщаного розчину, 3 Колоїдного цементного клею з добавкою сульфггу натрію та алюмінієвої пудри Частини суміші складаються з таких компонентів, що знаходяться у співвідношеннях Перша частина, маса, % Молотий портландцементний клінкер 60 - 65 Нітрит-нітрат кальцію 0,1 -1,0 Вода решта Друга частина, маса, % Портландцемент 33-34 Пісок кварцовий митий 48 - 50 Вода решта Третя частина, маса, % Молотий портландцементний клінкер 60 - 65 43522 Сульфат натрію 0,5 -1,0 Алюмінієва пудра 1,0- 2,0 Вода решта Надійність зчеплення поверхні, яка підлягає ремонту, відновленню чи захисту від дії агресивного середовища забезпечується добавкою нітрітнітрату кальцію, яка підвищує МІЦНІСТЬ розчину, прискорює його твердіння, забезпечує ДОВГОВІЧ ром у 2 - 3 мм, заповнення тріщин тощо), що викликало зміну співвідношення у процентному складі компонентів Спосіб приготування сумішей полягає в наступному Розчин молотого портландцементного клінкера з водою при водоцементному відношенні 0,38 - 0,42 піддають активації шляхом віброобробки з частотою 14 000 - 16 000 кол /хв протягом 35 - 45 хв За 5 - 7 хв до закінчення віброактивацм в одержаний колоїдний цементний клей додають нітритнітрат кальцію Далі, через 1-2 години готують цементно-піщаний розчин (друга складова частина суміші) Наявність колоїдного цементного клею надійно з'єднує розчин з поверхнею Через 24 години готують колоїдний цементний клей аналогічно клею першої частини суміші і вводять в нього сульфат натрію та алюмінієву пудру за 5 - 7 хв до закінчення активації НІСТЬ бетону Недостатня швидкість твердіння розчинної маси забезпечується - на відновлюваній поверхні добавкою нітрітнітрату кальцію, - на поверхні нанесеної композиційної суміші комплексною добавкою сульфату натрію і алюмінієвої пудри, сульфат натрію є одночасно пластифікатором цієї суміші Недостатня віброактивація суміші забезпечується зміною частоти коливань та часом и обробки В першій і третій частині суміші заміна цементу меленим портландцементним клінкером викликана технологічною необхідністю (збільшення питомої поверхні для одержання більшого ефекту від віброактивацм, що істотно впливає на МІЦНІСТЬ, пластичні властивості та швидкість твердіння суміші) Відсутній дрібний та крупний заповнювач (для забезпечення нанесення розчину тонким ша В МІЖВІДОМЧІЙ НДЛ при Миколаївському дер жавному педагогічному університеті досліджені і підібрані дослідним шляхом та випробувані склади розчинних сумішей, що наведені у табл 1, фізикомеханічні властивості цих складів наведені утабл 2 Аналіз наведених даних показує значну якісну перевагу показників усіх запропонованих складів Складові частини суміші Компоненти Зміст компонентів, мас, %: Таблиця 1 №1 №2 №3 60,0 62,5 65,0 1,0 15 2,0 Вода 39,0 36,0 33,0 Портландцемент М 500 33,0 33,5 34,0 Пісок кварцовий митий 48,0 49,0 50,0 Вода 19,0 17,5 16,0 Молотий портландцементний клінкер 60,0 62,5 65,0 Сульфат натрію 0,5 0,75 1,0 1,0 1,5 2,0 38,5 35,25 32,0 Молотий портландцементний клінкер Нітрит-нітрат кальцію І п, Алюмінієва пудра Вода Таблиця 2 Показники Склади Звичайний (для порівняння) По прототипу (для порівняння) №1 №2 №3 В-2 В-2 В-4,5 В-5 В-4 Морозостійкість 200 - 250 250 - 300 400 400 400 Адгезія (метод дослідження на сколювання), МПа 9,5-11,0 6,8-16,7 17,5 18,0 17,5 Водопроникність, кг/см2 43522 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3 43522