Комплексний модифікатор бетону (варіанти) і спосіб його готування

1 Комплексний модифікатор бетону, який включає дисперсний мінеральний компонент з дюксидом кремнію, хімічну добавку і воду, який відрізняється тим, що як дисперсний мінеральний компонент використана гірська порода і/або продукт газоочищення печей, що виплавляють кристалічний кремній, і/або феросилікохром, і/або силікокальцій, і/або спалюють кам'яне вугілля чи суміш принаймні одного з вищевказаних компонентів із продуктом газоочищення печей, що виплавляють феросиліцій, а як хімічну добавку він містить продукти на основі солей органічних кислот при наступному співвідношенні компонентів, мас % дисперсний мінеральний компо51,9-94,1 нент з дюксидом кремнію хімічна добавка 4,7-45,5 вода решта 2 Комплексний модифікатор по п 1, який відрізняється тим, що як продукти на основі солей органічних кислот використані пластифікатор на основі солі поліконденсату рнафталінсульфокислоти і формальдегіду і/або пластифікатор на основі солі лігноульфонової кислоти чи суміш принаймні одного з зазначених пластифікаторів з нітрилотриметилфосфоновою кислотою і/або із комплексною сіллю нітрилотриметилфосфонової кислоти, і/або з оксіетилідендифосфоновою кислотою, і/або з динатрієвою сіллю етилендіамштетраоцтової кислоти 3 Комплексний модифікатор бетону, який включає продукт газо очищення печей, що виплавляють кремнієвмісний сплав - феросиліцій, хімічну добавку на основі солей органічних кислот і воду, який відрізняється тим, що він містить компоненти при наступному співвідношенні, мас % продукт газоочищення печей 51,9-77,2 хімічна добавка 15,8-45,5 вода решта 4 Комплексний модифікатор по п 3, який відрізняється тим, що як продукти на основі солей органічних кислот використані пластифікатор на основі солі поліконденсату рнафталінсульфокислоти і формальдегіду і/або пластифікатор на основі солі лігносульфонової кислоти чи суміш принаймні одного з зазначених пластифікаторів з нітрилотриметилфосфоновою кислотою, і/або з комплексною сіллю нітрилотриметилфосфонової кислоти, і/або з оксіетилідендифосфоновою кислотою і/або з динатрієвою сіллю етилендіамінтетраоцтової кислоти 5 Комплексний модифікатор бетону, що включає дисперсний мінеральний компонент з дюксидом кремнію, хімічну добавку і воду, який відрізняється тим, що як дисперений мінеральний компонент він містить продукти газоочищення печей, що виплавляють феросиліцій, а як хімічну добавку він містить суміш пластифікатора на основі солі рнафталінсульфокислоти і формальдегіду і/або пластифікатора на основі солі лігносульфонової кислоти з комплексною сіллю нітрилотриметилфосфонової кислоти, і/або з оксіетилідендифосфоновоі кислоти, і/або із динатрієвою сіллю етилендіамінтетраоцтової кислоти при наступному співвідношенні компонентів, мас % дісперсний компонент із дюкси51,9-94,1 дом кремнію хімічна добавка 4,7-15,7 вода решта 6 Спосіб готування комплексного модифікатора бетону, який полягає втому, що змішують дисперсний мінеральний компонент, що містить дюксид кремнію, із ХІМІЧНОЮ добавкою і водою, потім сушать і гранулюють отриману суміш у газоповітряному потоці, який відрізняється тим, що як дисперсний мінеральний компонент використовують продукти газоочищення печей, які виплавляють кремнієвмісні сплави і/або спалюючих кам'яне вугілля, і/або гірську породу, а як хімічну добавку використовують продукти на основі солей органічних кислот, а як газоповітряний поток використовують продукти згоряння природного газу і/або 1^ (О 47617 гази, що відходять від печей, які виплавляють кремнієвмісні сплави чи спалюючих кам'яне вугілля і утримуючі тверді частки в КІЛЬКОСТІ не більш 3 2,5 г/н м 7 Спосіб готування комплексного модифікатора бетону по п 6, який відрізняється тим, що змішування компонентів здійснюють у кількостях, обумовлених з наступного співвідношення компонентів модифікатора, отриманого після сушіння і гранулювання, мас % дисперсний мінеральний компо51,9-94,1 нент з дюксидом кремнію хімічна добавка 4,7-45,5 вода решта 8 Спосіб готування комплексного модифікатора бетону по пп 6, 7, який відрізняється тим, що як продукти газоочищення печей використовують продукти сухого газоочищення печей, що виплавляють кристалічний кремній і/або феросиліцій, і/або феросилікохром, і/або золи-віднесення, а як гірську породу - каолін 9 Спосіб готування комплексного модифікатора бетону по пп 6-8, який відрізняється тим, що як продукти на основі солей органічних кислот використовують пластифікатор на основі солі поліконденсату р-нафталінсульфокислоти і формальдегіду і/або його суміш, з нітрилотриметилфосфоновою кислотою, і/або з комплексною сіллю нітрилотриметилфосфонової кислоти, і/або з оксіетилідендифосфоновою кислотою і/або з динатрієвою сіллю етилендіамінтетраоцтової кислоти чи пластифікатор на основі солі лігносульфонової кислоти Винаходи відносяться до галузі будівництва, а саме до складу комплексного модифікатору бетону і способу його готування Відомий комплексний модифікатор бетону, що включає мікрокремнезем, суперпластифікатор, нітрилотриметилфосфонову кислоту і воду [RU,2096389, С 04 В 40/00,1997] Найбільш близьким до заявленого є комплексний модифікатор бетону, що включає утримуючий дюксид кремнію дисперсний мінеральний компонент, наприклад, мікрокремнезем(77, 2 94,0мас %), хімічну добавку(4,7 - 15,7мас%) у вигляді пластифікатора і/або його суміші з регулятором твердіння, повітряутягуючою і протиморозною добавкою і води(решта) [RU 2096372, С 04 В 28/02, 1997] Недоліком цих модифікаторів є невисока здатність до пластифікації і недостатня МІЦНІСТЬ отриманих за їх допомогою бетонів Відомий спосіб одержання комплексного модифікатору бетону, який полягає в тому, що змішують мікрокремнезем(40 - 70мас %), суперпластифікатор(4,0 9,5 мас %), нітрилотриметилфосфонову кислоту (0,01 0,4мас %) і воду(решта) з одержанням суспензії, що піддають сушінню в потоці повітря при 160 — 360°С з доведенням вологості отриманого продукту до 1 - 8% [RU, 2096389, С 04 В 40/00, 1997] Найбільш близьким до заявленого є спосіб готування комплексного модифікатору бетону, який полягає в тому, що змішують дисперсний мінеральний компонент з дюксидом кремнію, наприклад, мікрокремнезем (25 - 70мас %), з ХІМІЧНОЮ добавкою(2 - Юмас %), який включає пластифікатор і/або його суміш із регулятором твердіння, повітряутягуючою і протиморозною добавками і водою(решта), потім сушать і гранулюють отриману суміш у газоповітряному потоці при температурі 120 - 270°С при витраті потоку 3,0 - 15,0м3/с [RU, 2096372, С 04 В 28/02, 1997] Недоліком способу є велика тривалість процесу сушіння суспензії з моменту подачі її в сушильний агрегат до одержання готового продукту Технічним результатом заявленої групи вина ходів є підвищення пластифікаційної здатності комплексного модифікатору бетону і підвищення МІЦНОСТІ отриманих з його використанням бетонів, а також скорочення тривалості процесу готування модифікатору Даний технічний результат досягається тим, що комплексний модифікатор бетону за першим варіантом, що включає дисперсний мінеральний компонент із дюксидом кремнію, хімічну добавку і воду, а як дисперсний мінеральний компонент містить гірську породу і/або продукт газоочищення печей, які виплавляють кристалічний кремній і/або феросилікохром, і/або силікокальций, і/або спалюють кам'яне вугілля чи суміш принаймні одного з вищевказаних компонентів із продуктом газоочищення печей, що виплавляють феросиліцій, а як хімічну добавку він містить продукти на основі солей органічних кислот при наступному співвідношенні компонентів, мас % дисперсний мінеральний компо- 51,9 - 94,1 нент з дюксидом кремнію хімічна добавка 4,7 - 45,5 вода решта Крім того, як продукти на основі солей органічних кислот він може містити пластифікатор на основі солі поліконденсату рнафталінсульфокислоти і формальдегіду і/або пластифікатор на основі солі лігносульфонової кислоти чи суміш принаймні одного з зазначених пластифікаторів з нітрилотриметилфосфоновою кислотою і/або з комплексною сіллю нітрилотриметилфосфонової кислоти, і/або з оксіетилідендифосфоновою кислотою, і/або з динатрієвою сіллю етилендіамінтетраоцтової кислоти Технічний результат досягається також тим, що комплексний модифікатор бетону за другим варіантом, який включає продукт газоочищення печей, які виплавляють кремнійвмісний сплавферосиліцій, хімічну добавку на основі солей органічних кислот і воду, містить компоненти при наступному співвідношенні, мас % продукт газоочищення печей 51,9 - 77,2 хімічна добавка 15,8 - 45,5 вода решта 47617 тою, і/або з комплексною сіллю нітрилотриметилфосфонової кислоти, і/або оксіетилідендифосфоновою кислотою, і/або з динатрієвою сіллю етилендіамштетраоцтової кислоти, і/або пластифікатор на основі солі лігносульфонової кислоти Запропонований спосіб дозволяє скоротити тривалість процесу сушіння суспензії і гранулювання Це досягається за рахунок двох факторів використання як мінерального компоненту як ультрадисперсних, так і грубодисперсных матеріалів техногенного походження (пил газоочищення печей, що виплавляють кремнійвмісні сплави і зол и-від несення і обробленої гірської породи(каолшу), як хімічної добавки - комплексу солей органічних кислот), використання як газоповітряного потоку топкових газів(продуктів згоряння природного газу) і газів, що відходять від печей, у яких містяться тверді частки Перший фактор дозволяє, не підвищуючи в'язкості суспензії, збільшити и концентрацію за рахунок меншої водопотреби грубодисперсного компоненту чи хімічної добавки, другий - інтенсифікує процес сушіння і гранулювання за рахунок присутності в газоподібному теплоносії нагрітих пилоподібних часток дисперсний мінеральний ком51,9 - 94,1 В зв'язку з тим, що мінеральний компонент понент, що містить дюксид модифікатору складається з ультрадисперсних(розмір часток менш 1мкм) і грубодисперскремнію них(розмір часток 10 - 200мкм) матеріалів, то можхімічна добавка 4,7 -15,7 на чекати його меншу водопотребу При вода решта визначеному співвідношенні між мінеральним комТехнічний результат досягається також понентом і ХІМІЧНОЮ добавкою це повинно сприяти тим, що в способі готування комплексного модифіпідвищенню пластифікаційної здатності модифікакатору бетону, який полягає в тому, що змішують тору в порівнянні з прототипом, що знайде відодисперсний мінеральний компонент із дюксидом браження у меншій водопотребі бетонних сумішей кремнію із ХІМІЧНОЮ добавкою і водою, потім суі в підвищеній МІЦНОСТІ бетону ВІДПОВІДНО Присутшать і гранулюють отриману суміш у газоповітряність у складі модифікатору солі поліконденсату(рному потоці, як дисперсний мінеральний компонафталін сульфокислоти і формальдегіду, а також нент використовують продукти газоочищення лігносульфонату) призначена для забезпечення печей, що виплавляють кремнійвмісні сплави і/або пластифікації цементної системи, а фосфороргаспалюють кам'яне вугілля, і/або гірську породу, а нічних сполук і динатрієвої солі етилендіамштетяк хімічну добавку використовують продукти на раоцтової кислоти - для стабілізації суспензії з основі солей органічних кислот, а як газоповітрямінерального компоненту на стадії готування моний потік використовують продукти згоряння придифікатору, а також для тривалого збереження родного газу і/або гази, що відходять від печей, що консистенції бетонних сумішей на стадії готування виплавляють кремнійвмісні сплави чи спалюють бетону кам'яне вугілля, і утримуючі тверді частки в КІЛЬКОСТІ не більш 2,5г/н м Зазначені ефекти на цементних системах знаКрім того, як продукти на основі солей органічних кислот модифікатор містить пластифікатор на основі солі поліконденсату рнафталінсульфокислоти і формальдегіду і/або пластифікатор на основі солі лігносульфонової кислоти чи суміш принаймні одного із зазначених пластифікаторів із нітрилотриметилфосфоновою кислотою і/або з комплексною сіллю нітрилотриметилфосфонової кислоти, і/або з оксіметилідендіфосфоновою кислотою, і/або з динатрієвою сіллю етилендіамінтетраотової кислоти Технічний результат досягається також тим, що комплексний модифікатор бетону, який включає дисперсний мінеральний компонент із дюксидом кремнію, хімічну добавку і воду, а як дисперсний мінеральний компонент він містить продукт газоочищення печей, що виплавляють феросиліцій, а як хімічну добавку він містить суміш пластифікатора на основі солі р-нафталшсульфокислоти і формальдегіду і/або пластифікатора на основі солі лігносульфонової кислоти з комплексною сіллю нітрилотриметилфосфонової кислоти, і/або з оксиетилідендіфосфоновою кислотою, і/або з динатрієвою сіллю етилендіамштетраоцтової кислоти при наступному співвідношенні компонентів, мас % Крім того, змішування компонентів здійснюють у кількостях, визначених з наступного співвідношення компонентів модифікатору, отриманого після сушіння і гранулювання, мас % дисперсний мінеральний компонент51,9 - 94,1 з дюксидом кремнію хімічна добавка 4,7 - 45,5 вода решта Крім того, як продукти газоочищення печей використовують продукти сухого газоочищення печей, що виплавляють кристалічний кремній і/або феросиліцій, і/або феросилікохром, і/або зола-віднесення, а як гірську породу - каолін Крім того, як продукти на основі солей органічних кислот використовують пластифікатор на основі солі поліконденсату рнафталінсульфокислоти і формальдегіду і/або його суміш з нітрилотриметилфосфоновою кисло чно підсилюються, тому що в складі модифікатору змінений баланс між мінеральним і органічним компонентами у бік збільшення останнього Спосіб готування комплексного модифікатору бетону здійснюють в ПОСЛІДОВНОСТІ, що викладена нижче У змішувач завантажують воду, ХІМІЧНІ добавки, пилоподібні продукти газоочищення печей, у яких виплавляють кристалічний кремній, феросиліцій, феросилікохром, золи-віднесення, і збагачений каолін, що перемішують до одержання текучої і гомогенної суспензії Отриману суспензію подають в сушильний агрегат, у якому піддають сушінню і гранулюванню Як сушильний агент використовують продукти згоряння в топках природного газу - топкові гази - чи гази, що відходять від печей, що виплавляють феросплави чи спалюють кам'яне вугілля Концентрація пилоподібних твер 47617 дих часток у газах, що відходять від печей, що виплавляють феросплави і спалюють кам'яне вугілля, знаходиться в межах 2,5г/н м3(концентрація в газах наведена з урахуванням нормальної температури(20°С), одиниця виміру г/н м3) Для готування комплексного модифікатору використовували матеріали, характеристики яких приводяться нижче 1 Як мінеральні компоненти пилоподібні матеріали, що складаються з ультрадисперсних(розміром менш 1мкм) часток сферичної форми, що є відходами виробництва сплавів, що містять кремній - продуктами сухого газоочищення печей, у яких виплавляють кристалічний кремній(Кр), феросиліцій(ФС) і феросилікохром(ФСХ), золи-віднесення теплових електростанцій, що складаються з часток сферичної форми розміром 10-200МКМ, каолін, що є переробленою гірською породою і представляє собою дисперсний матеріал Загальною ознакою перерахованих матеріалів є переважний вміст в їхньому складі дюксиду кремнію аморфної модифікацм(табл 1) 2 Як ХІМІЧНІ добавки суперпластифікатор марки С-3 на основі натрієвої солі продукту конденсації рнафталінсульфокислоти і формальдегіду, лігносульфонат технічний(ЛСТ) на основі натрієвої солі лігносульфонової кислоти, нітрилотриметилфосфонова кислота(НТФ), N(CH2P03H2)3, оксіетилідендифосфонова кислота(ОЕДФ), СН3С(ОН)(Р0зН2)2, динатрієва сіль етилендіамштетраоцтової кислоти(Трилон Б), CioHi4N2Na208 2H20, комплексна сіль(АМФО), що складається із суміші амонієвої солі нітрилотриметилфосфонової кислоти(95%), І\І(СН2Р0з)з H3(NH4)3 і оксіетилідендифосфонової кислоти - ОЕДФ(5%) 3 вищенаведених матеріалів у швидкісному змішувачі готували водяні суспензії, що подавали до сушильного агрегату Співвідношення між мінеральними компонентами суспензії і ХІМІЧНОЮ добавкою варіювали від 51,9 45,5 до 94,1 4,7 Суспензії розпорошували за допомогою форсунок і піддавали сушінню зустрічним газоповітряним потоком, що виконує функцію сушильного агента Використовували три різновиди сушильного агента топкові гази(ТГ) - продукти згоряння в топках природного газу, при температурі 120 270°С і витраті потоку 2,5-8,0м3/сек, гази, що відходять від печей, що виплавляють кремнійвмісні сплави(КГ), з концентрацією пилоподібних часток 0 1 - 2,0г/н м3, температурою 140 - 180°С при витраті потоку 4,0 - 15,0м3/сек, гази, що відходять від печей теплових електростанцій, у яких спалюють кам'яне вуплля(ВУГ), з концентрацією часток 0,4 2,5г/н м3, температурою 120 - 270°С при витраті 8 потоку 8,0 - 15,0м3/сек Сушіння суспензії здійснювали в агрегаті ємністю 35м3 з інертним носієм Тривалість сушіння визначали необхідністю забезпечення вологості готового продукту в межах 5% Зразки модифікатора - прототипу готували за таким же способом, використовуючи як мінеральний компонент мікрокремнезем, якому відповідає зразок Кр, як хімічну добавку - суміш С-3 і НТФ, як сушильний агент топковий газ(ТГ) Характеристики зразків суспензії модифікатору з параметрами технології їхнього готування, наведені в табл 2, з якої видно, що запропонований спосіб дозволяє скоротити час сушіння в порівнянні з прототипом на 27 - 52% Скорочення тривалості сушіння, як відзначено вище, пов'язано з комплексною дією ряду факторів використанням як сушильний агент газів, що містять нагріті пилоподібні частки газів, що відходять із печей, що виплавляють феросплави і спалюють кам'яне вугілля, використанням як мінеральний компонент золи-віднесення, каоліну, пилоподібних ВІДХОДІВ виробництва кремнійвмісних сплавів і їх сумішей, а також використанням як ХІМІЧНИХ добавок пластифікаторів у сполученні з комплексонами(НТФ, ОЕДФ, АМФО, Трилон Б) У таблиці 3 наведені співвідношення компонентів модифікаторів після сушіння З використанням отриманих зразків модифікатору(за виключенням зразків №5 і №22, що не вирішують поставлену задачу в частині скорочення тривалості сушіння) були приготовлені бетонні суміші Як зв'язуюче використовували портландцемент М500 Д5, а як заповнювачі - кварцовий пісок МКр = 2,0 і гранітний щебінь фр 5 - 20мм Частка піску в суміші заповнювачів ПІСОК/ПІСОК + щебінь складала 0,37 - 0,40 Рухливість бетонних сумішей оцінювали за осіданням конусу(ОК), а МІЦНІСТЬ бетону у ВІЦІ 28 діб нормального збереження - за результатами ІСПИТІВ зразків-кубів 10x10x10см Характеристики отриманих бетонів, у залежності від складу модифікаторів і їхніх дозувань, наведені в табл 4 3 наведеної в ній інформації видно, що бетонні суміші, виготовлені з використанням модифікатору, отриманого за запропонованим способом, відрізняються підвищеною на 28 - 33% рухливістю(див зразки №№ 1 і 6, а також №№ 2 і 8), а бетони - підвищеною на 15 - 22% МІЦНІСТЮ при аналогічних за прототипом рухливості і складу бетонної суміші(див зразки №№ 1 і 7, а також №№ 2 і 9) Запропонований комплексний модифікатор, отриманий за запропонованим способом, дозволяє одержувати більш пластичні бетонні суміші і бетони підвищеної МІЦНОСТІ А запропонований спосіб готування модифікатору дозволяє одержувати продукт високої якості при скороченій тривалості технологічного процесу 47617 суспензії модифікатору з параметрами "її 10 11 47617 12 13 47617 14 15 47617 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 16