Отверждающее средство для формованных изделий из бетона
CURING AGENT FOR MOLDED CONCRETE PRODUCTS

Изобретение относится к области техники строительных материалов, в частности к стойкому затвердеванию изделий из бетона.
o
o
Из уровня техники известно изготовление изделий из бетона. Изобретение относится к производству строительных материалов и конструкций, в частности к производству строительных блоков, панелей, плоских и пространственных конструкций из ячеистого и монолитного /тяжелого, легкого/ бетона. Задача изобретения - удешевление и упрощение процесса изготовления, обеспечение высокого качества поверхности изделий, а также повышение прочности и морозостойкости изделий. Сущность изобретения: готовят металлическую форму, размещают в ней свободно полимерную пленку так, чтобы создать герметичную без разрывов в местах стыков формы оболочку, заливают пластичную бетонную смесь, ее поверхность закрывают пленкой так, чтобы создать полностью замкнутую оболочку, уплотняют вибрированием под пригрузом, затем проводят предварительное выдерживание до достижения бетоном прочности, равной 0,1-0,2% от марочной, и окончательно отверждают изделие в среде насыщенного пара или на воздухе. Пленку используют полиэтиленовую, целлофановую, поливинилхлоридную, полипропиленовую, полиамидную, фторпластовую. Окончательное отверждение проводят в форме и пленке под пригрузом при нормальном давлении в электрических или индукционных или газовых печах или пропусканием электрического тока через металлическую форму или электроды, или инфракрасными нагревателями по циклограмме: нагрев до 85-95C в течение 1-4 ч, изотермическая выдержка в течение 6-15 ч, равномерное охлаждение в течение 1-3 ч, последующая выдержка изделия в форме при температуре среды выше 18C в течение 2-3 ч. В другом варианте, после предварительного выдерживания изделие в пленке без формы отверждают в автоклаве при температуре, превышающей температуру плавления пленки, либо изделие без формы и пленки отверждают в автоклаве или пропарочной камере (патент RU 2078750 C1 10.05.1997).
Известно также отверждающее средство для изделий из бетона. Изобретение обеспечивает герметизирующее средство длительного действия для технического обслуживания. Герметизирующий защитный агент длительного действия готовится путем смешивания следующих сырьевых материалов по частям: 300-700 частей высокоэффективной эмульсии, 100-300 частей наноактиватора, 10-40 частей коалесцирующего агента, 0,5-2,0 части регулятора pH, 20-60 частей водостойкого агента, содержащего силоксан, 0,1-2,0 части смачивающего агента, 0,5-2 части пеногасителя и 100-500 частей воды, при этом эмульсия Performance представляет собой эмульсию чистого акрилового полимера; и наноактивирующий агент представляет собой наноразмерную эмульсию диоксида кремния с размером мицелл 6-10 нм. Герметизирующий защитный агент, обеспечиваемый настоящим изобретением, имеет превосходную стойкость к старению, может эффективно подавлять усадочные напряжения, уменьшает образование трещин при отверждении бетона и может эффективно решать проблемы плохого отверждения бетонных элементов при сильном прибрежном ветре или западных засушливых районах, легко растрескивание бетона, недостаточная прочность. (патент CN 112794676 А 14.05.2021).
Недостатками известных технических решений является низкие эксплуатационные характеристики, вследствие недостаточной прочности формуемых изделий, увеличенном времени процесса затвердевания, а также низкой морозостойкость.
Техническая проблема заключается в повышении эксплуатационных характеристик формованных изделий из бетона.
Технический результат заключается в увеличении прочности формованных изделий из бетона, их водопоглощении и морозостойкости.
Указанные технические результаты достигаются благодаря отверждающему средству для формованных изделий из бетона, представляющему собой полимерную добавку, добавляемую в процессе замешивания бетона и образующую полимерную пленку в матрице, в течение, по меньшей мере двух первых часов затвердевания формованного изделия и состоящая из воды 50,77 %, сополимер стирол/бутилметакрилат 47,11%,  2-(2-(2-додецилокси)этокси)этокси)этилсульфат натрия – 2%, стирола – 0,02%, метилметакрилата - 0,05%, 2-этилгексилакрилата - 0,05%.
Количество добавки составляет от 5 кг до 7 кг на 50 кг цемента, добавляемого в процессе замешивания бетона.
Рассмотрим бетон и стеклофибробетон.
Основное их различие заключается в наличии стеклофибры в бетоне.  Она добавляется в основном при напылении бетона на форму.
Обе смеси готовятся из песка, цемента, воды, пластификатора — это основной состав бетона.
В воду добавляют все жидкие компоненты, а песок смешивают с цементом. После этого в готовую воду добавляют готовую сухую смесь.
Для созревания бетона требуется определенная температура и влажность. Бетон созревает в течение 28 дней, первые 7 дней бетон набирает 70% прочности и нужно выдерживать его во влажной среде.
При использовании белых цементов бетон получается напряженный и в дальнейшем происходят микротрещины с последующим разрушением.
В нашем случае со стеклофибробетоном используют для замешивания максимум 18 литров воды, но чем меньше водоцементное соотношение, тем крепче получается бетон.
Заявленное изобретение представляет собой полимерную добавку, акриловую эмульсию, которая при ее включении в состав бетона позволяет избежать необходимости выдерживания свежеотформованных изделий в течение 7 дней во влажной среде. Изделия уже на следующий день можно эксплуатировать.
Количество добавки является от 5кг до 7кг на 50 кг цемента. Уменьшение количества добавки (меньше 5 кг.) влечет за собой увеличение водоцементного соотношения, и, как следствие, уменьшение прочности и увеличение времени схватывания смеси.
При увеличении нормированной дозы свыше 7 кг. Происходит быстрое схватывание смеси, что в свою очередь не дает нормально напылить раствор на формы.
Состав заявленной добавки — это вода 50,77 %, сополимер стирол/бутилметакрилат 47,11%, 2-(2-(2-додецилокси)этокси)этокси)этилсульфат натрия – 2%, стирол – 0,02%, метилметакрилат - 0,05%, 2-этилгексилакрилат - 0,05%.
Заявленное отверждающее средство добавляется в смеситель после того как туда залита вода, но до загрузки в смеситель цемента и песка. При этом количество воды должно быть уменьшено на то количество добавки, которое будет добавлено в воду.
При добавлении в смесь заявленной полимерной добавки в соответствии с рекомендуемой дозировкой она образует пленку внутри матрицы в течение первых нескольких часов (от 2 часов) созревания изделия. Образование такой пленки значительно снижает проницаемость матрицы и, следовательно, потерю воды через испарение.
Таким образом в матрице сохраняется необходимое для полного завершения гидратации количество воды.
Следует также отметить, что коэффициент морозостойкости бетона, содержащего заявленную добавку, на следующий день составляет F150-F300 (в зависимости от заявленной дозировки 5-7 кг), при этом следует отметить, что недостаточное количество добавки влечет за собой снижение коэффициента морозостойкости минимум до F100 (4 кг).
Прочность формованных изделий из бетона при заявленной дозировке отверждающей смеси равен 55-60 МПа, в то время как при дозировке в 4 кг- 40 МПа, а 8 кг-65 МПа.
А водопоглощение -  3,6 % (5-7 кг), 4,2% (4 кг), 4,2% (8 кг).
Таким образом, из представленных выше сведений видно, что включение заявленной отверждающей смеси в состав бетона при формовании изделий обеспечивает положительные технические эффекты в связи с тем, что увеличиваются гидрофобные свойства, обеспечивается повышение прочности, морозостойкости, при этом уменьшается водоцементное соотношение, уменьшается водопоглощение.