КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА В БЕТОННЫЕ СМЕСИ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ
COMPLEX ADDITIVE AGENT TO CONCRETE MIXTURES AND CONSTRUCTION MORTARS

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам комплексных добавок, используемых в производстве бетонных смесей и строительных растворов.
Для обеспечения ранней прочности бетонных смесей и строительных растворов в их состав вводится ускорители твердения, которые способствуют интенсификации процессов структурообразования, что приводит к повышению прочности, морозостойкости и других характеристик бетона, однако существенно увеличивает внутренние напряжения в бетоне, что приводит к повышенному трещинообразованию. Для получения бетонных смесей и строительных растворов с заданными характеристиками и регулирования количества воды затворения в состав бетонов и строительных растворов вводят комплексные добавки, обладающие водопонижающими эффектами, способностью ускорять процессы структурообразования и твердения, а также обеспечивать повышение физико-технических свойств.
6
Известна комплексная добавка в бетонные смеси (патент Украины №23457, МПК С04В 13/24, опубл. 31.08.1998), содержащая смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия и органический компонент. Известная добавка содержит дополнительно сульфат натрия, а в качестве органического компонента - мелласную упаренную послеспиртовую барду при следующем соотношении компонентов, мас.%: смесь балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия - 20-60, сульфат натрия - 10-15, мелласная упаренная послеспиртовая барда - 30-65.
Недостатком известной комплексной добавки является то, что она не позволяет максимально сократить количество воды, а также способствует замедлению процесса структурообразования бетонной смеси в ранние сроки твердения бетона.
5
2
6
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является комплексная добавка для бетонной смеси (А.С. СССР №1733422, МПК С04В 28/02, С04В 28/02//24:04, 24:18, опубл. 15.05.92), содержащая смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия и дикарбоновую кислоту, которую выбирают из группы: щавелевая, плав дикарбоновых кислот фракции С-С, пемелиновая в количестве 3-5%. Добавка содержит дополнительный органический компонент - технические лигносульфонаты в количестве 9-13%.
Однако введение дикарбоновой кислоты также способствует замедлению гидратации цемента, особенно на ранних стадиях твердения, и не позволяет максимально снизить содержание воды в бетоне. Поэтому дополнительно вводят лигносульфонаты технические, способствующие повышению пластичности бетонной смеси, но замедляющие структурообразование в ранние сроки твердения и не обеспечивающие повышение прочности, а также морозостойкость бетонов и строительных растворов.
В основу изобретения поставлена задача создания комплексной добавки в бетонные смеси и строительные растворы как обычные, так и поризованные, способствующий ускорению структурообразования за счет исключения из состава добавки компонентов, способствующих снижению ранней прочности бетонов и введения дополнительного компонента, обеспечивающего повышение прочностных и других характеристик как легких ячеистых, так и тяжелых бетонов, а также обеспечение твердения бетона или строительного раствора при отрицательных температурах.
Поставленная задача решается тем, что в комплексную добавку в бетонные смеси и строительные растворы, содержащую смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия, согласно изобретению вводится смола древесная омыленная при следующем соотношении компонентов, мас.%:
смесь солей на основе тиосульфата и
роданида натрия
95,4-99,99
смола древесная
омыленная
0,01-4,6.
Смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия за счет интенсификации гидратационных процессов способствует повышению растворимости минералов цемента и оптимизирует соотношение между гелевой и капиллярной пористостью бетона, в результате чего ускоряются процессы твердения, повышается прочность и морозостойкость бетона.
Смола древесная омыленная (СДО) характеризуется высокими воздухововлекающими свойствами. При содержании ее в составе тяжелых бетонов до 0,04% от сухого веса цемента за счет воздухововлечения она незначительно повышает пластичность и морозостойкость. Наличие в составе ячеистых бетонов СДО, кроме выполнения функции воздухововлечения, способствует замедлению схватывания бетонной смеси. Варьированием количеством смолы древесной омыленной в комплексной добавке, содержащей смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия, можно достигать повышения прочностных характеристик как для тяжелых, так и для легких бетонов.
Выведением плава дикарбоновых кислот и лигносульфонатов технических из добавки прототипа обеспечивается повышение ранней прочности бетона.
Оптимальное соотношение компонентов для ячеистых бетонов и тяжелых бетонов в составе заявляемой добавки установлено экспериментально.
При увеличении или уменьшении указанного количества смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия в составе заявляемой добавки снижается либо пластичность, либо морозостойкость и теплопроводность, прочность и ранняя прочность бетона.
Так, например, снижение содержания смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия в составе добавки ниже заявляемого предела приводит к замедлению интенсивности твердения бетона, снижению ранней прочности и морозостойкости, а также за счет увеличения количества СДО - снижению теплопроводности.
Повышение содержания смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия в составе добавки выше заявляемого предела приводит к снижению пластичности бетонной смеси.
Выведение дикарбоновой кислоты и лигносульфонатов технических позволяет уменьшить эффект замедления набора прочности строительной смеси. Использование нового состава и новых концентрационных соотношений в предлагаемой комплексной добавке расширяет область ее применения (возможность использования добавки как для тяжелых бетонов, так и для ячеистых) относительно прототипа.
Заявляемую комплексную добавку готовят следующим образом.
Добавку готовят путем дозирования и смешения смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия и СДО в пределах заявляемых количеств. Смола древесная омыленная выпускается на основе ТУ 81-05-02. Компоненты добавки смешивают и дозируют в соответствующую тару для транспортировки потребителю.
Пример
Для исследования свойств заявляемой добавки на тяжелых бетонах была приготовлена бетонная смесь, содержащая: 1 часть цемента марки ШПЦ-Ш/А-400 (Криворожского цементного завода); 1,9 части песка с модулем крупности 1,48; 2 части щебня фракции 5-10; 3 части щебня фракции 10-20; 0,43 части воды. Заявляемую добавку вводили в бетонную смесь вместе с водой затворения.
Из бетонной смеси готовили образцы бетона для испытаний на прочность и морозостойкость. Прочность образцов определяли в соответствии с ГОСТ 18105-86, а морозостойкость - ГОСТ 10060.0-95. Были испытаны бетонные смеси, содержащие добавку, как в заявляемых соотношениях компонентов, так и за их пределами. Теплопроводность бетонной смеси определяли по ГОСТ 7076-99.
Были также испытаны бетонные образцы, изготовленные в соответствии с составом, указанным в известном решении (прототип), а также бетонные образцы, содержащие различное количество от 0,01 до 1% добавки от массы цемента, твердевшие в нормальных термовлажностных условиях.
Составы комплексных добавок по известному и заявляемому решениям, а также физико-технические характеристики бетонных образцов, представлены в таблице.
Из таблицы следует, что заявляемая комплексная добавка обеспечивает повышение ранней и конечной прочности и морозостойкости бетонов (опыты №2-4).
Предлагаемый состав компонентов позволяет получить новую высокоэффективную комплексную добавку, обеспечивающую за счет увеличения воздухововлечения и степени гидратации цемента в бетонных смесях, повышение физико-технических характеристик, ранней и конечной прочности, морозостойкости тяжелых и ячеистых бетонов, а также снижения теплопроводности ячеистых бетонов, и обеспечивающую твердение бетонов при отрицательных температурах.