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

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к составам комплексных добавок, используемых в производстве бетонов, строительных растворов, железобетонных и специальных бетонных изделий.
Имеющийся мировой опыт показывает, что требования современных технологий по получению строительных материалов ужесточаются. Строительный материал должен обладать заданными гармонично сочетаемыми свойствами: в этих случаях рационально использование комплексных добавок.
Известна композиция, предназначенная для замазывания трещин в бетоне, по патенту Канады №2541975 (опубл. 2007 г.), в состав которой входят акрилаты в виде различных мономеров. Известны композиции сухих растворных смесей, предназначенных для отделки бетонных поверхностей по патентам РФ №2309133 (опубл. 2007 г.), 2204540 (опубл. 2003 г.), содержащие акрилаты, предназначенные для увеличения адгезионной прочности. Недостатком указанных продуктов являются низкие технологические показатели при их применении в составе бетонных композиций.
Известна комплексная добавка по патенту США №7294194 (опубл. 2006 г.), предназначенная для повышения стойкости к деформации бетонов, содержащая в том числе акриловую кислоту, а также ее сложные эфиры и соли, используемые в виде мономеров. Недостатком указанного изобретения является низкая сохраняемость свойств указанной комплексной добавки, поскольку указанные мономеры, содержащиеся в составе комплексной добавки, являются нестабильными продуктами.
Наиболее близким решением к заявляемому является комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы, защищенная патентом РФ №2228306 (опубл. 2004 г.), состоящая из смеси балластных солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия (далее - СБС) (61-95 мас.ч.) и суперпластификатора С3 (остальное). Техническим результатом, полученным при осуществлении изобретения, явилось увеличение подвижности бетонной смеси, набор ранней прочности бетона, в том числе при пониженной температуре, и морозостойкость. Однако указанное решение имеет ряд недостатков, а именно достаточно высокий расход добавки, невысокие показатели водонепроницаемости и прочности в проектном возрасте.
Суть изобретения заключается в следующем.
Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка состава высокоэффективной комплексной добавки для бетонных смесей и строительных растворов.
Техническим результатом заявляемого изобретения является улучшение показателей водонепроницаемости бетонов и повышение прочности бетонов в проектном возрасте, а также снижение расхода добавки при ее применении в составе бетонных смесей и строительных растворов.
Указанный технический результат достигается за счет применения в составе комплексной добавки СБС, суперпластификатора С-3 и дополнительно - смеси натриевых солей олигомеров акриловой кислоты и солей эфиров акриловой кислоты при следующем массовом соотношении компонентов (мас.ч.): СБС - 15-40; С-3 - 10-40 и смеси натриевых солей олигомеров акриловой кислоты и эфиров акриловой кислоты - остальное.
В основу изобретения поставлена задача создания комплексной добавки в бетонные смеси и строительные растворы, которая за счет нового сочетания компонентов обеспечивает уплотнение структуры цементного камня и оптимальное соотношение капиллярной и гелевой пористости, что позволяет повысить конечную прочность и водонепроницаемость, а также снизить расход добавки.
Оценка и доказательства преимуществ заявляемого способа основаны на измерении и сравнении показателей расхода добавки, водонепроницаемости и прочности бетона в возрасте 28 суток.
Для осуществления изобретения могут быть использованы следующие вещества:
Суперпластификатор С-3 ТУ 5745-004-43184789-05.
Соли сероочистки коксохимических производств ТУ 5870-001-75215422-05, а также ТУ 58760-029-00369171-02.
В качестве смеси натриевых солей олигомеров акриловой кислоты и эфиров акриловой кислоты использовали продукт, полученный при нейтрализации остатков производства акриловой кислоты (димеров и олигомеров акриловой кислоты) и побочных продуктов синтеза акриловой кислоты путем парофазного окисления пропилена кислородом воздуха на катализаторах при температуре 120-140°С и синтеза эфиров акриловой кислоты.
Для проведения испытаний полученной комплексной добавки готовили стандартный состав бетонной смеси, содержащей 1 часть цемента, 1,5 части песка, 3 части щебня фракции 5-20 мм, 2 части щебня фракции 20-40 мм и 0,38 частей воды. Для получения комплексной добавки использовали цемент Старооскольского цементного завода ПЦ - 500 ДО и песок для строительных работ с модулем крупности 2,5.
Испытания заявляемой комплексной добавки в составе бетонных смесей проводили по ГОСТ 30459-2003: Добавки для бетонов и строительных растворов. Методы определения эффективности, а также ГОСТ 30459-2003: Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические требования.
Конкретная реализация заявляемого изобретения иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Готовили комплексную добавку смешиванием (мас.ч.): СБС - 15, суперпластификатора С-3 - 10, смеси натриевых солей олигомеров акриловой кислоты и эфиров акриловой кислоты - 75.
Пример 2. Готовили комплексную добавку смешиванием (мас.ч.): СБС - 27,5, суперпластификатора С-3 - 25,0, смеси натриевых солей олигомеров акриловой кислоты и эфиров акриловой кислоты - 47,5.
Пример 3. Готовили комплексную добавку смешиванием (мас.ч.) СБС - 40, суперпластификатора С-3 - 40, смеси натриевых солей олигомеров акриловой кислоты и эфиров акриловой кислоты - 20.
Пример 4 (в соответствии с прототипом). Готовили комплексную добавку смешиванием (мас.ч.): СБС - 78, суперпластификатора С-3 - 22.
В таблице приведены сравнительные результаты испытаний заявляемой комплексной добавки и комплексной добавки, полученной в соответствии с решением прототипа.
Пример
Расход добавки (на сухие продукты), % от массы цемента
Марка по водонепроница емости бетона
Плотность бетона в возрасте 28 сут
Прочность бетона в возрасте 28 суток, МПа
1
0,9
10
2395
38,9
2
0,8
14
2430
40,2
3
0,7
12
2405
39,1
4
1,0
8
2390
38,7
(прототип)
Библиографические данные
1. Патент Канады №2541975 (опубл. 2007 г.).
2. Патент РФ №2309133 (опубл. 2007 г.).
3. Патент РФ №2204540 (опубл. 2003 г.).
4. Патент США №7294194 (опубл. 2006 г.).
5. Патент РФ №2228306 (опубл. 2004 г.) - прототип.