КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ
COMPLEX ADDITIVE FOR CONCRETE MIX

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составу комплексной добавки, используемой в производстве бетонов, бетонных смесей и строительных растворов.
Известна комплексная добавка для бетонной смеси, включающая смесь натриевых и триэтаноламиновых солей сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола соответственно в соотношении 1:(0,1-1) по массе, технические лигносульфонаты, смесь натриевых и триэтаноламиновых солей сульфированного продукта конденсации тяжелой смолы пиролиза нефти соответственно в соотношении 1:(0,1-1) по массе, смесь сульфата натрия и сульфата триэтаноламина при соотношении натриевых и триэтаноламиновых солей 1:(0,1-1) по массе, смесь полиоксипропиленового эфира н-бутилового спирта и полиметилсилоксановой жидкости в соотношении соответственно (0,1-1): 1 по массе при следующем содержании компонентов добавки, мас.%:
смесь натриевых и триэтаноламиновых солей сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола
31,0-84,5
смесь натриевых и триэтаноламиновых солей сульфированного продукта конденсации тяжелой смолы пиролиза нефти
5,0-31,0
смесь сульфата натрия и сульфата триэтаноламина
5,0-15,5
смесь полиоксипропиленового эфира н-бутилового спирта и полиметилсилоксановой жидкости
0,5-2,5
технические лигносульфонаты
5,0-20,0
(патент РФ №2088548, кл. С04В 28/04. Опубл. 27.08.1997 г.).
Известна также комплексная добавка для бетонной смеси, включающая натриевую соль сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола с формальдегидом, сульфат натрия, смесь ди- и триэтаноламиновых солей сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола с формальдегидом при массовом соотношении соответственно 1:(0,3-1), смесь ди- и триэтаноламинов при массовом соотношении соответственно 1:(0,3-1) и органический пеногаситель при следующем соотношении компонентов, мас.%:
натриевая соль сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола с формальдегидом
30,0-74,5
сульфат натрия
5,0-15,0
смесь ди- и триэтаноламиновых солей сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола с формальдегидом при массовом соотношении соответственно 1:(0,3-1)
15,0-37,0
смесь ди- и триэтаноламинов при массовом соотношении соответственно 1:(0,3-1)
5,0-15,0
органический пеногаситель
0,5-3,0
В качестве органического пеногасителя добавка содержит полиоксипропиленовый эфир Н-бутилового спирта, или полиметилсилоксановую жидкость, или их смесь при массовом соотношении соответственно 1:1 (патент РФ №2078744, кл. С04В 28/04. Опубл. 10.05.1997 г.).
Однако бетоны с этими добавками имеют невысокие прочность и подвижность.
Наиболее близкой к предлагаемой является комплексная добавка для бетонной смеси, включающая натриевую соль сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумил-фенола и димеров α-метилстирола с формальдегидом, сульфат натрия и полиоксипропиленгликолевый эфир н-бутилового спирта или полиметилсилоксановую жидкость и лигносульфонаты технические при следующем соотношении компонентов, мас.%:
натриевая соль сульфированного продукта конденсации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола с формальдегидом
17,0-79,7
сульфат натрия
15,0-50,0
лигносульфонаты технические
10,0-30,0
полиоксипропиленгликолевый эфир н-бутилового спирта или полиметилсиликсановая жидкость
0,3-3,0
(патент РФ №2100305, кл. С04В 28/04. Опубл. 27.12.1997 г.).
Недостатками известной комплексной добавки являются сравнительно низкая прочность получаемого бетона и сравнительно повышенный расход добавки.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение прочности бетона при сохранении подвижности бетонной смеси и снижение расхода добавки.
Поставленная задача решается тем, что в комплексную добавку, включающую продукт олигомеризации отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола, сульфат натрия, дополнительно введен формиат натрия, а в качестве продукта олигомеризации отходов производства выбран продукт алкилирования отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами при следующем соотношении компонентов, мас.%:
продукт алкилирования отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами
70,0-80,0
сульфат натрия
8,0-12,0
формиат натрия
12,0-18,0
Дополнительное введение формиата натрия обеспечивает для бетонной смеси ускоренные сроки набора прочности и повышение прочностных характеристик бетона.
Выбор в качестве продукта олигомеризации отходов производства фенола продукта алкилирования отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами способствует получению необходимой прочности в начальные сроки твердения и повышению подвижности бетонной смеси.
Комплексную добавку получают по следующей методике: отход фенольного производства (ТУ 38-10286-75), содержащей, мас.%:
фенол
2,7-6,9
ацетофенон
0,03-84
диметилфенилкарбинол
0,14-3,3
α-метилстирол
0,03-8,9
n-кумилфенол
26,6-50,0
димеры α-метилстирола
18,4-43,4
смола пек
18,8-30,6
щелочь
0,9-2,3
смешивают с бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами и серной кислотой при массовом соотношении компонентов: фенольный отход; бифункциональные кислородсодержащие органические вещества; серная кислота 1÷0,8÷0,5. Полученную смесь выдерживают при 80-95°С в течение 1-1,5 часов. Затем полученную смесь сульфируют серной кислотой при 60-65°С при массовом соотношении компонентов реакционная масса; серная кислота 1÷0,7. Полученный продукт нейтрализуют едким натром до рН 7 и смешивают с сульфатом натрия и формиатом натрия.
Технический результат заключается в улучшении строительно-технических показателей бетона, бетонной смеси и строительных растворов, а именно в повышении прочности бетона при сохранении подвижности бетонной смеси.
Бетонную смесь с предлагаемой комплексной добавкой готовят по следующей методике: цемент и заполнители вводят в смеситель и тщательно перемешивают. Затем в полученную смесь добавляют комплексную добавку с водой затворения и смесь дополнительно перемешивают до получения однородной массы, из которой готовят бетонные изделия по стандартной методике изготовления бетонных образцов лабораторного типа. Прочность бетона на сжатие определяют по ГОСТ 10180-90, подвижность бетонной смеси по ГОСТ 10181.1-81.
В работе были использованы следующие строительные материалы: цемент (Ц) М-400, щебень (Щ) фракции 5-20 мм, песок (П) с Мкр=2,1 при соотношении компонентов Ц÷Щ÷П=1÷2,8÷1,3 при В/Ц=0,44.
Примеры конкретных составов бетонной смеси.
Пример 1 (контрольный состав).
Бетонную смесь указанного состава готовили без добавки по стандартной методике.
Примеры 2-3 (по прототипу).
В бетонную смесь указанного состава вводят комплексную добавку в количестве 0,6 и 0,1% от массы цемента.
Примеры 4-5 (предлагаемый).
В бетонную смесь указанного состава вводят комплексную добавку при следующем соотношении компонентов: продукт алкилирования отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола с бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами; сульфат натрия; формиат натрия, соответственно равном 72,6÷10,4÷13,9 в количестве 0,08 и 0,1% от массы цемента.
Примеры 6-7 (за пределами).
В бетонную смесь указанного состава вводят комплексную добавку при следующем соотношении компонентов продукт алкилирования отходов производства фенола на основе кумилфенола и димеров α-метилстирола с бифункциональными кислородсодержащими органическими веществами (ФАСМ); сульфат натрия; формиат натрия, соответственно равном 65,0÷6,0÷10,0 и 85,0÷15,0÷19,0 в количестве 0,5% от массы цемента.
Составы комплексной добавки и результаты сравнительных испытаний приведены в таблице.
Из таблицы видно, что заявляемая комплексная добавка повышает прочность бетона и подвижность бетонной смеси при пониженных ее расходах, которые являются наиболее оптимальными (порог эффективности добавки).
№№ п/п
Составы бетона
Состав комплексной добавки, %
Расход добавки, % от массы цемента
Осадка конуса (ОК), см
Прочность бетона при сжатии через 28 суток, МПа
ФАСМ
Сульфат натрия
Формиат натрия
1.
Контрольный
-
4,0
30,2
2.
Прототип
0,6
24,0
47,8
3.
-
0,1
23,0
46,0
4.
Предлагаемый
72,6
10,4
13,9
0,08
24,5
49,2
5.
-
72,6
10,4
13,9
0,1
24,8
49,8
6.
За пределами
65,0
6,0
10,0
0,5
23,6
46,1
7.
-
85,0
15,0
19,0
0,5
22,0
44,3