КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ ПЕНОБЕТОННОЙ СМЕСИ
COMPLEX ADDITIVE FOR FOAM CONCRETE MIXTURE

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве комплексной добавки в растворную смесь при производстве пенобетонов.
Известна комплексная добавка для пенобетонной смеси, содержащая, мас. %: карбонат кальция с тонкостью помола 3000 см2/г 70,6-84,8, золь кремниевой кислоты 4,6-6,0, пенообразующую добавку на протеиновой основе 1,3-1,5, хлорид натрия 9,3-21,9 (RU №2393127, С04В 22/08, С04В 24/14, С04В 38/10, С04В 103/60, 2010).
2
Известна также комплексная добавка для пенобетонной смеси, содержащая ускоритель твердения, пластификатор и воду (см. RU №2688704, С04В 22/10, С04В 38/10, С04В 103/60, 2019). При этом в качестве ускорителя твердения использованы карбонат кальция с тонкостью помола 3000 см/г и хлорид натрия, а в качестве пластификатора использована смесь полимера поливинилацетата (85-90 мас. %), дибутилфталата (не менее 5 мас. %) и воды (до 10 мас. %)
Недостатком таких комплексных добавок для пенобетонной смеси являются недостаточная прочность при сжатии в проектные сроки твердения, кроме того, хлорид натрия, вызывает коррозию металлической опалубки для пенобетонных блоков и необходимость большого расхода добавки (до 13% от массы цемента), а применение добавки требует двухэтапного смешивания, когда саму добавку вводят к цементной смеси, а хлорид натрия смешивают отдельно с водой затворения перед окончательным смешиванием.
Задачей данного изобретения является увеличение прочности пенобетона при сжатии при исключении коррозии используемой металлической опалубки.
Технический результат изобретения выражается в том, что комплексная добавка обеспечивает увеличение прочности пенобетона при сжатии, исключает коррозию металлической опалубки для пенобетонных блоков, требует меньшего расхода для приготовления бетона и используется в один этап его приготовления.
Технический результат изобретения достигается тем, что комплексная добавка для пенобетонной смеси, содержащая ускоритель твердения, пластификатор и воду, отличается тем, что дополнительно содержит стабилизатор бетонной смеси, при этом, в качестве ускорителя твердения использован тиосульфат, роданид натрия, в качестве пластификатора использованы эфиры карбоксилатов молекулярной массы от 400 до 2000 моль, в качестве стабилизатора бетонной смеси использован поливиниловый спирт, при следующих соотношениях компонентов, мас. %:
Эфиры поликарбоксилатов молекулярной массы от 400 до 2000 моль - 20;
Тиосульфат, роданид натрия - 10;
Поливиниловый спирт - 0.15;
Вода - остальное.
Кроме того, при приготовлении пенобетонной смеси, добавку используют в количестве от 0,65 до 1,1 мас. % от массы цемента.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков формулы изобретения обеспечивает возможность увеличения прочности пенобетона при сжатии при исключении коррозии используемой металлической опалубки. При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.
Признаки, указывающие, что добавка «дополнительно содержит стабилизатор бетонной смеси, … в качестве которого использован поливиниловый спирт», препятствует расслоению бетонной смеси.
Признаки, указывающие, что в качестве ускорителя твердения «использован тиосульфат, роданид натрия» ускоряют набор прочности пенобетоном в первые трое суток твердения в нормальных условиях и исключают коррозию металлической опалубки, используемой для формования пенобетонных блоков.
Признаки, указывающие, что «в качестве пластификатора использованы эфиры карбоксилатов молекулярной массы от 400 до 2000 моль» обеспечивают водоредуцирующий эффект - повышают пластичность смеси.
Признаки, указывающие, что «при приготовлении пенобетонной смеси ее используют в количестве от 0,65 до 1,1 мас. % от массы цемента» обеспечивают минимизацию ее расхода, при обеспечении ускоренного набора пенобетоном прочности.
Экспериментально установлено, что комплексная добавка для пенобетонной смеси эффективна при использовании ингредиентов в следующих соотношениях, мас. %:
- эфиры поликарбоксилатов различной молекулярной массы (от 400 до 2000 моль) - от 15 до 35%;
- тиосульфат натрия, роданид натрия - от 8 до 22%;
- поливиниловый спирт - от 0.1 до 0.3%;
- вода - от 42.7 до 76.9%.
В случае, когда концентрация активных веществ добавки подбирается по нижнему пределу, то получаемая добавка обладает меньшей эффективностью и требуется вводить ее в цементную смесь в больших концентрациях. Если концентрация активных веществ подбирается по верхнему пределу, то влияние добавки на цементную смесь чрезвычайно высоко и для получения необходимого эффекта достаточно малых доз добавки, но в такой добавке повышается вероятность выпадения осадка, а для цементной смеси появляется риск расслаивания, что требует постоянного перемешивания как самой добавки до введения ее в бетонную смесь, так и самой бетонной смеси после введения воды затворения.
Поэтому оптимальная концентрация активных компонентов добавки определена как:
- эфиры поликарбоксилатов различной молекулярной массы (от 400 до 2000 моль) - 20%;
- тиосульфат натрия, роданид натрия - 10%;
- поливиниловый спирт - 0.15%;
- вода - остальное (69,85%).
Производство тиосульфата и роданида натрия: при производстве кокса из угля образуется цианистая кислота. Одновременно с ней, из того же коксового газа, в процесс его очистки по содово-мышьяковому методу синтезируется и тиосульфат натрия, в присутствии которого, цианистая кислота нейтрализуется в достаточно безобидную натриевую соль тиоциановой кислоты - роданид натрия. В итоге получается механическая смесь двух веществ - тиосульфата и роданида натрия. Они получаются совместно, на составляющие их не разделяют, т.к. для строительных нужд годится и подобная смесь. Тем более что в определенных соотношениях они способны усиливать действие друг друга как ускорителей, проявляя аддитивный, и даже и синергический эффект.
Пример конкретного выполнения.
К цементной смеси состава, мас. %: портландцемент марки М500-Д0 - 99,35-98,9%, добавляют указанную комплексную добавку в количестве от 0,65 до 1,1% от массы цемента и пенообразователь. После чего вводят воду затворения и смешивают до получения готовой смеси.
Образцы пенобетона средней плотности Д600, изготовленные с предлагаемой комплексной Добавкой для пенобетонной смеси, твердеют при естественных условиях. После 28 суток твердения образцы испытывают в соответствии с ГОСТ 25485-89 «Бетоны ячеистые. Технические условия». Определение прочности на сжатие проводилось по ГОСТ 25-485-89. Определение морозостойкости проводилось по ГОСТ 25-485-89. Результаты представлены в табл. 1
Анализ результатов, приведенных в таблице, свидетельствует о том, что введение указанной комплексной добавки для пенобетонной смеси приводит к увеличению прочности при сжатии.