КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА В БЕТОННЫЕ СМЕСИ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ
COMPLEX ADDITIVE INTO CONCRETE MIXES AND BUILDING MORTARS

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам комплексных добавок, используемых в производстве бетонных смесей и строительных растворов.
Для повышения технологических и физико-химических характеристик бетонов и строительных растворов на основе цемента в их состав вводят химические добавки, позволяющие в широком интервале регулировать консистенцию смесей, а также прочность, водонепроницаемость, морозостойкость и другие характеристики бетонов.
Известна комплексная добавка в бетонные смеси по (а.с. СССР №1296539, МПК С04В 28/02, приор. 08.02.85), содержащая в качестве пластифицирующей добавки продукт поликонденсации фенола, формальдегида, диэтаноламина и кремниевокислого натрия общей формулы
где n - 45-52 в количестве 0,05-1,0% от массы цемента.
Добавка обеспечивает повышение прочности, а также морозостойкости бетонов и строительных растворов, однако не увеличивает скорости твердения бетонов.
2
6
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является добавка (а.с. №23457, С04В 28/02 (С04В 28/02//24:04, 24:18), приор. 23.05.1990), содержащая смесь балластовых солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия, лигносульфонаты технические и органический компонент - дикарбоновую кислоту из группы: щавелевая, плав дикарбоновых кислот фракции С-С, пимелиновая при следующем соотношении компонентов, мас.%: смесь балластовых солей сероочистки коксового газа на основе тиосульфата и роданида натрия - основа, технический лигносульфонат 9-13, указанная дикарбоновая кислота 3-5.
Недостатком известной комплексной добавки является: 1) незначительное повышение морозостойкости, водонепроницаемости, сульфатостойкости бетона, 2) незначительное повышение подвижности бетонной смеси, а также недостаточное ее сохранение на протяжении продолжительного времени (например, для доставки товарного бетона на объект бетонирования).
В основу изобретения поставлена задача создания комплексной добавки в бетонные смеси и строительные растворы, которая обеспечит повышение и сохранение подвижности смеси на протяжении как можно большего временного интервала, повышение водонепроницаемости, морозостойкости и сульфатостойкости бетона и растворов путем введения в состав добавки нового компонента.
Поставленная задача решается тем, что комплексная добавка в бетонные смеси и строительные растворы, которая содержит смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия, отличается тем, что дополнительно содержит кремнийорганическую жидкость при следующем соотношении компонентов, в частях:
кремнийорганическая жидкость
1
смесь солей на основе тиосульфата и роданида натрия
0,5-9
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, а также повышаются прочность и морозостойкость бетона. Поэтому заявляемая комплексная добавка обеспечивает повышение прочности бетона.
Химическое взаимодействие быстро образованных продуктов гидратации цемента с кремнийорганической жидкостью обеспечивает формирование плотной структуры цементного камня с повышенным содержанием гелевой пористости, с равномерно распределенными по поверхности частиц цементного камня продуктами химического взаимодействия гидрофобизирующей кремнийорганической жидкости. Регулированием количества ускорителя твердения - смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия и пластификатора - кремнийорганической жидкости можно достигать необходимых эффектов.
Например, повышение количества ускорителя твердения обеспечивает противоморозные качества предлагаемой добавки в комплексе с повышением прочности на всех этапах твердения.
Увеличение количества кремнийорганической жидкости позволяет повысить не только пластичность и отдалить срок начала схватывания товарных бетонов, но также повысить водонепроницаемость и морозостойкость. Повышение щелочности среды в ранние сроки твердения при введении смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия действует как эффективный катализатор реакции газовыделения и воздухововлечения с образованием мелкодисперсных газовых пор с гидрофобной поверхностью. Микропористая структура цементного камня обеспечивает повышенный комплекс механических и физико-химических характеристик бетонов.
Таким образом, введение оптимального количества заявляемой добавки, возможно и в комплексе с разного рода пластификаторами, позволяет значительно повысить долговечность бетона и строительных растворов.
Оптимальное соотношение компонентов в составе добавки установлено экспериментально.
При увеличении или уменьшении указанного количества кремнийорганической жидкости и смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия от заявленных соотношений в составе добавки снижается прочность и морозостойкость, водонепроницаемость, сульфатостойкость и пластичность бетона, сокращается временной интервал сохранения подвижности цементных растворов.
Заявляемую комплексную добавку готовят таким способом.
Добавку готовят путем дозирования смеси солей на основе тиосульфата и роданида натрия, кремнийорганической жидкости, например ГКЖ-94, иное название - "Жидкость 136-41", полигидросилоксан, ГОСТ 10834-76, а также ГКЖ-10 и ГКЖ-11 в границах заявляемых соотношений.
Пример
Для исследования свойств заявляемой добавки была приготовленная бетонная смесь, содержащая 1 часть цемента марки ШПЦ-III/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 в количествах 0,4-2,0% от массы цемента. Подвижность бетонной смеси определяли по ГОСТ 10181-2000.
Из бетонной смеси готовили образцы бетона, которые твердели в нормальных термовлажностных условиях для испытаний на прочность и морозостойкость. Прочность образцов определяли соответственно по ГОСТ 18105-86, а морозостойкость - ГОСТ 10060.0-95. Сульфатостойкость определяли на образцах-балочках размерами 1×1×10 см, изготовленных из цементной смеси состава цемент/песок 1/3. Твердые образцы выдерживали на протяжении 6 месяцев в агрессивной среде (водном растворе сульфатов 7000 мг/кг) и путем измерения прочности определяли коэффициент сульфатостойкости. Были испытаны бетонные смеси, которые содержат добавку как в заявляемых соотношениях компонентов, так и за их пределами. Были также испытаны бетонные образцы, изготовленные соответственно составу, указанному в известном решении (прототип), а также бетонные образцы, которые содержат 1,0% добавки от массы цемента, которые твердели в нормальных термовлажностных условиях.
Составы комплексных добавок по известным решениям и заявляемому решению, а также физико-механические характеристики бетонных образцов представлены в таблицах 1-3.
Из таблиц следует, что заявляемая комплексная добавка обеспечивает повышение пластичности, прочности, морозостойкости, водонепроницаемости, сульфатостойкости бетонов и способствует сохранению подвижности цементного раствора на протяжении продолжительного времени (опыты таблиц 1-3 №3-10), а при изменении соотношения компонентов в составе добавки снижается прочность, морозостойкость, водонепроницаемость, сульфатостойкость бетона и время сохранения подвижности бетонной смеси (опыты таблиц 1-3 №2, 11).
Предлагаемый состав и соотношение компонентов позволяет получить новую высокоэффективную комплексную добавку, которая обеспечивает увеличение подвижности бетонных и растворных смесей и сохранение ее во времени, повышение прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и сульфатостойкости бетонов. Из всего ассортимента исследуемых кремнийорганических жидкостей в сочетании с приведенным электролитом в качестве добавки к бетонам наиболее эффективно применение кремнийорганической жидкости типа ГКЖ-94.