СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ДОБАВКИ ДЛЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ
METHOD OF PREPARING POWDERED COMPLEX ADDITIVE FOR CONCRETE MIXTURE

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при приготовлении бетонных смесей, содержащих комплексные добавки, для строительных изделий и конструкций.
Известен способ приготовления комплексной добавки для бетонной смеси, заключающийся в смешивании пластификатора и минерального наполнителя - гидроксида натрия и сульфата натрия в режиме встречных потоков. Задачей является улучшение показателя стабильности свойств комплексной добавки при хранении и ускорении набора прочности при твердении бетонных смесей и строительных растворов (Патент РФ на изобретение №2376268, МПК С04В 40/00, С04В 28/00, от 05.05.2008).
2
Наиболее близким к заявляемому является способ приготовления порошкообразной комплексной добавки для бетонной смеси, включающей перемешивание в течение 10-15 мин в смесителе циклического действия пластификатора и минерального носителя из цемента, микрокремнезема и цеолита с последующим их помолом до удельной поверхности 450-500 м/кг в аэродинамическом активаторе дезинтеграторного типа при скорости вращения 3000-6000 об/мин. Задачей является снижение расхода цемента за счет повышения активности добавки при сохранении прочностных характеристик бетона (Патент РФ на изобретение №2298535, МПК С04В 22/00, С04В 24/24, от 18.11.2005).
Задачей предлагаемого изобретения является снижение расхода пластификатора при заданной подвижности бетонной смеси.
Поставленная задача достигается тем, что пластификатор и минеральный носитель в количествах соответственно 12-14 мас.% и 86-88 мас.% перемешивают в смесителе циклического действия в течение 3-5 мин, а помол осуществляют в промышленном активаторе с вертикальной рабочей камерой со скоростью вращения ротора не менее 10000 об/мин до получения порошкообразного материала с размером частиц 0,5-100 мкм.
В активаторах с вертикальной рабочей камерой (типа АВР) различных модификаций помол компонентов осуществляют при их прохождении в создаваемых воздушных потоках при больших скоростях вращения ротора не менее 10000 об/мин и, следовательно, высоких скоростях соударения частиц. При этом происходит увеличение удельной поверхности минерального компонента, изменение структуры частиц на поверхности, образование дополнительных дефектов в решетках минералов, которые ускоряют элементарные взаимодействия поверхностного слоя частиц, повышают их однородность. При анализе измельченного продукта методом лазерной гранулометрии было установлено, что в получаемой порошкообразной добавке количество частиц с размером 10-15 мкм составляет 70-75%, а частиц с размером 0.5-1 мкм - 10-15%.
Описанная обработка приводит к получению порошкообразной комплексной добавки, обладающей повышенными пластифицирующими свойствами. Для получения равноподвижных бетонных смесей с использованием комплексной добавки потребуется количество пластификатора, в 4-5 раз меньше, чем при использовании только одного пластификатора.
В качестве пластификаторов могут быть использованы модифицированные лигносульфонаты технические; суперпластификаторы - на основе сульфированных меламинформальдегидных смол или продуктов конденсации нафталинсульфокислоты; гиперпластификаторы поликарбоксилаты и т.п.
В качестве минеральных носителей могут быть использованы: зола-унос, отвальные золошлаковые смеси, отсевы дробления бетонного лома и камнедробления известняка, кварцевый песок, микрокремнезем или их смеси в любом соотношении. Указанные минеральные носители и пластификаторы могут быть равнозначно использованы в предлагаемом способе с получением требуемого результата.
Испытание полученной добавки проводили на мелкозернистых бетонных смесях, подвижность которых оценивали по диаметру расплыва стандартного конуса на встряхивающем столике после 30 встряхиваний. Испытание добавки проводили также и на тяжелых бетонных смесях, подвижность которых оценивали по осадке конуса по стандартной методике.
Пример осуществления изобретения.
По предложенному способу были приготовлены порошкообразные комплексные добавки, содержащие пластификаторы - С-3, ЛСТ, гиперпластификатор «Реокон» на основе поликарбоксилатов по ТУ 57-009-58985443-08 и минеральный носитель - микрокремнезем, зола-унос и их смесь в соотношении 1:1.
Пример 1. Готовят порошкообразную комплексную добавку для бетонной смеси путем перемешивания в смесителе циклического действия в течение 5 минут суперпластификатора - С-3 и минерального носителя - микрокремнезема в количествах соответственно 12 мас.% и 88 мас.%, затем осуществляют помол полученной смеси в промышленном активаторе с вертикальной рабочей камерой со скоростью вращения ротора 15000 об/мин до получения порошкообразной комплексной добавки с размером частиц 0,5-100 мкм.
3
Приготовленную добавку в количестве 0,4 мас.% от веса цемента добавляют в мелкозернистую бетонную смесь состава Ц:П=1:2 с расходом цемента 300 кг/м при В/Ц=0,58. Диаметр расплыва конуса составил 22 см, прочность бетона на сжатие - 32 МПа. Для достижения того же диаметра расплыва конуса количество только одного С-3 составляет 0,21% от массы цемента. Прочность полученного бетона на сжатие - 30 МПа. За счет использования приготовленной по изобретению комплексной добавки для достижения того же диаметра расплыва расход суперпластификатора С-3 сокращается в 4,38 раза.
Пример 2. Готовят порошкообразную комплексную добавку для бетонной смеси путем перемешивания в смесителе циклического действия в течение 4 минут пластификатора - ЛСТ и минерального носителя - микрокремнезема в количествах соответственно 14 мас.% и 86 мас.%, затем осуществляют помол полученной смеси в промышленном активаторе с вертикальной рабочей камерой со скоростью вращения ротора 12000 об/мин до получения порошкообразной комплексной добавки с размером частиц 0,5-100 мкм. Диаметр расплыва составил 24 см, прочность бетона на сжатие 30 МПа. Для достижения того же диаметра расплыва конуса количество только одного ЛСТ составляет 0,2% от массы цемента. Прочность полученного бетона на сжатие - 27 МПа. За счет использования приготовленной по изобретению комплексной добавки для достижения того же диаметра расплыва расход ЛСТ сокращается в 4,16 раз.
3
Пример 3. Готовят порошкообразную комплексную добавку для бетонной смеси путем перемешивания в смесителе циклического действия в течение 4 минут гиперпластификатора РЕОКОН и минерального носителя - микрокремнезема в количествах соответственно 12 мас.% и 88 мас.%, затем осуществляют помол полученной смеси в промышленном активаторе с вертикальной рабочей камерой со скоростью вращения ротора 15000 об/мин до получения порошкообразной комплексной добавки с размером частиц 0,5-100 мкм. В бетоносмесителе готовят мелкозернистую бетонную смесь состава Ц:П=1:2 с расходом цемента 300 кг/м при В/Ц=0,58 с комплексной добавкой в количестве 0,4% от массы цемента. Диаметр расплыва конуса составил 26 см, прочность бетона на сжатие 34 МПа. Для достижения того же диаметра расплыва количество только одного «Реокона» составляет 0,19% от массы цемента, прочность бетона на сжатие 35,1 МПа. Расход добавки гиперпластификатора сокращается в 4 раза.
Пример 4. Готовят порошкообразную комплексную добавку для бетонной смеси путем перемешивания в смесителе циклического действия в течение 4 минут суперпластификатора С-3 и минерального носителя - микрокремнезема в количествах соответственно 12 мас.% и 88 мас.%, затем осуществляют помол полученной смеси в промышленном активаторе с вертикальной рабочей камерой со скоростью вращения ротора 15000 об/мин до получения порошкообразной комплексной добавки с размером частиц 0,5-100 мкм. В бетоносмесителе готовят мелкозернистую бетонную смесь состава Ц:П=1:2 с расходом цемента 300 кг/м при В/Ц=0,58 с комплексной добавкой в количестве 0,4% от массы цемента. В качестве минерального носителя используется зола-унос. Диаметр расплыва конуса составил 22 см, прочность бетона на сжатие 30,3 МПа. Для достижения того же диаметра расплыва количество только одного суперпластификатора С-3 составляет 0,21% от массы цемента, прочность бетона на сжатие 28,2 МПа. Расход добавки пластификатора сокращается в 4,37 раза.
3
Пример 5. Готовят порошкообразную комплексную добавку для бетонной смеси путем перемешивания в смесителе циклического действия в течение 4 минут гиперпластификатора РЕОКОН и минерального носителя - смесь микрокремнезема и золы-уноса в соотношении 1:1 в количествах соответственно 12 мас.% и 88 мас.%, затем осуществляют помол полученной смеси в промышленном активаторе с вертикальной рабочей камерой со скоростью вращения ротора 10000 об/мин до получения порошкообразной комплексной добавки с размером частиц 0,5-100 мкм. В бетоносмесителе готовят бетонную смесь с расходом материалов, кг/м: цемента - 480, песка - 712, щебня - 1068 при В/Ц=0.42 с комплексной добавкой гиперпластификатора «Реокон» в количестве 0.6% от массы цемента. Осадка стандартного конуса составила 9 см. Подвижность бетонной смеси с осадкой конуса 9 см достигается с количеством только одного гиперпластификатора, равным 0,3% от массы цемента, прочность бетона на сжатие 56,8 МПа. Расход гиперпластификатора сокращается в 4,1 раза.