×
25.08.2017
217.015.b506

Результат интеллектуальной деятельности: Комплексная органоминеральная добавка для бетонов

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к составам комплексных органоминеральных добавок для бетонов и может найти применение в производстве строительных материалов при изготовлении бетонных изделий (тротуарных плит, бордюрных камней, фундаментов, дорожных покрытий). Технический результат - уменьшение материальных и теплоэнергетических затрат, сокращение срока конца схватывания бетонной смеси без снижения эффекта удобоукладываемости и прочности бетона. Комплексная органоминеральная добавка для бетонов, включающая суперпластификатор полифункционального действия с основой натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислоты «ПФМ-НЛК», дополнительно содержит: содощелочный плав - отход производства капролактама, тонкодисперсный бурый уголь - попутный отход, образующийся на дне вагонов при транспортировке или в основании складов, при следующем соотношении, мас. %: суперпластификатор - 20,15-20,7; содощелочной плав - 51,7-53,11; бурый уголь - 26,74-27,6. 4 табл.

Изобретение относится к составам комплексных органоминеральных добавок для бетонов и может найти применение в производстве строительных материалов при изготовление бетонных изделий (тротуарных плит, бордюрных камней, фундаментов, дорожных покрытий).

Известен состав комплексный органоминеральной добавки (модификатор) для получения быстротвердеющих цементных бетонов и раствором, приведенный в патенте РФ №2232144, МПК С04В 28/04, включающий компоненты при следующем соотношении, мас. %: щелочный ускоритель 7,65-19,9; суперпластификатор 7,65-15,3; полигидроксидкарбоновая кислота 0,042-0,093; кальцинированная сода 0,22-0,5; микрокремнезем остальное.

Наряду с большими достоинствами добавки (не требуется термоподготовка, повышается удобоукладываемость и прочность бетона) имеются недостатки:

1. Суперпластификатор относится к числу дорогостоящих добавок и требуется его большой расход до 15,3%.

2. Микрокремнезем относится к числу дорогостоящих добавок (7000-9000 рублей за тонну, требуется большой расход).

3. Кальцинированная сода относится к дорогостоящим добавкам (35000 рублей за тонну).

Наиболее близкий состав комплексной органоминеральной добавки для бетонов и растворов к составу предлагаемой приведен в ГОСТ №24211 и, отвечающий требованиям «ТУ 5745-022-58042865-2007», т.е добавка к бетонам суперпластификатор полуфункционального действия с основной натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислоты - «ПФМ-НЛК».

Данная добавка изготавливается организацией «ООО Полипласт» и применяется на одном из заводов Тульской области по производству тротуарной плитки по литьевой технологии формования, причем с оптимально установленной нормой расхода такой добавки в количестве 0,47% от массы портландцемента с маркой М500. Наряду с достоинствами добавки (повышается удобоукладываемость, ускоряется процесс твердения) имеются недостатки:

1. Высокие материальные затраты на добавку (70000 рублей за тонну).

2. Требуются теплоэнергозатраты, т.к. воду для растворения добавки необходимо нагревать до оптимальной температуры, что отмечено в ГОСТ 24211, для указанной добавки «ПФМ-НЛК».

3. Замедленный период конца схватывания - 92 минуты.

Задача изобретения - уменьшить материальные и теплоэнергетические затраты, сократить срок конца схватывания смеси бетона без снижения эффекта удобоукладываемости и прочности бетона.

Поставленная задача достигается тем, что комплексная органоминеральная добавка для батонов, включающая - суперпластификатор полифункционального действия с основой натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислоты «ПФМ-НЛК», дополнительно содержит: содощелочный плав - отход производства капролактама, тонкодисперсный бурый уголь - попутный отход, образующийся на дне вагонов при транспортировке или в основании складов при следующем соотношении компонентов, мас. %: указанный суперпластификатор 20,15-20,7; содощелочной плав 51,7-53,11; указанный бурый уголь 26,74-27,6.

Состав предлагаемой добавки приведен в таблице №1.

Таблица №1 – Состав предлагаемой комплексной органоминеральной добавки
Компоненты Номера составов, мас.% Прототип
1 2 3 4 5
«ПФМ-НЛК» 15,4 20,15 20,46 20,7 23,53 100
Содощелочной сплав 46,2 53,11 52,3 51,7 50
Бурый уголь 38,4 26,74 27,24 27,6 26,47

Примечание: составы №1 и №5 запредельные, т.к. не отвечают поставленной задаче, конкретно: состав №1 по сроку схватывания, а №5 по материальным затратам.

1. Суперпластификатор полифункционального действия «ПФМ-НЛК» отвечает требованиям ГОСТ 24211 и ТУ 5745-022-58942865-2007. Производится организацией «ООО Полипласт» г. Новомосковск, Тульская область.

2. Содощелочной сплав - отход производства капролактама Щекинского химкомбината, г. Щекино, Тульская область. Представляет собой порошок желтого цвета, не токсичен. Применяется для приготовлении шлакощелочного вяжущего. Хорошо растворяется в обычной воде с температурой 15-20 градусов Цельсия. Химический состав, мас. %: Na2CO3 - 87,0-94,1; NaOH - 8-10; Fe - 0,001-0,004; нерастворимый осадок - 0,2-0,7. Отпускная цена 11000 рублей за тонну.

3. Бурый уголь Подмосковного угольного бассейна «Сафоновское шахтоуправление». Принят порошок угля, образующейся самопроизвольно (за счет трения) на дне вагонов. При транспортировке железнодорожным транспортом или на основании складов с удельной поверхностью 2200-2500 см2/г и средней плотностью 1,02 г/см3, относится к числу попутных отходов. Отпускная цена 1500 рублей за тонну.

Реализация задачи опытами.

Пример №1 - приготавливали предлагаемый состав комплексной органоминеральной добавки для бетонов. Для этого дозировали по массе компоненты состава №2, приведенного в таблице №1. Взяли 1 кг дистиллированной воды, в которую при перемешивании добавили 732,5 г содощелочного плава (53,11%). Через 2 минуты раствор нагрелся за счет экзотермического эффекта до 40 градусов Цельсия, и в него ввели 275 г (20,15%) суперпластификатора «ПФМ-НЛК», а затем 366 г (26,74%) тонкодисперсного бурого каменного угля, с удельной поверхностью 2200-2500 см2/г и средней плотностью 1,02 г/см3, взятого со дна железнодорожного вагона. Полученный комплексный органоминеральный раствор принят в качестве модификатора для бетонов, причем не требующий дополнительных затрат на подогрев воды. Полученный раствор устойчив к расслаиванию, черного цвета, равномерно однородный.

Аналогичным методом были приготовлены составы комплексных органоминеральных добавок №1, №3, №4, №5, приведенные в таблице №1.

Раствор суперпластификатора (прототипа) был приготовлен по ГОСТ 24211, т.е. дистиллированную воду, взятую из расчета В/Ц=0,55, подогрели до оптимальной температуры 40 градусов Цельсия и при перемешивании в нее ввели порошковый суперпластификатор «ПФМ-НЛК» в количестве, соответствующем 0,47% от массы цемента. Через 3 минуты смешивания был получен однородный раствор светло-желтого цвета.

Эффект действия разработанной комплексной органоминеральной добавки и добавки прототипа был проверен на составе мелкозернистой бетонной смеси, взятой в соотношении ПЦ М500 и кварцевого песка с модулем крупности 2,5 как 1:3, причем добавку вводили сверх 100% бетонной смеси. Количество цемента принято 250 кг/м3 при В/Ц-0,55. Образцы формовали размером 10×10×10 см, по шесть штук в каждой партии.

Твердели образцы при нормальных условиях 28 суток, а затем были испытаны на показание прочности при сжатии, чтобы установить оптимальный расход добавки, соответствующий максимально полученной прочности.

Результаты испытаний приведены в таблице №2.

Таблица №2 – Результаты испытания прочности бетона в зависимости от количества комплексной органоминеральной добавки
Количество добавки % от ПЦ М500 Прочность при сжатии после 28 суток нормального твердения, МПа
0,47 (прототип) 28,03
0,2 27,9
0,4 28,5
0,6 26,5

Из данных таблицы №2 видно, что оптимальное количество комплексной добавки состава прототипа составляет 0,47% от массы ПЦ М500, а предлагаемой 0,4% от массы ПЦ М500.

Сопоставительный анализ удобоукладываемости бетонной смеси и прочности бетона через 28 суток нормального твердения с предлагаемой добавкой (0,4% от массы ПЦ М500) и добавкой прототипа (0,47% от массы ПЦ М500) приведены в таблице №3, а в таблице №4 показаны материальные затраты предлагаемой добавки.

Анализ данных, приведенных в таблице №3.

1. С использованием заявляемого состава комплексной органоминеральной добавки по отношению к добавке прототипа - удобоукладываемость бетонной смеси и прочность не уменьшились, что согласуется с поставленной задачей.

2. Срок конца схватывания сократился на 17 минут, что согласуется с поставленной задачей.

Материальные затраты на покупку 1 тонны добавки «ПФМ-НЛК» составляют 70000 рублей.

Затраты на 1 тонну комплексной добавки составляют 20591 руб.

Анализ результатов, приведенных в таблице №4.

1. За счет снижения в составе предложенной комплексной органоминеральной добавки количества дорогостоящего суперпластификатора «ПФМ-НЛК» и утилизации содощелочного плава и тонкодисперсного бурого угля затраты на материалы 1 тонны добавки уменьшились на 70,6%, что согласуется с поставленной задачей.

2. За счет экзотермического эффекта при растворении содощелочного плава в воде исключается необходимость подогревать воду до 40 градусов Цельсия, т.е. предложенным составом комплексной органоминеральной добавки выполняется задача исключения теплоэнергетических затрат, что согласуется с поставленной задачей.

Химическая сущность природы действия комплексной добавки состоит в механизме соединения углеродосодержащего компонента, а точнее гумината, получаемого при растворении бурого угля в щелочной среде с суперпластификатором «ПФМ-НЛК», что привело к следующим эффектам:

1. Гуминат способен повышать прочность цементно-песчаного бетона, взятых по массе 1:3, а точнее прочность состава вяжущего в состоянии испытания на прочность (см. патент РФ №2524698, МПК С04В 7/13: «Вяжущее», авторы: Уруев В.М., Токарева и др., опубл. 10.08 2014).

2. Суперпластификатор «ПФМ-НЛК» обеспечивает удобоукладываемость в комплексе с принятой дополнительной щелочесодовой средой (содощелочным плавом).

3. Усиление щелочной среды бетонной смеси ускоряет процесс схватывания, при условии, что щелочность среды создается щелочным катионом натрия и натрия (см. патент США №3663286, кл. С04В 13/24, 1979 г.). Данное условие предусмотрено в разработке комплексной добавки. Это отражено и в принятом аналоге РФ, приведенном выше.

4. Содержащиеся в составе содощелочного плава катионы железа (0,001%-0,004%) выполняют роль центров кристаллизации, что способствует ускорению конца схватывания и прочности бетона.

5. Уменьшение затрат на материалы обеспечено не только уменьшением дорогостоящего суперпластификатора, но и применением отходов производств содощелочного плава и тонкодисперсного бурого угля, который скапливается на дне вагонов при транспортировке к ГЭС или на дне крытых складов.

6. Выбор бурого угля вместо обычного, например Донецкого, обоснован тем, что бурый уголь при растворении в щелочной среду дает большее количество гумината в сравнении с обычным каменным углем (см. Л.Н. Екатеринина, Л.В. Мотовилова и др. Гуминовые препараты из углей для повышения урожайности сельскохозяйственных культур. М., 1989, с. 87).

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 31-40 of 161 items.
26.08.2017
№217.015.e811

Бетонная смесь

Изобретение относится к составам бетонной смеси с комплексной модифицирующей добавкой и может найти применение в производстве строительных материалов при изготовлении бетонных изделий (бордюрных камней, стеновых блоков, фундаментов, гидротехнических сооружений). Технический результат - снижение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627344
Дата охранного документа: 07.08.2017
26.08.2017
№217.015.e818

Сборная гребенчатая фреза

Изобретение относится к области обработки резанием и может быть использовано при изготовлении цилиндрических зубчатых колес. Фреза содержит корпус с продольными прямоугольными пазами, в которых установлены гребенки с режущими зубьями, две крышки и шайбы с пружинными изогнутыми вовнутрь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627315
Дата охранного документа: 07.08.2017
26.08.2017
№217.015.e825

Способ укрепления слабых грунтов основания дорожного полотна

Настоящее техническое решение относится к области дорожного строительства и может быть использовано для укрепления слабых грунтов при возведении оснований автомобильных и железнодорожных дорог, аэродромов и других подобных сооружений. Задачей настоящего изобретения является повышение прочности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627347
Дата охранного документа: 07.08.2017
29.12.2017
№217.015.f20b

Электромеханическая система торможения подъемной установки

Предложенное техническое решение относится к системе торможения подъемной установки. Электромеханическая система торможения подъемной установки содержит систему управления двигателем, реактивно-вентильный двигатель (1), тормозной барабан (7), две подпружиненные друг к другу тормозные колодки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636833
Дата охранного документа: 28.11.2017
29.12.2017
№217.015.f95f

Способ термообработки листов из сплавов системы mn-cu

Настоящее изобретение относится к области металлургии, а именно термической обработке конструкционных демпфирующих сплавов системы Mn-Cu. Способ термической обработки листов из сплавов системы Mn-Cu для восстановления их демпфирующей способности включает нагрев при температуре 150-400°С,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639751
Дата охранного документа: 22.12.2017
29.12.2017
№217.015.fe11

Способ вытяжки с интенсивной пластической деформацией и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению деталей типа гильз вытяжкой с утонением. Полую заготовку проталкивают через две или более матриц, расположенных одна над другой соосно с пуансоном, с последовательным уменьшением толщины стенки. При этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638720
Дата охранного документа: 15.12.2017
19.01.2018
№218.016.05df

Компенсационный акселерометр

Изобретение, компенсационный акселерометр, предназначено для применения в системах стабилизации и навигации. Компенсационный акселерометр дополнительно содержит интегрирующую отрицательную обратную связь, в которую введены низкочастотный фильтр, с выхода схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ на вход...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631019
Дата охранного документа: 15.09.2017
20.01.2018
№218.016.1016
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633623
Дата охранного документа: 16.10.2017
20.01.2018
№218.016.116c

Способ определения угловой ориентации беспилотного летательного аппарата

Изобретение относится к области измерений углового положения объектов в пространстве и касается способа определения угловой ориентации беспилотного летательного аппарата. Способ основан на измерении инфракрасного фона вокруг беспилотного летательного аппарата четырьмя датчиками инфракрасного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634092
Дата охранного документа: 23.10.2017
20.01.2018
№218.016.1380

Устройство для выгрузки кускового материала из бункера

Изобретение относится к устройствам для выгрузки кускового материала, склонного к заклиниванию в замкнутом объеме. Устройство для выгрузки кускового материала из бункера содержит желоб, который расположен под углом 60° к горизонтали и установлен в направляющих с возможностью перемещения. Желоб...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634520
Дата охранного документа: 31.10.2017
Showing 31-40 of 50 items.
26.08.2017
№217.015.e811

Бетонная смесь

Изобретение относится к составам бетонной смеси с комплексной модифицирующей добавкой и может найти применение в производстве строительных материалов при изготовлении бетонных изделий (бордюрных камней, стеновых блоков, фундаментов, гидротехнических сооружений). Технический результат - снижение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627344
Дата охранного документа: 07.08.2017
26.08.2017
№217.015.e818

Сборная гребенчатая фреза

Изобретение относится к области обработки резанием и может быть использовано при изготовлении цилиндрических зубчатых колес. Фреза содержит корпус с продольными прямоугольными пазами, в которых установлены гребенки с режущими зубьями, две крышки и шайбы с пружинными изогнутыми вовнутрь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627315
Дата охранного документа: 07.08.2017
26.08.2017
№217.015.e825

Способ укрепления слабых грунтов основания дорожного полотна

Настоящее техническое решение относится к области дорожного строительства и может быть использовано для укрепления слабых грунтов при возведении оснований автомобильных и железнодорожных дорог, аэродромов и других подобных сооружений. Задачей настоящего изобретения является повышение прочности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627347
Дата охранного документа: 07.08.2017
29.12.2017
№217.015.f20b

Электромеханическая система торможения подъемной установки

Предложенное техническое решение относится к системе торможения подъемной установки. Электромеханическая система торможения подъемной установки содержит систему управления двигателем, реактивно-вентильный двигатель (1), тормозной барабан (7), две подпружиненные друг к другу тормозные колодки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636833
Дата охранного документа: 28.11.2017
29.12.2017
№217.015.f95f

Способ термообработки листов из сплавов системы mn-cu

Настоящее изобретение относится к области металлургии, а именно термической обработке конструкционных демпфирующих сплавов системы Mn-Cu. Способ термической обработки листов из сплавов системы Mn-Cu для восстановления их демпфирующей способности включает нагрев при температуре 150-400°С,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639751
Дата охранного документа: 22.12.2017
29.12.2017
№217.015.fe11

Способ вытяжки с интенсивной пластической деформацией и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению деталей типа гильз вытяжкой с утонением. Полую заготовку проталкивают через две или более матриц, расположенных одна над другой соосно с пуансоном, с последовательным уменьшением толщины стенки. При этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638720
Дата охранного документа: 15.12.2017
19.01.2018
№218.016.05df

Компенсационный акселерометр

Изобретение, компенсационный акселерометр, предназначено для применения в системах стабилизации и навигации. Компенсационный акселерометр дополнительно содержит интегрирующую отрицательную обратную связь, в которую введены низкочастотный фильтр, с выхода схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ на вход...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631019
Дата охранного документа: 15.09.2017
20.01.2018
№218.016.1016
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633623
Дата охранного документа: 16.10.2017
20.01.2018
№218.016.116c

Способ определения угловой ориентации беспилотного летательного аппарата

Изобретение относится к области измерений углового положения объектов в пространстве и касается способа определения угловой ориентации беспилотного летательного аппарата. Способ основан на измерении инфракрасного фона вокруг беспилотного летательного аппарата четырьмя датчиками инфракрасного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634092
Дата охранного документа: 23.10.2017
20.01.2018
№218.016.1380

Устройство для выгрузки кускового материала из бункера

Изобретение относится к устройствам для выгрузки кускового материала, склонного к заклиниванию в замкнутом объеме. Устройство для выгрузки кускового материала из бункера содержит желоб, который расположен под углом 60° к горизонтали и установлен в направляющих с возможностью перемещения. Желоб...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634520
Дата охранного документа: 31.10.2017
+ добавить свой РИД