СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ДОБАВКИ ДЛЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ НА ОСНОВЕ ЦЕМЕНТА

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может найти применение при изготовлении комплексных добавок для производства бетонных и железобетонных изделий и конструкций.

Известно использование в технологии приготовления бетонных смесей различного типа суперпластификаторов на основе сульфированных меламинформальдегидных смол, продуктов конденсации нафталинсульфокислоты, модифицированных лигносульфонатов, поликарбоксилатов и т.п. (см. Ю.М. Баженов. Технология бетона. М., 2002 г., стр.48, В.Г.Батраков. Модифицированные бетоны. Теория и практика. М., 1998 г., стр.143).

Известен способ приготовления комплексного модификатора для бетонной смеси, включающий смешение диоксида кремния дисперсного минерального компонента с пластификатором и водой с последующей сушкой и гранулированием в газовоздушном потоке (RU 2160723, 25.11.1998).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению, т.е. прототипом, является способ получения комплексной добавки, включающий помол кремнеземсодержащего компонента с суперпластификатором C-3 до удельной поверхности 200-250 м²/кг с последующим введением ускорителя твердения - нитрата кальция и домолом до удельной поверхности 300-400 м²/кг (RU 2385302, 11.09.2008).

Технический задачей настоящего изобретения является улучшение удобоукладываемости бетонных смесей, повышение прочности бетона (в ранние и поздние сроки твердения), а также улучшение его водонепроницаемости и морозостойкости за счет способа введения комплексной добавки предлагаемого состава.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в качестве пластификатора используют смесь порошкообразных соединений лигносульфоната технического и суперпластификатора на основе Na соли нафталинсульфокислоты и формальдегида C-3 в равных количествах, а в качестве кремнеземсодержащего компонента жидкое стекло, причем вначале указанную смесь порошкообразных пластификаторов перемешивают в воде до получения раствора 35-40% концентрации с последующим введением в него жидкого стекла в количестве, обеспечивающем получение готовой комплексной добавки 60 -70% концентрации.

Приготовление комплексной добавки возможно в любом смесительном оборудовании. Добавка, полученная в жидком виде, может быть дозирована в воду затворения при приготовлении бетонной смеси непосредственно на месте строительства или на бетоносмесительных узлах. Она может храниться в жидкой таре, перед употреблением ее следует взбалтывать.

Количество добавки составляет 1,3-1,7% от массы цемента.

Присутствие в комплексной добавке смеси Na соли нафталинсульфокислоты и формальдегида С-3 и лигносульфоната обеспечивает повышение пластификации цементных систем на 60-64%.

Использование жидкого стекла Na₂O.nSiO₂ в качестве ускорителя твердения связано с тем, что жидкое стекло представляет собой растворимые в воде соли кремневой кислоты, которые являются электролитами, т.е. ускорителями твердения цементных систем (А.Е. Шейкин. Строительные материалы. М., СИ, 1978, стр.60).

При введении в цементные системы жидкое стекло Na₂O.nSiO₂ вступает во взаимодействие с алюминатными и ферритными составляющими цемента с образованием гидроалюмосиликатов и гидроалюмоферритов кальция, что ведет к ускорению гидратации C₃A и его взаимодействие с CaSO₄.2H₂O с образованием эттрингита (Ю.М. Баженов. Технология бетона. М., АСВ, 2002, стр.49; Справочник по химии цемента. Л., СИ, 1980, стр.192).

Кроме того, известно, что жидкое стекло значительно повышает водонепроницаемость и морозостойкость, так как кольматирует поры бетона.

Для осуществления способа использовали следующие материалы: портландцемент М400Д0, песок кварцевый средней крупности, воду, суперпластификатор С-3 порошкообразный (на основе натриевой соли продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида), соответствующий ТУ 6-36-02404-229-625-9 «Пластификатор С-3».

Технические условия», лигносульфонат технический (ЛСТ), представляющий собой натриевую соль лигносульфокислоты с примесями, соответствующий ТУ 13-0281036-029-94 «Лигносульфонат технический. Технические условия», жидкое стекло Na₂O.nSiO₂ с модулем 2,0-3.5 и плотностью 1,3-1,6 г/см³, соответствующее ТУ 5921-001-63022882-2010.

Способ приготовления комплексной добавки заключается в перемешивании в водной среде смесь пластификаторов ЛСТ и C-3 и кремнеземистого компонента жидкого стекла. Комплексная добавка состояла из трех компонентов, включая мас.%: ЛСТ - 18, C-3 - 18 и жидкое стекло - 64. Добавку вводили в количестве 1,7% от массы цемента.

Испытание комплексной добавки осуществили на мелкозернистых бетонных смесях при следующих расходах материалов в кг/м³: цемент - 625, песок - 1562, вода - 206. Приготовление бетонных смесей осуществляли в обычных смесителях. Твердение осуществляли в нормальных условиях.

Свойства мелкозернистых бетонов с комплексной добавкой представлены в таблице.

Бетон с предложенной комплексной добавкой имел показатели роста прочности в возрасте: 1 сут - 198%, 3 сут - 196%, 28 сут - 138%, морозостойкость - 1800 циклов, водонепроницаемость W24. Аналогичные показатели прототипа: 1 сут - 117%, 3 сут - 184%, 28 сут - 132%.