Результат интеллектуальной деятельности: Комплексная добавка для бетонной смеси

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составам комплексных добавок для бетонных смесей для повышения удобоукладываемости смесей, а также для повышения прочности изделий и конструкций, особенно в ранние сроки.

Известна комплексная добавка для бетонной смеси (патент RU №2292315, МПК С04В 24, опубл. 27.01.2004 г.), включающая пластификатор нафталинформальдегидного типа С-3, лигносульфонаты технические ЛСТ и смолу нейтрализованную воздухововлекающую СНВ или смолу древесную смыленную СДО при следующем соотношении компонентов (на сухое), мас. %: С-3 60-98, ЛСТ 0,05-25, СНВ или СДО 0,05-6.

Данная добавка при использовании в составе бетонной смеси позволяет повысить прочность бетона после пропарки, но не позволяет одновременно улучшить прочностные показатели бетона естественного твердения.

Известна также комплексная добавка (патент RU №2378207, МПК С04В 22/12, опубл. 10.01.2010 г.), включающая нитрит натрия, пластификатор - лигносульфонат технический - ЛСТ и воду, а также дополнительно содержит минерализованные стоки - отход аффинажного производства цветных металлов, состоящие из хлоридов натрия и кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%: ЛСТ 3,5-3,9, нитрит натрия 16,0-16,9, указанные минерализованные стоки 31,0-33,8, вода - остальное.

Недостатком известной комплексной добавки является недостаточная жизнеспособность бетонной смеси.

Прототипом изобретения является комплексная добавка (патент RU №2278836, МПК С04В 22/12, опубл. 27.06.2006 г.), включающая хлорид кальция, полиспирты, а также дополнительно нитрит натрия и воду в своем составе следующие компоненты при соотношении, мас.%:

Недостатками этой добавки является недостаточная пластифицирующая способность, характеризуемая подвижностью бетонной смеси при ее изготовлении и ее малая жизнеспособность, а также низкие показатели по прочности в ранние сроки твердения.

Задачей изобретения является разработка оптимального состава комплексной добавки, которая за счет новой совокупности компонентов и их нового соотношения обеспечивает повышение прочностных характеристик бетонной смеси в ранние сроки твердения.

Техническим результатом является повышение пластифицирующей способности добавки, а также повышение подвижности и жизнеспособности бетонной смеси.

Технический результат достигается тем, что комплексная добавка для бетонной смеси, включающая хлорид кальция, нитрит натрия, воду и пластификатор, при этом дополнительно содержит замедлитель твердения мелассу, а в качестве пластификатора используют поверхностно-активное вещество лауретсульфат натрия (SLES) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Соли кальция и натрия являются солями - электролитами и способны увеличить скорость твердения и повысить прочность бетона за счет интенсификации степени гидратации клинкерных минералов. Это было подтверждено результатами изучения прочностных характеристик бетона при твердении в нормальных условиях.

Нитрит натрия выполняет функцию ингибитора коррозии стальной арматуры и является еще противоморозной добавкой.

SLES представляет собой водный раствор натриевых солей дваэтоксисульфатов алифатических спиртов С 12-14 природного происхождения. В составе комплексной добавки бетонной смеси используется как водопонизитель.

Меласса - кормовая патока, побочный продукт сахарного производства. Добавка мелассы, которая в смеси используется как водопонизитель, позволяет улучшить жизнеспособность бетонной смеси. При этом сочетание двух разных видов водопонизителей (SLES и мелассы) в оптимально подобранных количествах дает высокий пластифицирующий эффект и, как следствие, увеличенную осадку конуса.

Взаимное сочетание хлорида кальция и нитрита натрия в присутствии пластификатора SLES усиливает эффект воздействия на твердение бетона, обеспечивая повышение прочностных характеристик бетонной смеси в ранние сроки твердения, за счет повышения подвижности и жизнеспособности бетонной смеси.

Оптимально подобранное количество мелассы и SLES к остальным компонентам комплексной добавки позволяет получить высокопластифицированную бетонную смесь, сохраняющую свою подвижность относительно длительное время без снижения прочностных характеристик.

Таким образом, совокупность признаков, указанных в формуле и описании изобретения, позволяет достичь технического результата.

Технология приготовления комплексной добавки заключается в следующем. Отдельно готовят растворы компонентов добавки путем растворения исходного продукта. После полного растворения компонентов проверяют плотность получаемых растворов и доводят до заданной добавлением продукта или воды. Затем все компоненты комплексной добавки подают через дозатор в смеситель, где они перемешиваются с помощью лопастей и сжатого воздуха.

В таблице 1 представлены составы комплексной добавки.

Компоненты в соотношениях, указанных в таблице 1, перемешивали в бетоносмесителе принудительного действия. Состав бетонной смеси был одинаков для предлагаемой добавки и прототипа: Новороссийский портландцемент ПЦ 500 ДО - 2800 г, песок для строительных работ по ГОСТ 8736-2014 с модулем крупности М_к=1,3 - 4000 г, щебень из плотных горных пород для строительных работ по ГОСТ 8267-93, изменением №4 от 2.04.2009 г. - 11200 г, вода - 1840 г, добавка - 33,6 г (1,2% от массы цемента) или 55,8 мл раствора.

Подвижность смеси, исходную, через 72 и 132 минуты определяли с помощью стандартного конуса. Изготавливают образцы размером 10×10×10 см, с применением вибрирования. Образцы после твердения в нормальных условиях в течение 3, 7 и 28 суток испытывали на прочность при сжатии. Результаты испытаний - подвижность, жизнеспособность смеси и предел прочности при сжатии представлены в табл. 2.

Из представленных в табл. 2 данных видно, что предлагаемая комплексная добавка обеспечивает более высокую исходную подвижность бетонной смеси, при этом жизнеспособность смеси с течением времени также лучше сохраняется (более высокая осадка конуса через 72 и 132 мин).

Прочность бетона при сжатии с предложенной добавкой в 3-суточном возрасте на 19,5-23% выше по сравнению с прототипом. В 7-суточном возрасте разница составляет 12,4-14,4%.