СОСТАВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ БЕТОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ

СОСТАВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ БЕТОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2165911 (13) C1

(51) 7 C04B41/65 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2001.04.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 99116751/03 
(22) Дата подачи заявки: 1999.08.03 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.08.03 
(43) Дата публикации заявки: 2001.04.27 
(45) Опубликовано: 2001.04.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 2072335 C1, 27.01.1997. RU 2052413 C1, 20.01.1996. RU 2007375 C1, 12.02.1994. EP 0312387 A1, 19.04.1989. 
(71) Имя заявителя: Кулагин Юрий Владимирович; Геворкян Вадим Альбертович; Парталла Наталия Алексеевна; Белов Владимир Владимирович 
(72) Имя изобретателя: Кулагин Ю.В.; Геворкян В.А.; Парталла Н.А.; Белов В.В. 
(73) Имя патентообладателя: Кулагин Юрий Владимирович; Геворкян Вадим Альбертович; Парталла Наталия Алексеевна; Белов Владимир Владимирович 
(98) Адрес для переписки: 170026, г.Тверь, наб. Афанасия Никитина 22, Тверской государственный технический университет. Отдел охраны авторских прав и защиты информации, Борисенко А.К. 

(54) СОСТАВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ БЕТОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ 

Изобретение относится к области строительства, в частности к составам для защиты бетонных поверхностей, повышения их водонепроницаемости, водо- и коррозионной стойкости, а также способам получения этих составов. Сущность изобретения: в известном составе, включающем цемент, песок, неорганическую ионогенную комплексную добавку и воду, в качестве добавки используют нитраты щелочных и щелочноземельных металлов, выбранные из группы LiNO3, NaNO3, KNO3, Са(NO3)2, сульфат натрия, карбонаты и гидрокарбонаты щелочных металлов, выбранные из группы NaHCO3, Na2CO3, KHCO3, К2СО3, гидроксид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%: нитраты щелочных и щелочноземельных металлов, выбранные из группы LiNO3, NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2 - 1.1 - 2.2; сульфат натрия - 0.25-0.60; карбонаты и гидрокарбонаты щелочных металлов, выбранные из группы NaHCO3, Na2CO3, KHCO3, K2CO3 - 0.55 - 1.2; гидроксид кальция - 0.04-0.1; цемент - 25.0 - 37.5; песок - 37.5 - 50.0; вода - остальное. Предложенный состав приготовляют путем перемешивания всех составляющих в мешалке, причем предварительно готовят гомогенный раствор неорганической ионогенной комплексной добавки путем перемешивания ее с водой затворения в смесителе с частотой вращения рабочего органа 450 - 1500 об/мин в течение 1 - 5 мин. Технический результат - повышение влагозащитных свойств, морозостойкости, коррозионной стойкости. 2 c.п. ф-лы, 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к составам для защиты бетонных поверхностей, повышения их водонепроницаемости, водо- и коррозийной стойкости, а также способам получения этих составов.

Известна композиция для реставрации древних сооружений (Патент РФ N 2017704, кл. C 04 B 41/62, 1994), содержащая 62-68% портландцементного клинкера, 3-10% нитрата натрия, 2-5 % хромата калия, остальное - вода. Данная композиция при нанесении ее на поверхность камня имеет хорошую адгезию к камню и придает ему высокую морозостойкость.

Однако серьезным недостатком данной композиции является низкая скорость схватывания и твердения (1-2 сут), что приводит к получению некачественного защитного покрытия. Кроме того, отсутствие в составе защитной композиции минерального наполнителя обуславливает значительную ее усадку в процессе ее твердения, а также невозможность равномерного распределения химических добавок по поверхности обрабатываемых материалов.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому составу является композиция для защиты бетонных поверхностей (Патент РФ N 2072335, кл. C 04 B 28/00, B 28 B 19/00, E 04 B 1/64, 1995), которая включает цемент, песок, неорганическую ионогенную добавку при следующем соотношении компонентов, мас.%: нитрат натрия 0.9-1.8; карбонат натрия 2.0-3.0; сульфат натрия 2.5-3.6; хлорид кальция 0.05-0.15; карбид кальция 0.75-1.15; гидроксид кальция 0.8-1.0; цемент 36.0-40.0; песок 39.0-49.0; остальное вода.

Достоинством известной композиции является то, что содержащиеся в ней химические добавки и цементно-песчаная составляющая, которую можно рассматривать как носитель, обеспечивающий равномерное распределение этих добавок по поверхности обрабатываемого бетона, сообщают последнему высокую водонепроницаемость, водо- и коррозийную стойкость, повышенную поверхностную прочность за счет кольматации порового пространства кристаллическими новообразованиями, возникающими при взаимодействии химических добавок, содержащихся в защитной композиции, с компонентами защищаемого материала.

Однако содержащиеся в известной композиции в большом количестве такие химические добавки, как сульфат натрия (2.5-3.6%), хлорид кальция (0.05-0.15%) и другие, вызывают появление "высолов" на поверхности обрабатываемого бетона, увеличивают стоимость защитной композиции, а также могут являться причиной коррозии арматуры в защищаемых железобетонных конструкциях. Так, многие технические нормы требуют минимального содержания хлоридов в бетоне.

Комитет 201 при Американском институте бетона предложил следующее ограничение на содержание хлорид-ионов в бетоне: в предварительно напряженном бетоне максимально допустимо 0.06% CaCl2, а для обычного бетона во влажных условиях и при соприкосновении с хлоридами их предельное содержание допускается 0.1%.

Известны также способы получения защитных композиций путем перемешивания их сухих составляющих с водой.

Наиболее близкой по заявляемой сущности и достигаемому результату является технология приготовления защитной композиции (Патент РФ N 2072335, кл. C 04 B 28/00, B 28 B 19/00, E 04 B 1/64, 1995), которая заключается в перемешивании сухих составляющих в течение 35-50 мин и затем перемешивании сухой смеси с водой при непрерывной и равномерной ее подаче в мешалку в течение 15-20 мин.

Однако известный способ приготовления защитной композиции характеризуется большими затратами времени и трудоемкостью, а также не гарантирует получения однородной смеси, что особенно важно при наличии большого количества химических добавок.

В основу изобретения положена задача получения состава для защиты бетонных поверхностей, придания им высоких влагозащитных свойств, морозостойкости, коррозийной стойкости, увеличения их поверхностной прочности при наличии в составе относительно небольшого числа химических добавок в малых концентрациях, не вызывающих появления "высолов" и коррозию арматуры, и в то же время за счет оптимального соотношения этих добавок и обеспечения их однородного распределения, гарантирующих достижение указанного положительного эффекта.

Это достигается тем, что в составе для защиты бетонных поверхностей, включающем цемент, песок, неорганическую ионогенную комплексную добавку и воду, в качестве неорганической ионогенной комплексной добавки используют нитраты щелочных и щелочноземельных металлов, выбранные из группы: LiNO3, NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2; сульфат натрия; карбонаты и гидрокарбонаты щелочных металлов, выбранные из группы: NaHCO3, Na2CO3, KHCO3, K2CO3, и гидроксид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%: нитраты щелочных и щелочноземельных металлов, выбранные из группы: LiNO3, NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2, 1.1-2.2; сульфат натрия 0.25-0.60; карбонаты и гидрокарбонаты щелочных металлов, выбранные из группы: NaHCO3, Na2CO3, KHCO3, K2CO3, 0.55-1.20; гидроксид кальция 0.04-0.10; цемент 25.0-37.5; песок 37.5-50.0; остальное вода.

Это достигается также тем, что известный способ приготовления состава для защиты бетонных поверхностей, который включает перемешивание всех составляющих в мешалке, дополняют операцией по предварительному приготовлению гомогенного раствора неорганической ионогенной комплексной добавки путем перемешивания ее с водой затворения в смесителе с частотой вращения рабочего органа 750-1500 об/мин в течение 1-5 мин.

Заявляемый состав для защиты бетонных поверхностей и предлагаемый способ его приготовления при относительно небольшом числе химических добавок, входящих в состав неорганической ионогенной комплексной добавки в малых оптимальных концентрациях, за счет полного растворения этих добавок и получения гомогенного раствора комплексной добавки путем перемешивания ее с водой затворения в смесителе с частотой вращения рабочего органа 750-1500 об/мин в течение 1-5 мин с последующим однородным распределением этой добавки в смеси в процессе ее окончательного перемешивания и на защищаемой бетонной поверхности при нанесении состава известными способами позволяют получить прочный защитный слой с высокой адгезией к бетону, обеспечить увеличение поверхностной прочности, водонепроницаемости, водо- и коррозионной стойкости и морозостойкости при одновременном исключении явлений "высолов", возможной коррозии арматуры и снижении стоимости расходных материалов по сравнению с известными составами.

Состав приготавливают из компонентов, каждый из которых выполняет определенную функцию в процессах образования "кристаллизационного барьера" в поверхностном слое защищаемого бетона. Оптимальные количественные соотношения компонентов обеспечивают получение гарантированных показателей качества защитного слоя.

Нитраты щелочных и щелочноземельных металлов, выбранные из группы: LiNO3, NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2, используются как активаторы твердения и при взаимодействии с ионами кальция и молекулами воды участвуют в кристаллообразовании в порах и капиллярах защищаемого бетона. Введение их в количестве, меньшем 1.1 мас.% и большем 2.2 мас.%, не обеспечивает оптимального молярного соотношения с другими компонентами комплексной добавки.

Сульфат натрия способствует более быстрому твердению растворной смеси и получению прочного защитного слоя, а также участвует в процессе кольматации пор защитного бетона и создания "кристаллизационного барьера". Введение Na2SO4 в количестве, меньшем 0.25%, не обеспечит создания прочного защитного слоя, а при большем его содержании чем 0.63% появляется опасность "высолов".

Карбонаты и гидрокарбонаты щелочных металлов, выбранные из группы: NaHCO3, Na2CO3, KHCO3, K2CO3, выполняют роль пластификаторов и участвуют в образовании "кристаллизационного барьера".

При использовании карбонатов и гидрокарбонатов в количестве, меньшем 0.55%, не будет необходимого эффекта пластификации и упрочнения защитного слоя, а при большем 1.2% появляется опасность "высолов" и снижение прочности за счет избыточного давления в капиллярах бетона.

Гидроксид кальция увеличивает щелочность жидкой фазы в поверхностном слое защищаемого бетона, что способствует образованию гидросульфоалюминатов кальция трехсульфатной формы, кольматации пор и упрочнению защитного слоя. Меньшее содержание Ca(ОН)2 чем 0.04% недостаточно для эффекта кольматации, а большее чем 0.1% может вызвать чрезмерные напряжения в твердеющей системе и появление микротрещин, снижающих прочность и водонепроницаемость защитного слоя.

Цемент является вяжущим, кроме того, продукты его гидратации участвуют в образовании "кристаллизационного барьера". Меньшее содержание цемента в смеси чем 25% не обеспечит прочности защитного слоя, а большее содержание чем 37.5% вызывает усадочные явления.

Песок применяется как заполнитель и, наряду с цементом, как носитель химических добавок для их равномерного распределения на защищаемой бетонной поверхности. Использование песка в количестве, меньшем 37.5%, вызывает усадочные явления в защитном слое, а в количестве, большем 50%, снижает прочность защитного слоя.

Существование оптимальной частоты вращения рабочего органа смесителя и оптимального времени перемешивания при предварительном получении гомогенного раствора комплексной добавки в заявляемом способе приготовления состава для защиты бетонных поверхностей определяется следующими соображениями.

При частоте вращения рабочего органа смесителя менее 750 об/мин не будет обеспечен турбулентный режим перемешивания раствора химических добавок и его гомогенность. Частота вращения рабочего органа более 1500 об/мин дает слабое улучшение эффекта турбулентного перемешивания и к тому же отсутствует у большинства турбулентных смесителей.

Время перемешивания менее 1 мин не обеспечит получение гомогенного раствора комплексной добавки, а более 5 мин существенно не влияет на получение гомогенного раствора.

Лучший вариант осуществления изобретения

При получении состава для защиты бетонных поверхностей использовался бездобавочный портландцемент М500 по ГОСТ 10178-85, песок мелкий кварцевый ОВС-040-1 по ГОСТ 22551-77, химические добавки, указанные в описании изобретения, вода при следующем соотношении компонентов в расчете на 100 кг: нитрат натрия - 2 кг; сульфат натрия - 0.5 кг; карбонат натрия - 1 кг; гидроксид кальция - 0.1 кг; цемент - 30 кг; песок - 45 кг; вода - 21.4 кг.

В соответствии с предлагаемым способом путем перемешивания химических добавок с водой затворения в смесителе (пропеллерной мешалке) с частотой вращения рабочего органа 1000 об/мин в течение 3 мин приготовили гомогенный раствор комплексной добавки. Затем в обычном растворосмесителе в течение 5 мин перемешали сухие цемент и песок, далее в сухую смесь ввели гомогенный раствор комплексной добавки и окончательную смесь перемешали в течении 10 мин.

Для оценки характеристик защитного состава использовались бетонные образцы - кубы размером 10х10х10 см, предварительно твердевшие в лабораторной пропарочной камере по обычному режиму. Через 24 часа после ТВО образцы покрывались слоями толщиной 3-4 мм из указанного состава, после чего они выдерживались в воде в течение 3 суток, затем 3 суток на воздухе и потом подвергались испытаниям на прочность с помощью склерометра ОМШ-1 по предварительно установленной градуировочной зависимости, водонепроницаемость по ускоренной методике по воздухопроницаемости на приборе типа АГАМА-2Р, морозостойкость при насыщении 5% раствором NaCl, коррозионную стойкость в 5% растворе H2SO4.

Для сравнения в тех же условиях были изготовлены и испытаны образцы без защитного состава и образцы с защитным составом "Кальматрон" (прототип). В каждой серии было изготовлено и испытано по 5 образцов.

Результаты испытаний образцов, изготовленных с применением заявленного защитного состава, полученного по предлагаемому способу, а также образцов без защитного состава (контрольные) и с покрытием защитным составом "Кальматрон" приведены в таблице.

Данные таблицы показывают, что заявляемые состав для защиты бетонных поверхностей и способ его приготовления позволяют обеспечить получение прочного защитного слоя на бетонной поверхности, существенно увеличить поверхностную прочность, водонепроницаемость, морозостойкость и коррозионную стойкость защищаемого бетона без опасности появления "высолов" и при экономии дефицитных и часто небезопасных химических добавок.

Изобретение простое при осуществлении и может быть реализовано на существующем оборудовании. Экспериментальная проверка предлагаемого состава для защиты бетонных поверхностей и способа его приготовления доказала его промышленную применимость. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Состав для защиты бетонных поверхностей, включающий цемент, песок, неорганическую ионогенную комплексную добавку и воду, отличающийся тем, что в качестве неорганической ионогенной комплексной добавки используют нитраты щелочных и щелочноземельных металлов, выбранные из группы LiNO3, NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2, сульфат натрия, карбонаты и гидрокарбонаты щелочных металлов, выбранные из группы NaHCO3, Na2CO3, KHCO3, K2CO3, гидроксид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Нитраты щелочных и щелочноземельных металлов, выбранные из группы LiNO3, NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2 - 1.1 - 2.2

Сульфат натрия - 0.25 - 0.60

Карбонаты и гидрокарбонаты щелочных металлов, выбранные из группы NaHCO3, Na2CO3, KHCO3, K2CO3 - 0.55 - 1.2

Гидроксид кальция - 0.04 - 0.1

Цемент - 25.0 - 37.5

Песок - 37.5 - 50.0

Вода - Остальное

2. Способ приготовления состава для защиты бетонных поверхностей, включающий перемешивание всех составляющих в мешалке, отличающийся тем, что предварительно готовят гомогенный раствор неорганической ионогенной комплексной добавки путем перемешивания ее с водой затворения в смесителе с частотой вращения рабочего органа 450 - 1500 об./мин в течении 1 - 5 мин.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru