СТРОИТЕЛЬНЫЙ РАСТВОР

СТРОИТЕЛЬНЫЙ РАСТВОР


RU (11) 2283817 (13) C1

(51) МПК
C04B 28/04 (2006.01)
C04B 111/20 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
к патенту Российской Федерации 
Статус: по данным на 18.12.2006 - действует 

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

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.09.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005105517/03 
(22) Дата подачи заявки: 2005.02.28 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.02.28 
(45) Опубликовано: 2006.09.20 
(56) Аналоги изобретения: SU 1671635 A1, 23.08.1991.

SU 937411 A, 23.06.1982.

RU 2129107 C1, 20.04.1999.

RU 2233814 C1, 10.08.2004.

US 2002/0005149 A1, 17.01.2002. 
(72) Имя изобретателя: Ткач Юрий Изяславич (RU); Ткач Изя Либович (RU); Ткач Леонид Изяславич (RU); Ткач Александр Леонидович (RU); Шпербер Рубин Елизарович (RU); Шпербер Елизар Рубинович (RU); Кузьмин Фрида Рубиновна (RU); Шпербер Ирина Рубиновна (RU); Шпербер Раиса Семеновна (RU); Шпербер Давид Рубинович (RU); Кузьмин Игорь Леонидович (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Дочернее Закрытое Акционерное Общество "ОРГРЕМГАЗ" (ДЗАО "ОРГРЕМГАЗ") (RU) 
(98) Адрес для переписки: 350002, г.Краснодар, ул. Садовая,112, ДЗАО "Оргремгаз", заместителю генерального директора Ю.И.Ткачу 

(54) СТРОИТЕЛЬНЫЙ РАСТВОР 
Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составам строительных растворов с повышенной сохраняемостью и морозостойкостью, используемых для кладки сооружений из кирпича, бетонных камней и камней из легких пород. Строительный раствор, состоящий из портландцемента, производных жирных кислот, песка и воды, дополнительно включает натрий хлористый, а в качестве производных жирных кислот - щелочной сток производства растительных масел, содержащий 0,1-0,7 мас.% свободной щелочи, при следующем массовом соотношении компонентов, %: портландцемент - 14,0-18,0, песок - 64,0-69,0, щелочной сток производства растительных масел - 0,8-2,5, натрий хлористый - 0,003-0,2, вода - до 100. Технический результат - повышение прочности и морозостойкости строительного раствора, снижение его расслаиваемости. 3 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составам строительных растворов с повышенной сохраняемостью и морозостойкостью, используемых для кладки сооружений из кирпича, бетонных камней и камней из легких пород.

Известен строительный раствор (авторское свидетельство СССР №1273343, С 04 В 24/18, 1986 г.), состоящий из цемента и песка в соотношении 1:3, воды и комплексной добавки, содержащей, мас.%:

технические лигносульфонаты 6,5-90,0 
натриевые соли жирных кислот 
с числом атомов углерода в цепи С14-С20 6,5-90,0 
сульфат натрия 0,7-50,0 
вещество из группы: формамид, диметил- 
формамид,октилдециламин, пара-алкилбен- 
зилтриэтиламмонийхлорид, пара-алкилбен- 
зилиридинийхлорид 0,15-50,0 


Причем количество комплексной добавки в растворе составляет 0,033-0,39% от массы цемента.

Недостатками такого раствора являются низкие подвижность, морозостойкость и расслаиваемость.

Наиболее близким по технической сущности является строительный раствор (авторское свидетельство СССР №1671635, С 04 В 24/04, 1991 г.), включающий следующие компоненты в массовом соотношении, %:

портландцемент 14,0-18,0 
песок 64,0-69,0 
нейтрализованный вторичный маточный 
раствор производства пентаэритрита на основе 
натриевой соли муравьиной кислоты и углеводов 0,49-0,63 
мылонафт 0,04-0,09 
вода до 100 


Недостатками такого раствора являются низкие подвижность, морозостойкость и расслаиваемость.

Предлагаемый строительный раствор состоит из портландцемента, песка, производных жирных кислот, воды и дополнительно натрия хлористого, причем в качестве производных жирных кислот он содержит щелочной сток производства растительных масел, имеющий 0,1-0,7 мас.% свободной щелочи, при следующих массовых соотношениях компонентов, %:

портландцемент 14,0-18,0 
песок 64,0-69,0 
щелочной сток производства 
растительных масел 0,8-2,5 
натрий хлористый 0,003-0,2 
вода до 100 


Щелочной сток производства растительных масел (ЩСПМ) является отходом производства растительных масел на стадии очистки их от непредельных жирных кислот. Это пастообразное вещество светло-коричневого или коричневого цвета следующего состава, мас.%:

натриевые соли жирных кислот 20,0-45,0 
триглицириды 1,5-9,0 
свободная щелочь 0,1-0,7 
вода до 100 


Содержание свободной щелочи в СЩПМ определяют следующим образом.

В коническую колбу емкостью 400 мл берут навеску ЩСПМ в количестве 5-10 г с точностью до 0,01 г, прибавляют 50 мл 96-%-го предварительно нейтрализованного спирта и 2-3 капли 1%-го спиртового раствора фенолфталеина и тируют 0,1N раствором соляной кислоты до исчезновения розового окрашивания.

Навеска ЩСПМ берется в зависимости от содержания свободной щелочи с таким расчетом, чтобы после титрования пробы концентрация спирта была не ниже 60%.

Содержание свободной щелочи вычисляют по формуле:

Х=(0,004×C×K)/G,%,

где 0,004 - количество щелочи, соответствующее 1 мл 0,1N раствора соляной кислоты, г;

С - количество 0,1N раствора соляной кислоты, израсходованное на титрование, мл:

К - поправка к титру 0,1N раствора соляной кислоты:

G - навеска ЩСПМ, г.

Строительный раствор готовят путем перемешивания песка, ЩСПМ, натрия хлористого и воды в растворомешалке в течение 1,5-2 минут. Затем вводят портландцемент и продолжают перемешивание еще в течение 2-3 минут.

Для испытания предложенного строительного раствора были приготовлены образцы в лабораторных условиях по нижеприведенным примерам.

При приготовлении строительных растворов применяли портландцемент М300 и природный кварцевый песок с Мкр=1,2-2,2. В качестве ЩСПМ использовали отход производства масел ОАО «Экспериментальный маслозавод», г.Краснодар.

Приготовленную растворную смесь из смесителя выгружали в емкость, а затем через определенные промежутки времени (4, 20 и 28 ч) отбирали пробы раствора для определения подвижности по глубине погружения в нее эталонного конуса.

Расслаиваемость растворной смеси определяли путем сопоставления содержания заполнителя в нижней и верхней частях свежеотформованного образца размером 150×150×150 мм.

Прочность раствора определяли в соответствии требованиям ГОСТ 10180-90 при сжатии образцов, приготовленных из рабочей растворной смеси размерами 70,7×70,7×70,7 мм, подвергнутых 3-х суточному, 26-ти суточному и 56-ти суточному твердению при 25°С.

Для определения морозостойкости затвердевшего раствора, насыщенного водой, замораживали при минус 40°С и оттаивали при комнатной температуре с последующим определением прочности на сжатие. За морозостойкость принимали количество циклов попеременного замораживания и оттаивания образцов, у которых прочность снизилась не более чем на 25% при потере в массе не более 5%.

Пример №1

Для приготовления строительного раствора помещают в растворомешалку 341,5 г песка; 7,5 г ЩСПМ, содержащего 0,5 мас.% свободной щелочи; 0,5 г натрия хлористого; 73 г воды и перемешивают в течение 1,5 минут, затем вводят туда 77,5 г портландцемента и продолжают перемешивание еще 3 минуты. Полученный раствор испытывают на подвижность, расслаиваемость и готовят из него образцы для определения показателей прочности и морозостойкости. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №2

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут 345 г песка; 12,5 г ЩСПМ, содержащего 0,1 мас.% свободной щелочи; 0,015 г натрия хлористого; 72,485 г воды и перемешивают в течение 2 минут, добавляют 70 г портландцемента и продолжают перемешивание еще 2 минуты. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №3

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут 314 г песка; 4,0 г ЩСПМ, содержащего 0,7 мас.% свободной щелочи; 1,0 г натрия хлористого; 81,0 г воды и 73,0 г портландцемента. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №4

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут 329 г песка; 12,5 г ЩСПМ, содержащего 0,5 мас.% свободной щелочи; 0,5 г натрия хлористого; 73,0 г воды и 85,0 г портландцемента. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 3.

Пример №5

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут 320 г песка; 4,0 г ЩСПМ, содержащего 0,1 мас.% свободной щелочи; 0,015 г натрия хлористого; 85,985 г воды и 90,0 г портландцемента. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 3.

Пример №6

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут 323,5 г песка; 7,5 г ЩСПМ, содержащего 0,7 мас.% свободной щелочи; 1,0 г натрия хлористого; 80,0 г воды и 88,0 г портландцемента. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 3.

Пример №7 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут 3,5 г ЩСПМ, 77,0 г воды. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №8 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут 14 г ЩСПМ и 66,5 г воды. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №9 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №4 с той разницей, что берут 3,5 г ЩСПМ и 82,0 г воды. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 3.

Пример №10 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №4 с той разницей, что берут 14 г ЩСПМ и 71,5 г воды. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 3.

Пример №11 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут ЩСПМ, содержащий 0,05 мас.% свободной щелочи. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №12 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут ЩСПМ, содержащий 0,8 мас.% свободной щелочи. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №13 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №4 с той разницей, что берут 7,5 г ЩСПМ, содержащего 0,05 мас.% свободной щелочи, и 78,0 г воды. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 3.

Пример №14 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №4 с той разницей, что берут 7,5 г ЩСПМ, содержащего 0,8 мас.% свободной щелочи, и 78,0 г воды. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 3.

Пример №15 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут 1,25 г натрия хлористого и 72,25 г воды. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №16 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №4 с той разницей, что берут 7,5 г ЩСПМ, содержащего 0,5 мас.% свободной щелочи, и 78,5 г воды. Строительный раствор приготовлен без добавления натрия хлористого. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №17 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №1 без предложенных добавок. Берем 340,5 г песка, 87,0 г воды и 72,5 г портландцемента. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №18 (сравнительный)

Строительный раствор готовят по примеру №4 без предложенных добавок. Берем 324 г песка, 86,5 г воды и 89,5 г портландцемента. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 3.

Пример №19 (по прототипу)

Строительный раствор готовят по примеру №1 с той разницей, что берут 342,1 г песка, 2,55 г нейтрализованного вторичного маточного раствора производства пентаэритрита на основе натриевой соли муравьиной кислоты и углеводов (СФС), 0,35 г мылонафта (МН), 82,0 г воды и 73,0 г портландцемента. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 2.

Пример №20 (по прототипу)

Строительный раствор готовят по примеру №19 с той разницей, что берут 329,4 г песка, 3,0 г нейтрализованного вторичного маточного раствора производства пентаэритрита на основе натриевой соли муравьиной кислоты и углеводов, 0,25 г мылонафта, 82,35 г воды и 85,0 г портландцемента. Состав раствора и результаты испытания приведены в таблицах №1 и 3.

Как видно из представленных результатов, предложенный строительный раствор имеет высокие эксплуатационные показатели за счет введения в его состав щелочного стока производства растительных масел и натрия хлористого (пр. №1-6).

Подвижность раствора по сравнению с прототипом увеличивается на 27,7%, морозостойкость повышается на 18,7-24%, а расслаиваемость раствора снижается на 37,9-39% при сохранении высоких показателей прочности на сжатие.

Однако такие высокие показатели достижимы только в заявленных пределах состава строительного раствора.

Так, при увеличении или уменьшении содержания ЩСПМ в строительном растворе (пр. №7-10), при снижении содержания свободной щелочи в ЩСПМ (пр. №11 и 13), а также при отсутствии натрия хлористого (пр. №16) показатели морозостойкости и расслаиваемости снижаются.

При увеличении содержания свободной щелочи в ЩСПМ выше заявленного (пр. №12 и 14) нарушается удобоукладываемость раствора (кирпич при кладке скользит). В случае повышения заявленного количества натрия хлористого (пр. №15) появляются высолы на стенах.

Таблица 1

Расход материалов для приготовления строительных растворов для марок М75 и М100 
Пример

№ Состав строительного раствора, мас.% 
портландцемент песок ЩСПМ Содержание свободной щелочи в ЩСПМ Натрий хлористый вода 
М75 М100 М75 М100 М75 М100 М75 М100 М75 М100 М75 М100 
1 15,5 - 68,3 - 1,5 - 0,5 - 0,1 - 14,6 - 
2 14,0 - 69,0 - 2,5 - 0,1 - 0,003 - 14,497 - 
3 14,6 - 68,2 - 0,8 - 0,7 - 0,2 - 16,2 - 
4 - 17,0 - 65,8 - 2,5 - 0,5 - 0,1 - 14,6 
5 - 18,0 - 64,0 - 0,8 - 0,1 - 0,003 - 17,197 
6 - 17,6 - 64,7 - 1,5 - 0,7 - 0,2 - 16,0 
7 ср 15,5 - 68,3 - 0,7 - 0,5 - 0,1 - 15,4 - 
8 ср 15,5 - 68,3 - 2,8 - 0,5 - 0,1 - 13,3 - 
9 ср - 17,0 - 65,8 - 0,7 - 0,5 - 0,1 - 16,4 
10 ср - 17,0 - 65,8 - 2,8 - 0,5 - 0,1 - 14,3 
11 cp 15,5 - 68,3 - 1,5 - 0,05 - 0,1 - 14,6 - 
12 ср 15,5 - 68,3 - 1,5 - 0,8 - 0,1 - 14,6 - 
13 ср - 17,0 - 65,8 - 1,5 - 0,05 - 0,1 - 15,6 
14 ср - 17,0 - 65,8 - 1,5 - 0,8 - 0,1 - 15,6 
15 ср 15,5 - 68,3 - 1,5 - 0,5 - 0,25 - 14,45 - 
16 ср - 17,0 - 65,8 - 1,5 - 0,5 - отс. - 15,7 
17 без добавок 14,5 - 68,1 - - - - - - - 17,4 - 
18 без добавок - 17,9 - 64,8 - - - - - - - 17,3 
19 пр 14,6 - 68,42 - СФС-

0,51 - МН-0,07 - - - 16,4 - 
20пр - 17,0 - 65,88 - СФС-

0,60 - МН-0,05 - - - 16,47 


Таблица 2

Физико-механические характеристики строительных растворов М75 
Пример

№ Время выдержки, ч Подвижность,

см Прочность, МПа, в возрасте Морозостойкость, циклы Расслаиваемость, % 
3 сут 28 сут 56 сут 
1 4 11,7 2,7 7,8 9,5 - 1,8 
20 11,5 2,5 7,6 9,3 - - 
28 11,2 2,3 7,6 9,2 121 - 
2 4 11,6 2,7 7,7 9,4 - 1,8 
20 11,2 2,6 7,7 9,4 - - 
28 11,2 2,4 7,6 9,2 125 - 
3 4 11,8 2,7 7,7 9,5 - 1,9 
20 11,2 2,6 7,6 9,4 - - 
28 11,1 2,4 7,5 9,3 127 - 
7 ср 4 10,2 2,6 7,6 9,4 - 2,8 
20 9,1 2,5 7,5 9,3 - - 
28 8,6 2,4 7,4 9,3 111 - 
8 ср 4 11,7 2,7 7,7 9,5 - 2,5 
20 11,6 2,5 7,6 9,4 - - 
28 11,5 2,4 7,4 9,2 118 - 
11 ср 4 11,5 2,5 7,7 9,4 - 2,8 
20 11,3 2,4 7,6 9,2 - - 
28 11,2 2,4 7,6 9,2 115 - 
12 ср 4 11,6 2,7 7,8 9,5 - 1,8 
20 11,5 2,5 7,6 9,3 - - 
28 11,3 2,3 7,5 9,2 123 - 
15 ср 4 11,6 2,6 7,8 9,5 - 1,8 
20 11,4 2,5 7,7 9,3 - - 
28 11,2 2,3 7,5 9,2 123 - 
17 ср 0,4 10,6 2,5 7,8 8,5 - 3,0 
4 6,0 1,9 5,1 6,1 52 - 
19 ср 4 10,2 2,6 7,6 9,2 - 3,1 
20 9,0 2,4 7,5 9,2 - - 
28 8,8 2,3 7,5 9,1 100 - 


Таблица 3

Физико-механические характеристики строительных растворов М100 
Пример

№ Время выдержки, ч Подвижность,

см Прочность, МПа, в возрасте Морозостойкость, циклы Расслаиваемость, % 
3 сут 28 сут 56 сут 
4 4 11,2 3,5 10,2 13,1 - 1,8 
20 10,8 3,4 10,1 13,0 - - 
28 10,5 3,4 10,2 13,1 178 - 
5 4 11,3 3,6 10,3 13,2 - 1,9 
20 10,7 3,5 10,1 13,1 - - 
28 10,4 3,4 10,2 13,1 179 - 
6 4 11,2 3,5 10,3 12,9 - 1,8 
20 10,8 3,5 10,2 12,8 - - 
28 10,3 3,4 10,1 12,8 181 - 
9 ср 4 11,1 3,6 10,3 12,9 - 2,6 
20 10,9 3,5 10,2 12,8 - - 
28 10,6 3,4 10,2 12,8 155 - 
10 ср 4 11,1 3,5 10,2 12,9 - 2,5 
20 11,0 3,4 10,1 12,8 - - 
28 10,9 3,4 10,1 12,8 152 - 
13 ср 4 11,0 3,5 10,2 12,9 - 2,7 
20 10,9 3,4 10,1 12,8 - - 
28 10,9 3,4 10,0 12,7 153 - 
14 ср 4 11,1 3,5 10,2 12,9 - 1,8 
20 10,9 3,4 10,1 12,8 - - 
28 10,9 3,4 10,1 12,7 171 - 
16 ср 4 10,9 3,5 10,2 12,8 - 2,3 
20 10,8 3,4 10,1 12,7 - - 
28 10,8 3,4 10,1 12,7 146 - 
18 ср без добавок 0,4 10,5 3,4 10,0 12,4 - 2,7 
4 6,0 2,7 7,3 9,8 76 - 
20 пр 4 10,5 3,5 10,2 12,8 - 2,9 
20 8,0 3,3 10,0 12,7 - - 
28 7,1 3,1 10,0 12,7 151 - 






ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Строительный раствор, состоящий из портландцемента, производных жирных кислот, песка и воды, отличающийся тем, что он дополнительно включает натрий хлористый, а в качестве производных жирных кислот - щелочной сток производства растительных масел, содержащий 0,1-0,7 мас.% свободной щелочи, при следующем массовом соотношении компонентов, %:

Портландцемент 14,0-18,0 
Песок 64,0-69,0 
Щелочной сток производства 
растительных масел 0,8-2,5 
Натрий хлористый 0,003-0,2 
Вода До 100