КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ БЕТОННЫХ И РАСТВОРНЫХ СМЕСЕЙ

КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ БЕТОННЫХ И РАСТВОРНЫХ СМЕСЕЙ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2308429 (13) C1

(51) МПК
C04B 22/00 (2006.01)
C04B 24/30 (2006.01)
C04B 103/14 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.02.2008 - действует 

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

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2006111430/03 
(22) Дата подачи заявки: 2006.04.10 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.04.10 
(45) Опубликовано: 2007.10.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2096372 C1, 20.11.1997. RU 2270815 C1, 27.02.2006. RU 2181705 С2, 27.04.2002. RU 2096389 С1, 20.11.1997. SU 1172902 А, 15.08.1985. US 6224250 B1, 01.05.2001. 
(72) Автор(ы): Добшиц Лев Михайлович (RU); Федунов Владимир Владимирович (RU); Круглов Валерий Михайлович (RU); Свиридов Олег Степанович (RU); Ломоносова Татьяна Ионовна (RU); Хижняк Владимир Михайлович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) (RU) 
Адрес для переписки: 127994, Москва, ул. Образцова, 15, МИИТ 

(54) КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ БЕТОННЫХ И РАСТВОРНЫХ СМЕСЕЙ

Изобретение относится к области строительства, а именно к составам бетонных смесей и добавок для них. Комплексная добавка для бетонных и растворных смесей включает тонкомолотый минеральный компонент - отход производства ферросилиция на основе SiO 2 - микрокремнезем, и добавки - С-3 и нитрит натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: микрокремнезем - 10-21, С-3 - 14-32, нитрит натрия - 47-75. Технический результат - повышение темпа роста прочности бетонов в ранние сроки твердения при сохранении их высокой конечной прочности. 1 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к строительству, а именно к составам бетонных смесей и добавок для них.

Известны различные добавки, вводимые в бетонные смеси для улучшения свойств затвердевших бетонов /1/. Они отличаются по химическому и вещественному составу, влиянию на свойства бетонных смесей и затвердевшего бетона /2, 3/.

Недостатком простых добавок является ограниченность их влияния на свойства бетонов, в связи с чем они не дают возможности обеспечить требуемые свойства бетонных смесей и затвердевшего бетона.

Широкое распространение получили тонкомолотые добавки наполнители, повышающие плотность, а следовательно, прочность затвердевшего бетона /4/.

Известна добавка, состоящая из тонкомолотого ячеистого бетона автоклавного твердения /5/.

Однако введение такой добавки понижает удобоукладываемость бетонных смесей, т.к. требуется значительное количество воды для смачивания поверхности частиц добавки, и снижает скорость набора прочности бетонами в ранние сроки твердения. В связи с этим требуется использование специальных технологических приемов для повышения удобоукладываемости и темпов набора прочности бетонов.

Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и получаемому эффекту является комплексная добавка, включающая, мас.%: микрокремнезем - 77,2-94,0, смесь суперпластификатора С-3 и нитрита натрия - 4,7-15,7, вода - остальное /6/. Она и взята за прототип.

Бетонная смесь с известной добавкой имеет достаточно высокую конечную прочность, но скорость ее нарастания также недостаточна.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение темпа роста прочности бетонов в ранние сроки твердения при сохранении их высокой конечной прочности.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что комплексная добавка для бетонных и растворных смесей, включающая тонкомолотый минеральный компонент - отход производства ферросилиция на основе SiO2 - микрокремнезем, и добавки - С-3 и нитрит натрия, отличающаяся тем, что соотношение компонентов следующее, мас.%:

Микрокремнезем - 10...21 
С-3 - 14...32 
Нитрит натрия - 47...75. 


Микрокремнезем представляет собой тонкодисперсную двуокись кремния, образующуюся как побочный продукт при производстве ферросилиция.

Микрокремнезем - ультрадисперсный порошок с удельной поверхностью частиц, равной 700...1100 м 2/кг. Средний диаметр частиц составляет 0,2 мкм, насыпная плотность - 200...250 кг/м3, а плотность зерен - 2200...2500 кг/м3.

Все компоненты комплексной добавки являются твердыми веществами и не требуют растворения в воде. В связи с этим добавку вводят в бетонные и растворные смеси отдельно или вместе с вяжущим и (или) заполнителями.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Готовили бетонные смеси различного количественного и качественного составов. В качестве вяжущего использовали портландцемент Мальцовского завода марки ПЦ М500 Д0, в качестве мелкого заполнителя - кварцевый песок Вяземского карьера с модулем крупности 2,56, а в качестве крупного заполнителя - гранитный щебень Орского завода фракции 10...20. Добавку вводили в количестве 0,5% массы цемента. Составы добавки и соотношение ее компонентов приведены в таблице.

После изготовления бетонные образцы твердели все время до испытаний в камере нормального твердения.

При совместном введении всех упомянутых компонентов добавки достигается эффект, невозможный при отдельном их использовании.

Наличие нитрита натрия в составе бетонных и растворных смесей сильно повышает щелочность их жидкой фазы. Микрокремнезем в сильнощелочной среде начинает взаимодействовать с образовавшимся гидроксидом кальция по реакции



Образовавшиеся низкоосновные соединения CSH являются стабильными при температурах до 90°С. В связи с этим бетоны интенсивно твердеют и набирают прочность при различных температурах твердения и термовлажностной обработки. Кроме этого, частицы микрокремнезема будут являться центрами, на которых начнут выкристаллизовываться образующиеся кристаллогидраты, тем самым отводя их от поверхности зерен цемента и освобождая поверхность цемента для дальнейшей гидратации. Все это будет способствовать быстрому набору прочности твердеющим бетоном.

Однако при введении микрокремнезема в жидкой фазе цементного теста образуется гель оксида кремния, который «садится» на зерна цемента, образуя вокруг них полупроницаемые пленки. Эти экранирующие пленки замедляют реакции взаимодействия цемента с жидкой фазой, что приводит к замедлению схватывания и в некоторой степени твердения цемента. Для ликвидации этого недостатка микро кремнезема в состав добавки входит нитрит натрия.

Нитрит натрия, взаимодействуя с микрокремнеземом в присутствии образовавшегося гидроксида кальция по реакции



приводит к связыванию SiO2 в труднорастворимый гидросиликат кальция, обеспечивая нормальную гидратацию цемента и набор прочности бетоном.

Соединения, образовавшиеся по реакциям (1) и (2), также станут центрами кристаллизации, к которым будет происходить рост и присоединение новообразований цементного камня. Это приведет к образованию прочной, мелкопористой структуры затвердевшего цементного камня, повышению плотности и прочности бетона.

Нитрит натрия, растворяясь в воде затворения, сильно повышает щелочность жидкой фазы бетонных и растворных смесей, в результате чего эффект пластификации этих смесей от совместного действия нитрит натрия с С-3 значительно возрастает (таблица).

Как следует из полученных результатов, бетоны с предлагаемой добавкой (составы №№6...11) активно набирают прочность как в ранние, так и в последующие сроки твердения. При этом темп набора прочности по сравнению с прототипом (состав №1) составляет 160...170% в ранние сроки и 140...150% в возрасте 28...56 суток.

Приводимые данные свидетельствуют о том, что высокий темп набора прочности набирается бетонами только при соблюдении указанного оптимального соотношения компонентов в комплексной добавке. Отклонение от этого соотношения приводит к снижению темпа набора прочности во все сроки твердения (составы №6, 11). При этом положительный результат достигается только при совместном введении всех компонентов добавки. Как видно из полученных данных, при введении в бетонную смесь компонентов по отдельности (составы №2, 3, 4) или при неполном сочетании компонентов (составы №2, 3, 4, 12, 13, 14) заявляемый эффект не достигается.

Таким образом, предлагаемая добавка имеет несомненные преимущества по сравнению с известными добавками. Она может быть использована при производстве растворных и бетонных смесей, а также при изготовлении монолитных и сборных железобетонных изделий.

Источники информации 

1. Шейкин А.Е. Строительные материалы. Учебник для ВУЗов. - М.: Стройиздат, 1978. - С.127.

2. Добролюбов Г., Ратинов В.В., Розенберг Т.И. Прогнозирование долговечности бетона с добавками. - М.: Стройиздат, 1983. - 212 с.

3. Руководство по применению химических добавок в бетоне / НИИЖБ Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1980. - 55 С.

4. Дворкин Л.И. и др. Цементные бетоны с минеральными наполнителями. - Киев: Будивэльнык, 1991. - 135 с.

5. А.с. 1172902 СССР. Бетонная смесь / А.Е.Шейкин, Л.М.Добшиц. - МИИТ (СССР). - Открытия. Изобретения. 1985. - №3.

6. Патент РФ №2096372. Способ приготовления комплексного модификатора бетона и комплексный модификатор бетона / С.С.Каприелов, А.В.Шейнфельд, Н.Ф.Жигулев. - Предприятие Мастер Бетон. - БИ №32, 1998(прототип)

Таблица 
№ состава Содержание компонентов в добавке, мас.% Прочность на сжатие, МПа в возрасте, сут 
Измельченный ячеистый бетон Нитрит натрия С-3 Микрокремнезем 0,5 7,0 28,0 56,0 
1 100 - - - 5,3 19,9 40,1 43,9 
2 - 100 - - 5,6 23,0 40,4 44,5 
3 - - 100 - 5,4 20,7 40,2 41,3 
4 - - - 100 5,2 18,9 40,3 40,9 
5 (аналог) 60 - 25 15 5,0 25,8 42,1 45,3 
6 (прототип) - 12 5 83 5,1 26,8 57,2 58,1 
7 - 45 33 22 7,0 40,0 48,3 53,7 
8 - 47 32 21 9,0 47,7 59,4 62,3 
9 - 60 25 15 8,9 48,0 60,7 63,4 
10 - 70 18 12 8,8 48,8 62,1 65,0 
11 - 75 15 10 8,6 40,8 60,3 63,1 
12 - 78 13 9 7,0 40,0 55,1 55,3 
13 - 70 30 - 6,5 34,3 41,0 44,5 
14 - 75 - 25 6,0 37,0 42,7 43,1 
15 - - 60 40 5,7 35,1 40,9 42,7 
16 - - - - 4,9 31,0 40,5 42,3 





ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Комплексная добавка для бетонных и растворных смесей, включающая тонкомолотый минеральный компонент - отход производства ферросилиция на основе SiO2 - микрокремнезем и добавки - С-3 и нитрит натрия, отличающаяся тем, что соотношение компонентов следующее, мас.%:

Микрокремнезем 10-21 
С-3 14-32 
Нитрит натрия 47-75





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