Комплексная добавка для бетона

 

Изобретение относится к использованию комплексной, пластифицирующей добавки к бетонам при производстве бетонных смесей и растворов для изготовления строительных конструкций. Технический результат: создание комплексной добавки в виде гранул, позволяющей вводить ее в бетон непосредственно на месте выполнения работ и получение бетонной смеси, обладающей высокой пластичностью в течение длительного времени, и разработка добавки на базе более дешевых компонентов. Комплексная добавка для бетона в виде гранул включает битум, лигносульфонат, воду, а в качестве структурообразователя - волокна целлюлозы при следующем соотношении компонентов состава, мас.%: битум - 5-25; целлюлозное волокно - 15-35; вода - 1-10; лигносульфонат - остальное до 100%. Предпочтительно добавка содержит алюмосиликат в количестве 5-15 мас.%. и/или суперпластификатор С-3 в количестве 15-25 мас.%. 2 табл.

Изобретение относится к использованию комплексной, пластифицирующей добавки к бетонам при производстве бетонных смесей и растворов для изготовления строительных конструкций.

При использовании бетонных смесей и растворов приходиться поддерживать пластичность (подвижность) смеси в течение длительного времени.

Технический лигносульфонат часто используется как добавка к бетонам в качестве пластификатора и представляет собой сконцентрированную сульфитную или сульфитодрожжевую барду, получаемую при варке древесины.

Известна добавка для бетонной смеси включающая последрожжевую барду и модификатор, в качестве которого используют тонкомолотый керамический кирпич и сернокислый алюминий (пат. РФ №2139837).

Известна добавка для бетонной смеси, включающая последрожжевую барду, модификатор, в качестве которого используют гранулированный кальций-магниевый алюмосиликат, и электролит NaNO₂ (пат.РФ №2156751).

Известна пластифицирующая добавка для бетонной смеси, состоящая из технического лигносульфоната с минеральным адсорбентом, в качестве которого используют торфяную золу (пат. РФ 2018496).

Общим недостатком известных пластификаторов на основе лигносульфоната является неудобство применения добавки в жидком виде, ее хранение и транспортировка, низкое качество пластификатора из-за нестабильности состава.

Указанные выше недостатки частично устранены в известном гранулированном комплексном модификаторе бетона, содержащем диоксид кремния, лигносульфонат технический и воду (пат. РФ №2160723). Известная добавка не обладает достаточной пластифицирующей способностью, бетон, полученный с использованием данного вида добавки, не имеет высокую прочность.

В комплексные добавки вводят различные наполнители с целью получения добавки в виде гранул или порошков.

Известен комплексный модификатор бетонной смеси, который представляет собой порошкообразный сыпучий материал, содержащий микрокремнезем, суперпластификатор на основе натриевой соли продукта конденсации нафтилсульфокислоты и формальдегида, нитрилотриметилфосфоновой кислоты (пат. РФ №2096389). Данный суперпластификатор выпускается под торговым наименованием С-3 (ТУ-6-36-0204229-62-5-90). Недостатком данного состава является сложность его применения и дороговизна.

Битум является традиционно основным вяжущим материалом для бетонных смесей при строительстве. Для улучшения его физико-механических свойств битум используют в сочетании с различными модифицирующими добавками, наполнителями.

Известна битумная композиция, состоящая из битума, модификатора, в качестве которого используют этиленпропиленовый эластомер, и инертного наполнителя, такого как кремнезем, каолин, слюда, карбонат кальция. Композиция изготавливается в виде гранул (пат. США №4829109). Недостатками данной композиции являются низкие эксплуатационные свойства, например невысокая прочность.

Известна комплексная добавка для цементных строительных смесей, состоящая из битума и суперпластификатора на основе алифатических альдегидов и сульфированных органических соединений (пат. РФ №2110495). Добавка имеет сложный и дорогостоящий состав.

Наиболее близким по технической сущности является известная комплексная добавка, содержащая сульфитно-спиртовую барду, битум и воду (СССР, №526604). Однако такая смесь характеризуется замедленным твердением и снижением прочности получаемых бетонных изделий.

Цель данного изобретения - создание комплексной добавки в виде гранул, позволяющей вводить ее в бетон непосредственно на месте выполнения работ и получать бетонную смесь, обладающую высокой пластичностью в течение длительного времени, и разработка добавки на базе более дешевых компонентов.

Поставленная задача решается за счет использования комплексной добавки для бетонных смесей в виде гранул, включающей битум лигносульфонат и дополнительно целлюлозное волокно при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Битум 5-25

Целлюлозное волокно 15-35

Вода 1-10

Лигносульфонат Остальное до 100%

Предпочтительно добавка содержит алюмосиликат в количестве 5-15 мас.% и/или суперпластификатор С-3 в количестве 15-25 мас.%.

Добавку готовят следующим образом.

В разогретый битум добавляют часть лигносульфоната в виде водного раствора, перемешивают в течение 0,5 часа до получения однородной эмульсии. Затем в нее вводят предварительно распущенные волокна целлюлозы с оставшейся частью лигносульфоната и воды. Все тщательно перемешивают в течение 10 мин. Смесь гранулируют с помощью экструдера и сушат до остаточной влаги не выше 10%. Готовая добавка в виде гранул добавляется в цементную смесь в количестве 0,4-0,6%. Дополнительно в добавку перед гранулированием предпочтительно вводить суперпластификатор С-3 и/или алюмосиликат в заявляемых количествах.

В табл. 1 приведен состав комплексной добавки. В табл. 2 приведен состав бетонной смеси с использованием заявляемой добавки и ее свойства.

Проведенный заявителем анализ по научно-техническим и патентным источникам информации позволил выявить оптимальные признаки в заявляемом техническом решении, следовательно, заявляемое вяжущее удовлетворяет критерию изобретения “новизна”.

В обнаруженной информации отсутствуют сведения об указанном техническом решении и из нее не выявляется влияние отдельных признаков на достижение технического результата. Следовательно, данное техническое решение удовлетворяет критерию “изобретательский уровень”.

Критерий изобретения “промышленная применимость” подтверждается тем, что предлагаемая добавка использована в составе бетона и позволила решить поставленную цель.

Формула изобретения

1. Комплексная добавка для бетона, включающая битум, лигносульфонат и воду, отличающаяся тем, что добавка в виде гранул дополнительно содержит в качестве структурообразователя волокна целлюлозы при следующем соотношении компонентов состава, мас.%:

Битум 5 - 25

Целлюлозное волокно 15 - 35

Вода 1 - 10

Лигносульфонат Остальное до 100%

2. Добавка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алюмосиликат в количестве 5-15 мас.% и/или суперпластификатор С-3 в количестве 15-25 мас.%.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2