Сырьевая смесь для защитного покрытия бетонной поверхности
Владельцы патента RU 2305671:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" (RU)
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для защиты бетонных поверхностей как ремонтируемых, так и вновь возводимых зданий и сооружений в промышленном и гражданском строительстве. Технический результат - обеспечение повышения прочности при сжатии, адгезионной прочности, водонепроницаемости защищаемого бетона. Сырьевая смесь для защитного покрытия бетонной поверхности, включающая цемент, песок, комплексную добавку и воду, дополнительно содержит монтмориллонитовую глину с удельной поверхностью - Sуд не менее 150 м2/кг, а комплексная добавка содержит микрокремнезем с Sуд, равной 2000 м2/кг, добавку ЦМИД-4, 20% раствор золя ортокремневой кислоты с рН 3-4, при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент - 23,00-28,81, песок - 59,00-64,00, глина монтмориллонитовая с Sуд не менее 150 м2/кг - 0,69-0,83, микрокремнезем с Sуд, равной 2000 м2/кг 1,16-1,30, добавка ЦМИД-4 - 0,19-0,22, 20% раствор золя ортокремневой кислоты с рН 3-4 - 0,14-0,17, вода 10,01-10,48. 1 табл.
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для защиты бетонной поверхности, ремонтируемых и вновь возводимых зданий и сооружений в промышленном и гражданском строительстве.
Известна сырьевая смесь, используемая для защитного покрытия бетонной поверхности, содержащая портландцементный клинкер 62-68%, нитрат натрия 3-10%, хромат калия 2-5%, остальное вода (патент РФ №2017704, С04В 41/62, 1994 г.).
Известна сырьевая смесь, состоящая из следующих компонентов, мас.%: портландцемент - 7,73-8,98; микрокремнезем - 68,04-68,42; гидратная известь - 6,26-7,1; зольсодержащая добавка - 0,003-0,0058; амелозосодержащий продукт - 0,017-0,025 и вода - 16,70-16,72 [Темников Ю.Н. "Цветные сухие строительные смеси для декорирования и отделки улучшенного качества", диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, СПб, 2005, с.58].
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой сырьевой смеси, выбранной за прототип, является смесь для защиты бетонной поверхности при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 36,0-40,0, песок 39,0-49,0, 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, остальное вода (патент РФ №2072335, С04В 28/00,1997 г.).
Недостатком указанных аналогов и прототипа является недостаточное повышение следующих параметров защищаемого бетона, а именно прочности при сжатии, адгезионной прочности и водонепроницаемости.
Задача, на решение которой направлено изобретение, - создание сырьевой смеси для защитного покрытия бетонной поверхности, обеспечивающей повышение следующих параметров защищаемого бетона: прочности при сжатии, адгезионной прочности и водонепроницаемости.
Поставленная задача достигается тем, что сырьевая смесь для защитного покрытия бетонной поверхности содержит цемент, песок, комплексную добавку и воду. Новым, по сравнению с сырьевой смесью, выбранной за прототип, является то, что она дополнительно содержит монтмориллонитовую глину с Sуд≥150 м2/кг, а в качестве комплексной добавки используют микрокремнезем с Sуд=2000 м2/кг, добавку ЦМИД-4, 20% раствор золя ортокремневой кислоты с рН 3-4 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Цемент | 23,00-28,81 |
| Песок | 59,00-64,00 |
| Глина монтмориллонитовая с Sуд≥150 м2/кг | 0,69-0,83 |
| Микрокремнезем с Sуд=2000 м2/кг | 1,16-1,30 |
| Добавка ЦМИД-4 | 0,19-0,22 |
| 20% раствор золя ортокремневой кислоты | |
| рН 3-4 | 0,14-0,17 |
| Вода | 10,01-10,48 |
Заявляемая совокупность существующих признаков проявляет новое свойство, которое позволяет получить технический результат, а именно обеспечить повышение следующих параметров защищаемого бетона: прочности при сжатии, адгезионной прочности и водонепроницаемости.
Новым является новое сочетание известных компонентов используемых при производстве сырьевой смеси для защиты бетонной поверхности и их новое количественное соотношение, что позволяет получить указанный технический результат.
Совместное использование монтмориллонитовой глины, микрокремнезема, 20% раствора золя ортокремневой кислоты и добавки ЦМИД-4 способствует значительному уменьшению гелевых пор с 11 до 5%. Подобная зависимость сохраняется и для капиллярной пористости. Количество всех видов пор в защитном покрытии по сравнению с прототипом уменьшается в 2 раза, что и обеспечивает повышение плотности и, как следствие, повышение водонепроницаемости и прочности при сжатии.
Совместное применение добавки ЦМИД-4 и 20% раствора золя ортокремневой кислоты повышает гидратационную активность твердеющей системы, в результате чего увеличивается количество образующихся гидросиликатов кальция типа С-S-Н (I), (d/n=12,5; 3,07; 2,8; 2,4; 2,1; 1,83)·10-10 (м) (данные РФА), образование которых способствует увеличению адгезионной прочности и прочности при сжатии.
Таким образом, понижение общей пористости защитного покрытия, повышение гидратационной активности твердеющей системы позволило получить сырьевую смесь для защитного покрытия, обеспечивающую повышение следующих параметров защищаемого бетона: прочности при сжатии, адгезионной прочности, водонепроницаемости.
На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемая сырьевая смесь для защиты бетонной поверхности неизвестна, и данное техническое решение обладает мировой новизной.
Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано для производства сырьевой смеси для защиты бетонной поверхности, обеспечивающей повышение следующих параметров защищаемого бетона: прочности при сжатии, адгезионной прочности и водонепроницаемости.
Осуществимость изобретения подтверждена примером конкретного выполнения.
Пример конкретного выполнения:
Приготовление сырьевой смеси для защиты бетонной поверхности.
1. Готовят 20% раствор золя ортокремневой кислоты рН 3-4 следующим образом:
1.1 дозируют дистиллированную воду;
1.2 дозируют концентрированный раствор натриевого жидкого стекла плотностью ρ=1,46 г/см3 по ГОСТ 13078-81;
1.3 дозированные компоненты по п.1.1 и п.1.2 помещают в стеклянную емкость и тщательно перемешивают;
1.4 раствор, полученный по п.1.3, пропускают через катионовую колонку и на выходе получают 20% раствор золя ортокремневой кислоты (SiO2·nH2O) с рН 3-4, который поступает в накопительную емкость.
2. Дозируют:
- цемент;
- песок;
- глину монтмориллонитовую (Al, Mg)2 (ОН)2[Si4O10]·H2O c Sуд≥150 м2/кг;
- микрокремнезем с Sуд=2000 м2/кг;
- добавку ЦМИД-4 (ТУ 5745-002-53268843-00);
- 20% раствор золя ортокремневой кислоты (SiO2·nH2O), pH 3-4;
- воду.
3. Дозированные материалы транспортируют в бетоносмеситель, где производят перемешивание материалов до получения однородной сырьевой растворной смеси.
Подготовка и покрытие бетонной поверхности защитной сырьевой смесью.
1. Защищаемую поверхность бетона очищают от высолов, загрязнений, масел и пр. путем очищения и удаления отслаиваемых слоев бетонной поверхности до структурно чистой поверхности капиллярной системы.
2. Очищенную поверхность увлажняют, после чего производят ее равномерное покрытие приготовленной сырьевой смесью. Благодаря предварительному открытию пор на очищенной поверхности защищаемого бетона происходит диффузия компонентов сырьевой смеси в капиллярную систему защищаемого бетона, а поровой воды - на поверхность, что дополнительно способствует уплотнению защищаемого бетона.
3. Полученное защитное покрытие на защищаемой бетонной поверхности твердеет в естественных условиях при положительной температуре. Полученные физико-механические характеристики представлены в таблице.
Анализ экспериментальных данных показывает, что заявляемая сырьевая смесь повышает параметры качества защищаемого бетона следующим образом: прочность при сжатии увеличивается на 20 МПа, адгезионная прочность увеличивается на 6 МПа, водонепроницаемость повышается на 8 атм.
Сырьевая смесь для защитного покрытия бетонной поверхности, включающая цемент, песок, комплексную добавку и воду, отличающаяся тем, что дополнительно содержит монтмориллонитовую глину с удельной поверхностью Sуд не менее 150 м2/кг, а комплексная добавка содержит микрокремнезем с Sуд, равной 2000 м2/кг, добавку ЦМИД-4, 20%-ный раствор золя ортокремневой кислоты с рН 3-4 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Цемент | 23,00-28,81 |
| Песок | 59,00-64,00 |
| Глина монтмориллонитовая с Sуд не менее 150 м2/кг | 0,69-0,83 |
| Микрокремнезем с Sуд, равной 2000 м2/кг | 1,16-1,30 |
| Добавка ЦМИД-4 | 0,19-0,22 |
| 20%-ный раствор золя ортокремневой кислоты с рН 3-4 | 0,14-0,17 |
| Вода | 10,01-10,48 |
