Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ДОБАВКИ В БЕТОННУЮ СМЕСЬ И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ДОБАВКИ
СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ДОБАВКИ В БЕТОННУЮ СМЕСЬ И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ДОБАВКИ

СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ДОБАВКИ В БЕТОННУЮ СМЕСЬ И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ДОБАВКИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано в бетонах и растворах нормального твердения. Технический результат - повышение прочности и морозостойкости бетонов нормального твердения. Сырьевая смесь для изготовления жидкой комплексной добавки в бетонную смесь содержит, мас.%: порошок серы 4-35, портландцемент 35-55, вода - остальное. Добавку готовят при интенсивном перемешивании компонентов сырьевой смеси до полного растворения серы. 2 с.п. ф-лы, 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2118621
Класс(ы) патента: C04B28/00, C04B28/00, C04B22:14, C04B111:20
Номер заявки: 94019350/03
Дата подачи заявки: 20.05.1994
Дата публикации: 10.09.1998
Заявитель(и): Елесин Михаил Анатольевич; Машкин Николай Алексеевич
Автор(ы): Елесин Михаил Анатольевич; Машкин Николай Алексеевич
Патентообладатель(и): Елесин Михаил Анатольевич; Машкин Николай Алексеевич
Описание изобретения: Изобретение относится к области искусственных строительных материалов и может быть использовано для приготовления бетонов и растворных смесей.
Известна добавка в бетоны в виде сухого препарата, включающая, мас.%: полисульфида кальция - 64 - 67, тиосульфата кальция - 23 - 28, карбоната кальция - 0,3 - 1,1, серы элементарной 5 - 11 [1]. Однако такая добавка малоэффективна и сложна в изготовлении.
Известен также состав бетона, содержащий добавку полисульфида кальция в количестве 6 - 15% от массы заполнителей при рекомендуемом соотношении между цементом и добавкой 4:1 - 2:1 [2].
В сущности под добавкой полисульфида кальция в патенте понимают водный раствор эквимолярной смеси солей полисульфида кальция, тиосульфата кальция и гидратной смеси кальция. Следовательно, известная добавка в качестве исходных компонентов включает известь.
Недостатком бетона с данной добавкой является низкая прочность, а также технические трудности, вызванные необходимостью использования насыщенных растворов добавки либо в виде сухого препарата. В обоих случаях возникает необходимость в специальных мерах защиты и утилизации выделяющегося ядовитого сероводорода.
Техническая задача, решаемая в изобретении, заключается в ускорении процесса твердения бетона с предлагаемой жидкой комплексной добавкой в нормальных условиях и повышении его прочности
Поставленная техническая задача решается следующим образом. В сырьевой смеси для приготовления жидкой комплексной добавки в бетонную смесь, включающей порошок серы, известьсодержащий компонент и воду, в качестве известьсодержащего компонента используют портландцемент при следующем соотношении компонентов в мас.%: порошок серы 4 - 35, портландцемент 35 - 55, вода - остальное. Способ приготовления жидкой комплексной добавки в бетонную смесь включает интенсивное перемешивание известьсодержащего компонента - портландцемента, порошка серы и воды, причем добавку готовят путем предварительного перемешивания портландцемента с водой, с последующим введением в полученную суспензию порошка серы, при этом перемешивание ведут до завершения реакций твердофазных превращений в гидратирующемся цементе, полного связывания серы с образованием полисульфидсодержащих соединений и получения суспензии гидратированного цемента в полисульфидсодержащем растворе.
Предложенный оптимальный состав сырьевой смеси и способ приготовления жидкой комплексной добавки в бетонную смесь, особенностью которого является гидравлическая обработка компонентов до полного связывания серы, позволяет получить эффективную комплексную добавку в бетоны в виде суспензии гидратированного цемента в полисульфидсодержащем растворе. Введение предлагаемой добавки в бетон приводит к ускорению процесса его твердения в нормальных условиях и повышению прочности.
Жидкая комплексная добавка в бетонную смесь приготавливается и используется в виде суспензии, образующейся в результате гидравлической обработки исходных материалов, а не ее жидкой части, что исключает из процесса операцию фильтрования весьма вязкой трудно осветляющейся суспензии.
Вместе с тем высокая минерализация жидкой комплексной добавки в бетонную смесь при относительно невысоком содержании в ней серы исключает выделение ядовитого сероводорода как в процессе ее приготовления, так и использования.
При приготовлении жидкой комплексной добавки смесь цемента и порошка серы элементарной подвергают гидравлической обработке при интенсивном механическом перемешивании в течение периода времени, необходимого для осуществления гидратации составляющих цемента и связывания серы в образующейся в результате гидратации растворе по реакции
3Ca(OH)2 + 2(n+1)So = 2CaSn + CaS2O3 + 3H2O (1)
По природе добавка является комплексной и включает в качестве конечных компонентов продукты гидратации цемента, полисульфиды и тиосульфат кальция в растворе, образующиеся по реакции (1), и продукты взаимодействия соединений связанной серы с продуктами гидратации цемента, а также со свободными окислами магния, железа, хрома, алюминия и со щелочами. Причем соотношение перечисленных компонентов в образующих добавку новой твердофазной цементной композиции и в жидкой фазе определяется соотношением серы и цемента в исходной суспензии, а содержание компонентов в бетонной смеси в свою очередь соотношением цемента и жидкой комплексной добавки в вяжущем. В частности, принятое количество жидкой комплексной добавки в бетонной смеси и соотношение в ней составляющих компонентов наиболее полно решает поставленную задачу.
Пример. Готовят равноподвижные бетонные смеси (О.К. равна 4 - 6 см) из цемента М400, песка с Мкр = 1,75, щебня известнякового фракции 5 - 10 мм и добавки.
Из бетонной смеси формуют образцы-кубы 10x10x10 см, уплотняют на вибростоле по стандартной методике и выдерживают в нормальных условиях. Причем готовят отдельные образцы по прототипу, образцы с добавкой цемента, подвергнутого гидравлической обработке без серы, именуемой в дальнейшем добавкой гидратированного цемента, образцы с предлагаемой жидкой комплексной добавкой и контрольные марочного бетона.
Добавку по прототипу готовят растворением порошка серы элементарной в известковом молоке до насыщения раствора серой (насыщенный раствор содержит общей связанной серы в количестве 220 г/л), после чего раствор отделяют от нерастворившегося твердого остатка фильтрованием.
Суспензированную предлагаемую жидкую комплексную добавку готовят аналогично растворением порошка серы в водной суспензии портландцемента. При этом берут расчетное количество цемента и серы и ведут процесс до полного связывания серы в цементно-известковой суспензии, образующейся в процессе гидравлической обработки в качестве промежуточного продукта. В качестве же конечного продукта получают суспензию гидратированного цемента в полисульфидсодержащем растворе, которую используют как жидкую комплексную добавку в бетонную смесь.
Образцы на разных стадиях твердения испытывают на прочность при сжатии. Испытание проводят по ГОСТ 10180-78.
В таблице приведены составы испытываемых образцов бетона и результаты этих испытаний.
Из таблицы следует, что все полисульфидсодержащие добавки, в том числе и в виде насыщенного раствора в прототипе, снижают водопотребление при затворении бетонной смеси (опыты 2, 4 - 13).
Бетон по прототипу с добавкой полисульфида кальция в виде насыщенного раствора по сравнению с контрольным марочным имеет большую начальную прочность (за период твердения до 7 суток значение относительной прочности составляет 143%). Однако конечная прочность за период до 28 суток твердения становится даже ниже прочности контрольного.
В то же время бетон с добавкой цемента, подвергнутого предварительной гидравлической обработке (опыт 3) в противоположность бетону по прототипу имеет низкую начальную и высокую конечную прочность. Так, за период до 7 суток прочность относительно контрольного бетона составляет лишь 77%. Конечная же за 28 суток твердения составляет 120%.
Бетон с предлагаемой жидкой комплексной добавкой в отличие от бетона опытов 2 - 3 характеризуется стабильным нарастанием прочности в течение всего срока твердения. Причем прочность такого бетона в целом выше прочности бетона опытов 2 - 3 и зависит от состава и количества жидкой комплексной добавки. В частности, при оптимальном количестве добавки (9 - 40% от массы вяжущего) и соотношении в ней искомых компонентов (45 - 50% портландцемента и 8 - 27% серы) прочность такого бетона на всех этапах нормального твердения значительно выше лучших показателей начальной прочности бетона по прототипу и конечной у бетона с добавкой гидратированного цемента. Следовательно, показатели твердения бетона с предлагаемой жидкой комплексной добавкой превышают показатели полного твердения бетона по прототипу и с добавкой гидратного цемента, в этом смысле предлагаемая жидкая комплексная добавка является наиболее универсальной, так как в отличие от прототипа решает задачу повышения прочности марочного бетона одинаково положительно на всех стадиях твердения и в большей степени.
Таким образом, предложенная жидкая комплексная добавка по сравнению с известной является наиболее эффективной. Использование жидкой комплексной добавки позволяет существенно ускорить твердение одинаково на всех стадиях (ранней, промежуточной и конечной), что сокращает в условиях твердения затраты за счет экономии технологического пара, сокращения количества форм и капитальные затраты за счет сокращения производственных площадей.
С другой стороны, жидкая комплексная добавка позволяет получить бетон целевого назначения с более высокой по сравнению с прототипом прочностью либо сократить расход цемента и снизить цеховые затраты на производство бетона и изделий из него.
Дополнительным достоинством предлагаемой жидкой комплексной добавки является ее безопасность и то, что существенно упрощается ее приготовление за счет сокращения ассортимента используемых исходных материалов: вместо извести в состав исходной смеси включают цемент, используемый так или иначе в производстве бетона, а также за счет введения ее в бетонную смесь непосредственно в виде суспензии, а не жидкой фазы, как в прототипе, где требуется дополнительное фильтрование вязкой суспензии.
И, наконец, и известный, и предлагаемый способы приготовления добавки являются достаточно энергоемкими, поэтому меньшее содержание серы в предлагаемой жидкой комплексной добавке и в целом в бетонной смеси существенно снижает затраты на ее связывание и, следовательно, удешевляет производство бетона в целом.
Источники информации
1. Позин М.Е. Технология минеральных солей. Ч.1. - Л.: Химия, 1974, с. 502,
2. Патент США N 4193811, кл. 106/96, C 04 B 7/02, 1980 (прототип).
Формула изобретения: 1. Сырьевая смесь для приготовления жидкой комплексной добавки в бетонную смесь, включающая порошок серы, известьсодержащий компонент и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве известьсодержащего компонента портландцемент при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Порошок серы - 4 - 35
Портландцемент - 35 - 55
Вода - Остальное
2. Способ приготовления жидкой комплексной добавки в бетонную смесь, включающий интенсивное перемешивание известьсодержащего компонента, порошка серы и воды, отличающийся тем, что в качестве известьсодержащего компонента используют портландцемент, а добавку готовят путем предварительного перемешивания портландцемента с водой с последующим введением в полученную суспензию порошка серы, причем перемешивание ведут до завершения реакций твердофазных превращений в гидратирующемся цементе, полного связывания серы с образованием полисульфидсодержащих соединений и получения суспензии гидратированного цемента в полисульфидсодержащем растворе.