КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ
RU (11) 2286314 (13) C2
(51) МПК
C04B 22/06 (2006.01)
C04B 24/18 (2006.01)
C04B 103/30 (2006.01)
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статус: по данным на 05.10.2007 - действует
--------------------------------------------------------------------------------
Документ: В формате PDF
(14) Дата публикации: 2006.10.27
(21) Регистрационный номер заявки: 2005101826/03
(22) Дата подачи заявки: 2005.01.26
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.01.26
(45) Опубликовано: 2006.10.27
(56) Аналоги изобретения: SU 1038313 A1, 30.08.1983. SU 1293144 A1, 28.02.1987. SU 1209645 A, 07.02.1986. RU 2051876 C1, 10.01.1996. US 4797157 A, 10.01.1989.
(72) Имя изобретателя: Попова Валентина Леонидовна (RU); Макарова Галина Андреевна (RU); Димакова Лидия Карповна (RU); Виноградова Мария Андреевна (RU)
(73) Имя патентообладателя: Департамент промышленности и природопользования Пермской области (RU); Общество с ограниченной ответственностью "Центр" (RU)
(98) Адрес для переписки: 614039, г.Пермь, а/я 1629, ВОИР
(54) КОМПЛЕКСНАЯ ДОБАВКА ДЛЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ
Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составам комплексных добавок для бетонных смесей, которые используются при изготовлении бетонных и железобетонных изделий. Технический результат - повышение прочности бетона и подвижности бетонной смеси, использование лигносульфонатсодержащих отходов от производства целлюлозы по бисульфитному способу, что позволяет исключить сброс этих щелоков в водоемы и уменьшить загрязнение окружающей среды. Комплексная добавка для бетонной смеси, содержащая водорастворимый лигносульфонат технический с электролитом, содержит в качестве лигносульфоната технического концентрат щелока от бисульфитной варки древесины с содержанием массовой доли сухих веществ не менее 50%, а в качестве электролита - гидроксид натрия при следующем соотношении ингредиентов: мас.%: концентрат щелока от бисульфитной варки древесины с содержанием массовой доли сухих веществ не менее 50% 95-99, 40% водный раствор гидроксида натрия 1-5. 1 табл.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к строительным материалам, в частности к составам комплексных добавок для бетонных смесей, которые используются при изготовлении бетонных и железобетонных изделий.
Известны комплексные добавки для бетонной смеси с использованием пластификатора - сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ), содержащей до 82% лигносульфонатов и поэтому имеющие еще одно название - лигносульфонаты технические (ЛСТ) (журнал "Бетон и железобетон", 1978 г., №7, стр.26, "Комплексные химические добавки с использованием едкого натра", авторы И.М.Глушко, И.М.Свириденко, В.П.Жильцов).
Использование комплексных добавок, состоящих из едкого натра, пластифицирующих (СДБ) и воздухововлекающих добавок сопровождается замедлением гидратации цемента, что снижает прочность бетона и ухудшает качество конструкций.
Наиболее перспективно применение пластификатора цемента и бетона на основе лигносульфонатов технических в виде модифицированных продуктов.
Известна комплексная добавка для бетонной смеси по а.с. №1038313 (опубл. 30.08.83), включающая 25%-ный водный раствор хромлигносульфоната кальция и электролит при следующем соотношении компонентов, мас.%: 25%-ный водный раствор хромлигносульфоната кальция 65-90% и гидроксид натрия 10-35%.
Данная добавка выбрана в качестве аналога. Однако получение известной добавки затруднено в связи с отсутствием хромлигносульфоната кальция - продукта окисления сульфитно-дрожжевой бражки хромпиком в кислой среде, по причине невозможности получения исходного материала - концентрата сульфитно-дрожжевой бражки, т.к. предприятия целлюлозно-бумажной промышленности переведены с сульфитного на новый бисульфитный способ варки древесины на натриевом или натрий-магниевом основании.
Кроме того, использование известной добавки не позволяет получать достаточно высокие показатели прочности и необходимую подвижность бетона.
Сульфитно-дрожжевая бражка - это продукт биохимической переработки сульфитного щелока от варки целлюлозы, бисульфитный щелок, содержащий лигносульфонаты (ЛСБЩ) - отработанный варочный раствор от бисульфитной варки целлюлозы, т.е. это продукт, который не подвергается биохимической переработке.
Имеющиеся в настоящее время лигносульфонатсодержащие отходы от бисульфитной варки отличаются от СДБ по количественному содержанию основных компонентов.
Лигносульфонатсодержащие отходы ЛСБЩ, % к абс. сухому веществу СДБ, % к абс. сухому веществу
1 Лигносульфонаты натрия 65,0 82,0
2 Редуцирующие вещества, 13,0 6,5
в том числе: моносахара 7,0 отсутствует
Полисахариды 6,0 6,5
3 Минеральные вещества (сульфит и бисульфит натрия) 22,0 11,5
Предлагаемым изобретением решается задача получения комплексной добавки для бетона на основе имеющихся лигносульфонатсодержащих отходов варки древесины, т.е. бисульфитного щелока и электролита, повышающей прочность бетона и увеличивающей подвижность бетонной смеси, а также решается задача использования лигносульфонатсодержащих отходов от производства целлюлозы по бисульфитному способу.
Поставленная задача решается тем, что в качестве лигносульфонатсодержащего материала используют концентрат щелока от бисульфитной варки древесины с содержанием массовой доли сухих веществ не менее 50%,
а в качестве электролита - гидроксид натрия при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
- концентрат щелока от бисульфитной варки древесины с содержанием массовой доли сухих веществ не менее 50%-95-99;
- 40% водный раствор гидроксида натрия 1-5.
Отличительными признаками предлагаемой комплексной добавки от указанной выше наиболее известной является то, что добавка содержит концентрат щелока от бисульфитной варки древесины с содержанием массовой доли сухих веществ не менее 50%, и электролит - гидроксид натрия при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
- концентрат щелока от бисульфитной варки древесины с содержанием массовой доли сухих веществ не менее 50%-95-99;
- 40% водный раствор гидроксида натрия 1-5.
Обработка щелочью растворов лигносульфонатов способствует гидролитическому разрушению углеводной части и активизации его основного компонента - молекул лигносульфонатов. Поскольку бисульфитный щелок (ЛСБЩ) отличается от концентрата сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ) повышенным содержанием редуцирующих веществ, то гидроксид натрия производит на бисульфитный щелок более глубокое химическое воздействие. Испытания лигносульфонатов бисульфитного щелока, подвергнутого обработке гидроксидом натрия, в качестве добавки в бетонные смеси показало, что применение данной добавки значительно увеличивает прирост прочности бетонов, одновременно повышается пластичность бетонных смесей и снижается водопотребность этих смесей.
При проведении испытаний использовали в качестве вяжущего портландцемент марки 400 Горнозаводского цементного завода. Мелким заполнителем служил кварцевый песок с насыпной плотностью 1400 кг/м3 предприятия ООО "Пермпесок". Крупным заполнителем служил известковый щебень фракции 5-20 мм Гремячинского карьера.
Комплексную добавку для бетонной смеси готовили путем совмещения и тщательного перемешивания концентрата бисульфитного щелока и гидроксида натрия в течение 5 минут до получения однородной жидкости с рН 5,0-10,5.
Для приготовления бетонной смеси в емкость для перемешивания засыпают песок и цемент и перемешивают их до однородной массы, затем добавляют щебень и снова перемешивают. Отдельно разводят комплексную добавку в половинном количестве воды и вливают ее в смесь, массу перемешивают, затем добавляют оставшуюся часть воды и снова тщательно перемешивают.
Из бетонной смеси формовали кубы с ребром 10 см. Образцы твердели при температуре 20°С и относительной влажности 95%. Испытания образцов на сжатие проводили в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-90.
Примеры составов и их влияние на прочность бетона приведены в таблице. Анализ данных, представленных в таблице, позволяет сделать вывод о том, что прочность бетона на 14-е сутки выше прочности контрольного образца, что свидетельствует об ускоренном "созревании" бетона. Контрольный образец, полученный при том же соотношении компонентов, но без добавки, соответствует марке бетона М350, а при введении добавки бетон стал соответствовать марке М400, т.е. при введении добавки получается бетон с более высоким значением прочности при сжатии, это означает, что введение добавки позволяет экономить цемент.
Использование концентрата щелока от бисульфитной варки древесины также позволяет исключить сброс этих щелоков в водоемы и, следовательно, уменьшить загрязнение окружающей среды.
Таблица.
Расход материалов на 1 м3 Прочность при сжатии в 14 сут., кгс/см2 Прочность при сжатии в 28 сут., кгс/см2 Осад-ка кону-са, см
№ сос-тава Цемент, кг Щебе-нь, кг Пе-сок, кг Вода, л
В/Ц Сниже-ние водо-потреб-ности смеси, % Добавка ЛСТ, кг Среднее значение Прирост прочности к контр. составу, % Среднее значение Прирост проч-ности к контр. составу, % Соответ-ствие классу (марке)
Тип добавки 0,25% сухого в-ва от массы цемента
1 контр 388 1098 664 - - - 266 - 352 - кл. В 25 (м 350) 3,0
2 388 1098 664 10,0 СДБ 1,7 287 8,0 370 5,0 Кл. В 27,5 (м 400) 5,0
3 388 1098 664 11,5 ЛСБЩ 1,65 292 10,0 380 8,0 Кл. В 27,5 (м 350) 6,4
4 388 1098 664 12,0 ЛСБЩ-95% +NaOH*-5% 1,70 340 28,0 419 19,0 Кл. В 30 (м 400) 7,0
5 388 1098 664 10 ЛСБЩ-99% +NaOH*-1% 1,7 294 10,5 382 8,5 Кл. В 27,5 (м 350) 6,0
6 388 1098 664 13,0 ЛСБЩ-94% +NaOH*-6% 1,7 334 25,5 387 10 кл. В 27,5 (м 350) 6,5
7 388 1098 664 12,5 ЛСБЩ-93% +NaOH*-7% 1,71 335 25,8 387 10 кл. В 27,5 (м 350) 6,2
*NaOH - 40% водный раствор гидроксида натрия
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Комплексная добавка для бетонной смеси, содержащая водорастворимый лигносульфонат технический с электролитом, отличающаяся тем, что она содержит в качестве лигносульфоната технического концентрат щелока от бисульфитной варки древесины с содержанием массовой доли сухих веществ не менее 50%, а в качестве электролита гидроксид натрия при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Концентрат щелока от бисульфитной варки древесины
с содержанием массовой доли сухих веществ не менее 50% 95-99
40%-ный Водный раствор гидроксида натрия 1-5
Независимый научно технический портал
На главную страницу раздела
