способ модификации пластификаторов для бетона

Формула изобретения

Способ модификации пластификаторов для бетона, включающий физико-химическое воздействие на пластификатор реагентами, отличающийся тем, что в качестве пластификатора используют пластификатор, имеющий углеводородный радикал, обработку пластификатора проводят реагентом, в качестве которого выбраны химические соединения, имеющие структуру, аналогичную структуре углеводородного радикала пластификатора, а после введения модификатор не отделяют от пластификатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства, в частности к пластификаторам бетонной смеси.

Известен способ модификации пластифицирующей добавки - лигносульфонатов технических с помощью обработки адсорбентом-молотым шлаком (А. С. S.U. 1247363, С 04 В 24/18, 1986).

Недостатком способа является малое влияние на воздухововлечение и ограниченность использования. Способ применим по существу лишь к одному пластификатору - лигносульфонатам техническим.

Наиболее близким прототипным является способ модификации пластификатора для бетона - лигносульфоната технического путем обработки лессом. (А.С. S.U. 1564139 "Способ приготовления пластифицирующей добавки для бетона", С 04 В 24/18, 1990).

Обработке лессом подвергают 3%-ный водный раствор лигносульфоната технического. Лесс поглощает на своей поверхности высокомолекулярные гомологи лигносульфоната и часть примесей с повышенной полярностью.

Недостатком способа является отсутствие влияния на воздухововлечение и ограниченность использования. Способ также применим лишь для лигносульфонатов технических.

Задачей изобретения является повышение воздухововлекающей способности пластификаторов и расширение диапазона действия способа.

Поставленная задача решается тем, что в качестве реагента для модификации при физико-химическом воздействии используют химические соединения, имеющие структуру, аналогичную структуре углеводородного радикала пластификатора, а после введения реагент не отделяют от пластификатора.

В данном случае под термином "имеющий аналогичную структуру" понимается близость структур молекулярных цепей модифицирующей добавки и углеводородного радикала пластификатора, обеспечивающая их взаимное адсорбционное взаимодействие.

Критерием указанного взаимодействия является наличие взаимной растворимости углеводорода, представляющего модифицирующую добавку, и углеводорода, идентичного неполярному радикалу пластификатора.

Предложенным методом модифицируют преимущественно пластифицирующие добавки гидрофобного типа, такие как мылонафт, асидол, асидол-мылонафт, абистат натрия, омыленный древесный пек и другие.

Асидол представляет смесь нафтеновых кислот, имеющих химическую формулу C₁₁H_2n-1COOH, где n - изменяется от 8 до 13. (Г.И.Горчаков, Ю.М.Баженов "Строительные материалы").

Аналогичное строение имеют мылонафт и абистат натрия и омыленный древесный пек, содержащие полярную группировку и углеводородный радикал.

Строение, близкое к углеводородным радикалам перечисленных пластификаторов, имеют различные углеводородные масла, получаемые при переработке нефти, в частности трансформаторное, вазелиновое, которые в составе нефти представляют истинные растворы, что указывает на наличие их совместимости и межмолекулярного взаимодействия.

Молекулярная масса модифицирующей добавки может быть выше молекулярной массы углеводородного радикала, что обусловлено меньшим молекулярным взаимодействием молекулярных цепей, не имеющих полярных группировок. Механизм действия модифицирующей добавки показан на фиг. 1, 2.

На частице цемента 1 адсорбируется гидрофобный пластификатор, при этом полярные группировки 2 располагаются непосредственно на поверхности частицы цемента 1, а неполярные углеводородные радикалы 3 обращены наружу. При добавке модификатора в виде углеводородного масла его молекулы 4 внедряются в неполярную оболочку неполярных группировок 3, увеличивая ее размеры, что показано на фиг. 2. В результате этого повышаются пластифицирующий и воздухововлекающий эффект от введения добавки. В тоже время благодаря определенной подвижности такой связи не снижается водопроницаемость пленки пластификатора и не уменьшается скорость проникновения воды к частицам вяжущего, и соответственно не изменяются скорость и степень гидратации вяжущего.

Пример.

В качестве модифицирующей добавки использовали трансформаторное масло, состоящее в основном из предельных углеводородов с числом углеводородных атомов 17-20.

Бетонную смесь готовили из портландцемента М-400, кварцитового щебня фракции 5-30 мм и песка фракции 0,14-5 мм при соотношении Ц:П:Щ, равном 1: 1,7:2,5, и В/Ц-0,45.

Характеристики бетонной смеси и бетона, изготовленных по прототипу и с предложенной модифицирующей добавкой приведены в таблице.

Внедрение изобретения позволит расширить ассортимент пластифицирующих добавок для бетона и поднять их эффективность, одновременно обеспечит экономию цемента порядка 15% с повышением водонепроницаемости, морозостойкости и долговечности бетона. Бетон с предлагаемыми модифицированными добавками с наибольшим эффектом целесообразно использовать в дорожном, аэродромном, а также частично в гидротехническом строительстве для возведения сооружений, временно затопленных водой.