добавка для бетонных смесей и строительных растворов

Формула изобретения

Добавка для бетонных смесей и строительных растворов, включающая органический серосодержащий ингредиент, жирные спирты, аминоспирты и воду, отличающаяся тем, что в качестве органического серосодержащего ингредиента она содержит C₁₀-C₁₈-алкилбензосульфонаты, дополнительно содержит соли С₁₆-С₂₀- смоляных кислот при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

С10-C 18-Алкилбензосульфонаты	5,0-10,0
Жирные спирты	5,0-15,0
Аминоспирты	10,0-20,0
Соли C16-С 20-смоляных кислот	40,0-50,0
Вода	Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве бетонов.

Известна добавка для бетонных смесей и строительных растворов, содержащая алкилбензосульфонаты, минеральный ингредиент (сульфат окисного железа) и воду (Авторское свидетельство СССР №1252321, кл. С 04 В 38/10, опубл. 1986 г.) /1/.

Однако данная известная добавка не обеспечивает стабильной стойкости поризованной смеси на основе минерального вяжущего, что снижает качество целевого продукта (пенобетона) и делает невозможным получение пенобетонов плотностью ниже 400 кг/м ³. Кроме того, она не рекомендуется к использованию при приготовлении бетонов плотностью выше 1200 кг/м³.

Известна добавка для бетонных смесей и строительных растворов, содержащая С₁₀-С₁₈-алкилбензосульфонаты, в сочетании с карбоксиметилцеллюлозой, углекислым калием и водой (Авторское свидетельство СССР №882964, кл. С 04 В 38/10, опубл. 1981 г.) /2/.

Данная известная добавка также не обеспечивает стабильной стойкости поризованной смеси на основе минерального вяжущего и не обеспечивает быстрого набора распалубочной прочности пенобетоном. При этом она не рекомендуется к применению при изготовлении тяжелых бетонов.

Из описания изобретения к патенту РФ №2180326, кл. С 04 В 38/10, опубл. 1996 г. /3/ известно об использовании смоляных кислот в качестве добавки к анионным поверхностно-активным соединениям, которые используются при получении бетона различной плотности.

Однако необходимая стойкость поризованной смеси на основе минерального вяжущего при использовании данного известного ингредиента в качестве компонента добавки - пенообразователя достигается только при применении особых технологических параметров.

Наиболее близкой к предлагаемой является добавка для бетонных смесей и строительных растворов, включающая органический серосодержащий ингредиент, жирные спирты, аминоспирты и воду (Авторское свидетельство СССР №1643508, кл. С 04 В 38/10, опубл.1991 г.) /4/.

Однако данная известная добавка не обеспечивает необходимой стойкости пенобетона и делает невозможным получение пенобетонов плотностью ниже 400 кг/м³, а для приготовления тяжелых бетонов данная известная добавка не используется.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является расширение спектра полезных свойств добавки при изготовлении как легких, так и тяжелых бетонов: снижение плотности пенобетона, снижение времени твердения пенобетона в естественных условиях, повышение и стабилизация стойкости поризованной смеси на основе минерального вяжущего, обеспечение возможности приготовления безусадочного пенобетона, а при изготовлении тяжелых бетонов - ускорение твердения и повышение циклов морозостойкости при повышении пластичности (удобоукладываемости) и водостойкости как легких, так к тяжелых бетонов.

Достигается указанный технический результат тем, что добавка для бетонных смесей и строительных растворов, включающая органический серосодержащий ингредиент, жирные спирты, аминоспирты и воду, в качестве органического серосодержащего ингредиента содержит С₁₀-С₁₈ алкилбензосульфонаты, дополнительно содержит соли С₁₆-С₂₀ - смоляных кислот при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

С10-С 18-алкилбензосульфонаты	5,0-10,0
Жирные спирты	5,0-15,0
Аминоспирты	10,0-20,0
Соли C16-C 20 - смоляных кислот	40,0-50,0
Вода	Остальное

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение.

Пример 1. Готовят для использования в качестве пенообразователя добавку со следующим соотношением ингредиентов, мас.%:

C10-C18 -алкилбензосульфонаты натрия	5,0
С1-C 4 - жирные спирты	5,0
Этаноламин	10,0
Натриевые соли C16-С 20 - смоляных кислот	40,0
Вода	Остальное

Результаты оценки качества бетонной смеси, приготовленной с использованием данного пенообразователя, приведены в таблицах 1-2.

Пример 2. Готовят для использования в качестве пенообразователя добавку со следующим соотношением ингредиентов, мас.%:

С10-C18 -алкилбензосульфонаты калия	5,0
C1-C 4 - жирные спирты	5,0
Этаноламин	10,0
Калийные соли C16-С 20 - смоляных кислот	40,0
Вода	Остальное

Результаты оценки качества бетонной смеси, приготовленной с использованием данного пенообразователя, приведены в таблицах 1-2.

Пример 3. Готовят для использования в качестве пенообразователя добавку со следующим соотношением ингредиентов, мас.%:

С10-С18 -алкилбензосульфонаты натрия	5,0
C1-C 4 - жирные спирты	10,0
Диэтаноламин	20,0
Натриевые соли С16-С 20 - смоляных кислот	40,0
Вода	Остальное

Результаты оценки качества бетонной смеси, приготовленной с использованием данного пенообразователя, приведены в таблицах 1-2.

Пример 4. Готовят для использования в качестве пенообразователя добавку со следующим соотношением ингредиентов, мас.%:

С10-С18 -алкилбензосульфонаты натрия	7,0
C1-C 4 - жирные спирты	7,0
Диэтаноламин	20,0
Натриевые соли С16-С 20-смоляных кислот	40,0
Вода	Остальное

Результаты оценки качества бетонной смеси, приготовленной с использованием данного пенообразователя, приведены в таблицах 1-2.

Пример 5. Готовят для использования в качестве пенообразователя добавку со следующим соотношением ингредиентов, мас.%:

С10-С18 -алкилбензосульфонаты натрия	10,0
C1-C 4 - жирные спирты	7,0
Триэтаноламин	20,0
Натриевые соли С16-С 20 - смоляных кислот	50,0
Вода	Остальное

Результаты оценки качества бетонной смеси, приготовленной с использованием данного пенообразователя, приведены в таблицах 1-2.

Пример 6. Готовят для использования в качестве пенообразователя добавку со следующим соотношением ингредиентов, мас.%:

С10-C18 -алкилбензосульфонаты натрия	10,0
C1-C 4 - жирные спирты	15,0
Диэтаноламин и триэтаноламин 1:1	15,0
Натриевые соли С 16-C20 - смоляных кислот	50,0
Вода	Остальное

Результаты оценки качества бетонной смеси, приготовленной с использованием данного пенообразователя, приведены в таблицах 1-2.

Таблица 1 Результаты оценки пенообразующей способности пенообразователя (средние данные по примерам 1-6).
Пенообразующая способность
Кратность пены (3%-ного раствора)	12-15
Кратность пены (5%-ного раствора)	15-20
Стойкость пены, мин	20-30

Таблица 2 Результаты оценки качества пенобетона, полученного с использованием пенообразователя (средние данные по примерам 1-6).
Плотность пенобетона, кг/м3	Прочность при сжатии на 29 сутки, МПа при расходе пенообразователя 1.5 кг на м3 пенобетона	Прочность при сжатии на 29 сутки, МПа при расходе пенообразователя 3,0 кг на м3 пенобетона
200		0,25
300	0,35	0,5
400	1,0	1,5
500	2,0	2,5
600	2,5	3,5

Данные, приведенные в таблицах 1-2, свидетельствуют о том, что добавка согласно изобретению при ее использовании в качестве пенообразователя обеспечивает возможность приготовления пенобетонов плотностью от 200 кг/м³.

Повышение концентрации пенообразователя на единицу объема пенобетона положительно сказывается на качестве пенобетона: увеличивает его прочностные характеристики и уменьшает время достижения распалубочной прочности.

При повышении концентрации пенообразователя для достижения более высокого экономического эффекта можно сокращать количество минерального вяжущего в пенобетоне.

Пример 7. Добавку, приготовленную в соответствии с примерами 1-6, вводили в строительные растворы при приготовлении тяжелых бетонов. Результаты приведены в таблице 3 и свидетельствуют о полезных свойствах добавки согласно изобретению, проявляемых в случае ее использования при изготовлении тяжелых бетонов.

Таблица 3 Результаты использования добавки согласно изобретению при изготовлении тяжелых бетонов (средние данные по составам согласно примерам 1-6).
Состав бетона, кг на 1 м 3						Осадка конуса,	Прочность на сжатие (кгс/см) через
Цемент	Песок	Щебень	Вода		Добавка	см	1 сутки	2 суток	28 суток
350	800	1000	190	нет		3	90	130	320
370	800	1000	150	3		4	150	200	310
400	700	1000	190	нет		5	100	190	345
400	700	1000	140	5		7	250	150	342

Приведенные в таблице 3 данные свидетельствуют о том, что добавка согласно изобретению, используемая при приготовлении тяжелых бетонов, повышает удобоукладываемость бетонных смесей (повышает их текучесть), а также ускоряет набор их прочности.

Итак, как пенобетоны, так и бетоны, приготовленные с использованием добавки согласно изобретению, обладают повышенной пластичностью (удобоукладываемостью), обладают ускоренным набором прочности.

Кроме того, пенобетоны и бетоны, приготовленные с использованием добавки согласно изобретению, обладают пониженной водопроницаемостью.

Следует отметить неожиданное свойство добавки согласно изобретению: на воздухе стойкость исходной пены, образуемой добавкой, достаточно мала, но при контакте с бетоном она стабилизируется самим бетоном. Добавка согласно изобретению повышает адгезию пены к минеральным составляющим бетона настолько, что стабилизатором пены оказывается минеральное вяжущее, на основе которого готовится бетон (портландцемент, гипсовое вяжущее и т.д.).

Пенобетон, приготовленный с использованием добавки согласно изобретению как пенообразователя, становится абсолютно безусадочным, так как стабильность смеси придает не тот или иной ингредиент пенообразователя, а непосредственно бетон. При отсутствии эффекта стабилизации пены наблюдается неожиданный выраженный эффект стабилизации пенобетона пенообразователем.

При использовании в качестве пенообразователя добавка согласно изобретению дает возможность производить пенобетоны плотностью от 200 кг/м³, обладающие повышенной прочностью, с сокращением времени твердения при естественных условиях.

В качестве добавки к бетонам плотностью от 1200 кг/м³ химическая добавка согласно изобретению может применяться как

- пластификатор,

- ускоритель твердения,

- гидрофобизатор, повышающий количество циклов по морозостойкости.

Таким образом, химическая добавка согласно изобретению обладает универсальными возможностями: она улучшает полезные свойства как легких, так и тяжелых бетонов.