RU2405747C1 - Polyfunctional superplasticiser for concrete mixture and mortar - Google Patents
Polyfunctional superplasticiser for concrete mixture and mortar Download PDFInfo
- Publication number
- RU2405747C1 RU2405747C1 RU2009134467/03A RU2009134467A RU2405747C1 RU 2405747 C1 RU2405747 C1 RU 2405747C1 RU 2009134467/03 A RU2009134467/03 A RU 2009134467/03A RU 2009134467 A RU2009134467 A RU 2009134467A RU 2405747 C1 RU2405747 C1 RU 2405747C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- concrete
- mortar
- superplasticizer
- tls
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/30—Water reducers, plasticisers, air-entrainers, flow improvers
- C04B2103/32—Superplasticisers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к технологии добавок органического происхождения, включая их комплексы, используемых в качестве регуляторов и модификаторов свойств бетонов и строительных растворов, изготовляемых на основе портландцементов различного назначения.The invention relates to building materials, namely to the technology of additives of organic origin, including their complexes, used as regulators and modifiers of the properties of concrete and mortars, made on the basis of Portland cement for various purposes.
Исходя из технологических эффектов и механизма действия различных видов химических добавок и реальных потребностей промышленности строительных материалов наиболее востребованными являются поверхностно-активные вещества суперпластифицирующего действия, среди которых наибольшее применение получил суперпластификатор - продукт поликонденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, известный как суперпластификатор С-3 (Силина Э.С. и др., Влияние качества суперпластфикатора С-3 на его эффективность в бетонах и растворах. М., НИИЖБ Госстроя СССР, 1985, с.84-92).Based on the technological effects and the mechanism of action of various types of chemical additives and the real needs of the building materials industry, the most demanded are surfactants with a superplasticizing effect, among which the most widely used are superplasticizers - the polycondensation product of naphthalenesulfonic acid and formaldehyde, known as superplasticizer S-3 (Silina E. S. et al., Effect of the quality of S-3 superplasticizer on its effectiveness in concrete and mortars. M., NIIZhB Gosst oya USSR, 1985, s.84-92).
Использование суперпластфикатора С-3 при всех преимуществах перед добавками других типов на практике обнаружило и определенные его недостатки, заключающиеся в том, что ожидаемые технологические эффекты в бетонах не соответствовали его свойствам, заявленным различными предприятиями-производителями. Причиной этому является образование олигомеров разной молекулярной массы в процессе синтеза добавки. Кроме того, оказалось, что литые бетонные смеси быстро теряют начальную подвижность, а бетоны из высокоподвижных и литых смесей с суперпластификатором С-3 в ряде случаев оказывались неэффективными в конструкциях с повышенными требованиями по морозостойкости. Все это сокращало область широкого применения данного пластификатора.The use of S-3 superplasticizer, with all the advantages over other types of additives, in practice has also revealed certain disadvantages in that the expected technological effects in concrete did not correspond to its properties declared by various manufacturers. The reason for this is the formation of oligomers of different molecular weights during the synthesis of the additive. In addition, it turned out that cast concrete mixtures quickly lose their initial mobility, and concrete from highly mobile and cast mixtures with S-3 superplasticizer in some cases turned out to be ineffective in structures with increased frost resistance requirements. All this reduced the scope of widespread use of this plasticizer.
Для улучшения технологических свойств растворных и бетонных смесей и повышения эксплуатационных свойств строительных растворов и бетонов в соответствии с требованиями ГОСТ 24211-03 необходимо применять стабилизирующие водоудерживающие добавки, которые в оптимальных дозировках должны обеспечивать уменьшение показателей водоотделения в бетонах и строительных растворах, а также повышение стойкости растворных и бетонных смесей против расслоения.To improve the technological properties of mortar and concrete mixtures and increase the operational properties of mortars and concrete in accordance with the requirements of GOST 24211-03, it is necessary to use stabilizing water-retaining additives, which in optimal dosages should provide a decrease in water separation in concrete and mortar, as well as increase the resistance of mortar and concrete mixtures against delamination.
В строительстве укладка и уплотнение бетонной смеси должны быть осуществлены таким образом, чтобы были обеспечены монолитность и однородность бетона, запроектированные показатели назначения бетона, надлежащее сцепление бетона с арматурой и закладными деталями.In construction, the laying and compaction of concrete should be carried out in such a way that monolithic and homogeneous concrete is ensured, projected concrete designation indicators, proper adhesion of concrete to reinforcement and embedded parts.
В отечественной строительной практике для повышения сохраняемости и стабильности бетонных смесей в процессе выполнения вышеуказанных технологических операций предложены и апробированы следующие виды специальных добавок, которые по своему техническому эффекту относятся к добавкам-стабилизаторам, повышающим водоудерживающую способность и улучшающим перекачиваемость смесей по трубопроводу:In domestic construction practice, in order to increase the preservation and stability of concrete mixtures during the above technological operations, the following types of special additives were proposed and tested, which in their technical effect relate to stabilizing additives that increase water retention and improve the pumpability of mixtures through a pipeline:
- полиоксиэтилен (ПОЭ) - порошкообразное высокомолекулярное поверхностно-активное вещество неионогенного типа, не рекомендуемое для применения в составе с суперпластификаторами, так как смеси быстро загустевают;- polyoxyethylene (POE) - a powdered, high molecular weight surfactant of non-ionic type, not recommended for use in composition with superplasticizers, since the mixture quickly thickens;
- метилцеллюлоза водорастворимая (МЦ), поставляемая в порошкообразном виде и применяемая только в сухих строительных смесях;- water-soluble methyl cellulose (MC), supplied in powder form and used only in dry building mixtures;
- водорастворимая прямая эмульсия соапстока растительных масел в водном растворе сульфидно-дрожжевой бражки (комплексная органическая добавка КОД-С) обеспечивает сохраняемость смеси не более 2…3 ч, трудносовместима с компонентами нафталинформальдегидсульфонатного типа;- a water-soluble direct emulsion of soap stock of vegetable oils in an aqueous solution of sulphide-yeast mash (complex organic additive KOD-S) ensures the shelf life of the mixture no more than 2 ... 3 hours, is difficult to compatible with the components of the naphthalene formaldehyde sulfonate type;
- регенерационные стоки сахарорафинадного производства (PC) - отход серийного производства, содержащий в своем составе хлорид натрия, окрашенные органические соединения и гидроокись натрия. Не рекомендуется для применения в предварительно-напряженных железобетонных конструкциях, а также в конструкциях, армированных высокопрочными арматурными сталями;- regenerative effluents of sugar refining production (PC) - serial production waste containing sodium chloride, colored organic compounds and sodium hydroxide. It is not recommended for use in prestressed reinforced concrete structures, as well as in structures reinforced with high-strength reinforcing steels;
- бентонитовая глина (БГ). Природный алюмосиликат, обладающий высокой ионообменной способностью и набухаемостыо. Вводится в виде тонкодисперсного порошка или водной суспензии, технологически трудоемка в использовании и применима преимущественно только в малоцементных бетонах и растворах [Невский В.А. Добавки в бетоны и строительные растворы. Ростов/Д., 2000 г., с.28-30].- bentonite clay (BG). Natural aluminosilicate with high ion-exchange ability and swellability. It is introduced in the form of a fine powder or aqueous suspension, it is technologically laborious to use and is applicable mainly only in low-cement concrete and mortars [Nevsky V.A. Additives in concrete and mortar. Rostov / D., 2000, p. 28-30].
Указанные добавки обычно являются однокомпонентными или многокомпонентными и не предназначены для совместного использования в цементных системах, содержащих суперпластификаторы типа С-3.These additives are usually one-component or multi-component and are not intended for joint use in cement systems containing superplasticizers such as C-3.
Дальнейшие исследования в области суперпластификаторов привели к разработке нового суперпластификатора на основе продуктов совместной конденсации нафталинсульфокислоты, формальдегида и технических лигносульфонатов.Further research in the field of superplasticizers led to the development of a new superplasticizer based on the products of the joint condensation of naphthalenesulfonic acid, formaldehyde and technical lignosulfonates.
Из известных технических решений по своей сущности и достигаемому результату наиболее близким аналогом-прототипом к изобретению является полифункциональный суперпластификатор для бетонной смеси и строительного раствора по патенту RU 2342341 С2, 23.01.2007.Of the known technical solutions in their essence and the achieved result, the closest analogue prototype to the invention is a multifunctional superplasticizer for concrete mix and mortar according to patent RU 2342341 C2, 01/23/2007.
Указанный полифункциональный суперпластификатор включает блок-сополимер полиметиленнафталинсульфонатов - ПНС и технических лигносульфонатов - ТЛС, поверхностно-активное вещество - ПАВ пеногасящего действия - трибутилфосфат и связанную воду.The specified multifunctional superplasticizer includes a block copolymer of polymethylene naphthalenesulfonates — PNS and technical lignosulfonates — TLS, a surfactant — antifoaming agents — tributyl phosphate and bound water.
Суперпластификатор разработан в соответствии с Техническими условиями ТУ 5745-333-05800142-2008, отвечает требованиям ГОСТ 24211-2003 и внесен Госстандартом России в Каталожный лист продукции под зарегистрированным названием СУПРАНАФТ, Регистрационный №049532/01.Superplasticizer is developed in accordance with Technical Specifications TU 5745-333-05800142-2008, meets the requirements of GOST 24211-2003 and is entered by the State Standard of Russia in the Product Catalog under the registered name SUPRANAFT, Registration No. 049532/01.
Технологические свойства данного суперпластификатора как разжижителя и воздухововлекающего агента превосходят аналогичные свойства известных пластификаторов, однако при использовании СУПРАНАФТА в технологии тяжелых бетонов, включая литые бетоны, в ряде случаев наблюдается водоотделение, превышающее нормативные показатели, а также расслоение как транспортируемого, так и свежеуложенного бетона, хотя явление водоотделения и расслоения бетонов существенно больше свойственно другим пластификаторам, и суперпластификаторам.The technological properties of this superplasticizer as a diluent and air-entraining agent are superior to the similar properties of known plasticizers, however, when using SUPRANAFT in heavy concrete technology, including cast concrete, in some cases there is water separation that exceeds the normative parameters, as well as delamination of both transported and freshly laid concrete, although the phenomenon of water separation and delamination of concrete is significantly more characteristic of other plasticizers and superplasticizers.
В этой связи представляет интерес возможность применения в качестве водоудерживающих и регулирующих расслаиваемость водоцементных систем добавок одноатомных алифатических спиртов совместно с суперпластификаторами нафталинформальдегидсульфонатного типа.In this regard, it is of interest to use monatomic aliphatic alcohols in addition to superplasticizers of the naphthalene formaldehyde sulfonate type as water-holding and regulating the delamination of water-cement systems.
В патентной литературе [патент US 6277190 B1, 21.08.2001] описано техническое решение, заключающееся в использовании одноатомных первичных алифатических жирных спиртов в строительных штукатурных и кладочных растворах, в которых в качестве вяжущего компонента могут быть использованы цемент, гипс, известь.The patent literature [patent US 6277190 B1, 08.21.2001] describes a technical solution consisting in the use of monoatomic primary aliphatic fatty alcohols in building plasters and masonry mortars, in which cement, gypsum, lime can be used as a binder component.
Эти спирты содержат в линейной цепочке молекулы структуру этанола с двумя алкильными группами, содержащими от шести до 12 атомов углерода в каждой группе при общем числе атомов углерода в молекуле, равном от 16 до 24, и применяются только как диспергирующие добавки в указанных строительных растворах, тогда как физико-химической основой для использования спиртов из ряда алифатических в качестве водоудерживающих добавок и регуляторов расслоения в цементно-водных системах с суперпластификаторами типа СУПРАНАФТА помимо их химической совместимости с последними является следующее.These alcohols contain in the linear chain of the molecule an ethanol structure with two alkyl groups containing from six to 12 carbon atoms in each group with a total number of carbon atoms in the molecule equal to from 16 to 24, and are used only as dispersing additives in these building solutions, then as a physical and chemical basis for the use of aliphatic alcohols as water-retaining additives and delamination regulators in cement-water systems with superplasticizers like SUPRANAFT in addition to their chemical combination Property with the latter is the following.
Известно, что спирты, в частности технически наиболее доступные одноатомные алифатические спирты с числом углеродных атомов в линейной цепи от одного до пяти, препятствуя кристаллизации гидроалюминатов кальция в цементно-водных системах, по мере гидратации, гидролиза и растворения трехкальциевого алюмината (С3А) увеличивают в жидкой фазе концентрацию Аl(OH)3 в форме золя. Это повышает водопотребность растворных и бетонных смесей вплоть до ложного схватывания и возникновения трещин при коротких режимах тепловлажностной обработки (ТВО), особенно коротких (1,5-2 ч) сроках предварительной выдержки до начала прогрева (требуется не менее 6 ч).It is known that alcohols, in particular the technically most accessible monohydric aliphatic alcohols with the number of carbon atoms in a linear chain from one to five, preventing the crystallization of calcium hydroaluminates in cement-water systems, as hydration, hydrolysis and dissolution of tricalcium aluminate (C 3 A) increase in the liquid phase, the concentration of Al (OH) 3 in the form of a sol. This increases the water demand of mortar and concrete mixtures up to false setting and cracking during short heat-moisture treatment (TVO), especially short (1.5-2 hours) periods of preliminary exposure before heating (at least 6 hours is required).
Эти недостатки усугубляются при дополнительных условиях:These disadvantages are exacerbated under additional conditions:
1) при использовании средне- и высокоалюминатных цементов (при содержании С3А соответственно 5-8 и тем более 9-12% массы клинкера);1) when using medium- and high-aluminate cements (with a content of C 3 A, respectively, 5-8 and especially 9-12% of the mass of clinker);
2) при высоком содержании щелочей (R2O=Na2O+0,658 К2О) - более 0,6% массы клинкера, поскольку в их присутствии в цементно-водной системе образуется щелочесодержащий аналог С3А - RC8А3, у которого гель Аl(OH)3 является одной из основных и, в тоже время, конечных фаз, возникающих при гидратации высокощелочного цемента; его фазовые переходы приводят к отшелушиванию мелкого заполнителя с поверхности контакта бетона и арматуры и нарушению их контактной зоны, что может привести в отсутствии специальных защитных мер к опасному падению несущей способности и разрушению конструкций и сооружений под обычной рабочей нагрузкой;2) with a high alkali content (R 2 O = Na 2 O + 0,658 K 2 O) - more than 0.6% of the clinker mass, since in their presence in the cement-water system an alkali-containing analog C 3 A - RC 8 A 3 is formed , in which Al (OH) 3 gel is one of the main and, at the same time, final phases arising from the hydration of highly alkaline cement; its phase transitions lead to the exfoliation of fine aggregate from the contact surface of concrete and reinforcement and the violation of their contact zone, which can lead to a dangerous drop in bearing capacity and destruction of structures and structures under normal working load in the absence of special protective measures;
3) при чрезмерной экономии топлива во время обжига клинкера, что приводит к сохранению в нем промежуточной (маргинальной) фазы С12А7 (майенита) взамен части С3А; здесь гель Аl(ОН)3 по вредному влиянию аналогичен гелю, образующемуся в присутствии RСА3 [Entine Z.B. and oth., The liquid phase alite generation model in sintering portland cement clincer. 10-th International Congress on the Chemistry of Cement. Gothenburg, Sweden, June 2-6, 1997. Proceedings, ed. by H Justens, Publ. «Amarkai», Gothenburg, 1997 v.1, li046, 4 pp.].3) with excessive fuel economy during clinker burning, which leads to the preservation of the intermediate (marginal) phase C 12 A 7 (mayenite) in it instead of part C 3 A; here, Al (OH) 3 gel is detrimental to the gel formed in the presence of RCA 3 [Entine ZB and oth., The liquid phase alite generation model in sintering portland cement clincer. 10th International Congress on the Chemistry of Cement. Gothenburg, Sweden, June 2-6, 1997. Proceedings, ed. by H Justens, Publ. Amarkai, Gothenburg, 1997 v. 1, li046, 4 pp.].
Одновременно приходится учитывать, что технические лигносульфонаты (ТЛС) имеют кислую реакцию и это ускоряет растворение алюминатов кальция по сравнению с гидросиликатами кальция при взаимодействии цемента с ТЛС и водой, и, следовательно, увеличивает опасность указанных выше эффектов, вызываемых присутствием короткоцепочечных (C1-C4) одноатомных алифатических спиртов, в частности типа этаноламинов [Тарнаруцкий Г.М. Разработка технологии и исследование строительно-технических свойств гидрофобного портландцемента с поликомпонентными добавками. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: НИИЦемент, 1974].At the same time, it is necessary to take into account that technical lignosulfonates (TLS) have an acid reaction and this accelerates the dissolution of calcium aluminates in comparison with calcium hydrosilicates during the interaction of cement with TLS and water, and, therefore, increases the risk of the above effects caused by the presence of short-chain (C 1 -C 4 ) monohydric aliphatic alcohols, in particular the type of ethanolamines [Tarnarutsky G.M. Development of technology and study of the construction and technical properties of hydrophobic Portland cement with multicomponent additives. Abstract of dissertation for the degree of candidate of technical sciences. M .: NIIITsement, 1974].
В этой связи сделано предположение, что в качестве водоудерживающих добавок в составе суперпластификаторов на основе продуктов сополимеризации ГПТС и ТЛС необходимо присутствие только жирных алифатических или ароматических спиртов, а также других спиртов, включающих, по крайней мере, одну двойную связь С=С по следующим причинам:In this regard, the assumption was made that as water-holding additives in the composition of superplasticizers based on the products of copolymerization of GPTS and TLS, the presence of only fatty aliphatic or aromatic alcohols, as well as other alcohols, including at least one double bond C = C, is necessary for the following reasons :
во-первых, они, будучи щелочами, хотя и слабыми, снижают вредную кислотную реакцию ТЛС; удлиненные линейные углеводородные цепи (С6-C8) указанных спиртов, благодаря индукционному эффекту локально повышает это их влияние на функциональных группах;firstly, they, being alkalis, although weak, reduce the harmful acid reaction of TLS; elongated linear hydrocarbon chains (C 6 -C 8 ) of these alcohols, due to the induction effect, locally increases this effect on functional groups;
во-вторых, они специфически замедляют гидратацию C12A7, будучи адсорбированными им до начала гидролиза, то есть до разрыва кристаллической решетки водой, поскольку их молекулы поверхностно активны и присутствуют уже в первых элементарных актах взаимодействия C12A7 с водой, а далее занимают место на ювенильной поверхности гидратов С12А7, не позволяя им служить затравками для последующей кристаллизации многоводных гидратных новообразований типа AFt- и AFm-фаз; это оставляет больше свободной воды в системе;secondly, they specifically slow down the hydration of C 12 A 7 , being adsorbed by it before hydrolysis begins, that is, before the crystal lattice breaks with water, since their molecules are surface active and are already present in the first elementary interactions of C 12 A 7 with water, and then occupy a place on the juvenile surface of C 12 A 7 hydrates, not allowing them to serve as seeds for the subsequent crystallization of hydrated neoplasms of the AFt and AFm phases; this leaves more free water in the system;
в-третьих, они препятствуют образованию золя Аl(ОН)3, то есть слипанию молекул Аl(ОН)3 с образованием связной системы, что снижает водопотребность цементно-водной системы, хотя по существу не являются подлинными пластифицирующими соединениями.thirdly, they prevent the formation of Al (OH) 3 sol, i.e., the adhesion of Al (OH) 3 molecules to form a cohesive system, which reduces the water demand of the cement-water system, although they are essentially not genuine plasticizing compounds.
Эти положительные эффекты присутствия первичных одноатомных жирных алифатических спиртов в цементных системах объясняют ожидаемое повышение прочности цементов, растворов и бетонов с добавками таких спиртов в пластификаторах в присутствии ТЛС, щелочей и т.п., поскольку, в конечном счете, эти добавки уменьшают массовую долю несиликатных и повышают массовую долю в цементном камне силикатных гидратов, являющихся основными носителями прочности растворов и бетонов. Но при этом необходимо особо отметить, что указанные спирты как водоудерживающие и регулирующие добавки до настоящего время не применялись в бетонах и строительных растворах, а также и в других строительных смесях на основе портландцемента совместно с формальдегидсульфонатными разжижителями цементных систем.These positive effects of the presence of primary monohydric fatty aliphatic alcohols in cement systems explain the expected increase in the strength of cements, mortars, and concrete with the addition of such alcohols in plasticizers in the presence of TLS, alkalis, etc., since, ultimately, these additives reduce the mass fraction of non-silicate and increase the mass fraction in the cement stone of silicate hydrates, which are the main carriers of the strength of mortars and concrete. But it should be emphasized that these alcohols as water-retaining and regulating additives have not yet been used in concrete and mortar, as well as in other building mixtures based on Portland cement, together with formaldehyde sulfonate thinners of cement systems.
Задачей изобретения является увеличение водоудерживающей способности полифункционального суперпластификатора для бетонов и строительных растворов, бетонных и строительных смесей и снижение их расслаиваемости при повышенных дозировках суперпластификатора особенно в тяжелых и литых бетонах, а также повышение прочности бетонных систем в поздние сроки твердения.The objective of the invention is to increase the water-holding ability of a multifunctional superplasticizer for concrete and mortar, concrete and building mixtures and to reduce their delamination at higher dosages of the superplasticizer especially in heavy and cast concrete, as well as to increase the strength of concrete systems in the later stages of hardening.
Указанная задача решается тем, что полифункциональный суперпластификатор для бетонной смеси и строительного раствора, включающий блок-сополимер полиметиленнафталинсульфонатов - ПНС и технических лигносульфонатов - ТЛС, поверхностно-активное вещество - ПАВ пеногасящего действия - трибутилфосфат и связанную воду, он дополнительно содержит водоудерживающую добавку - первичный одноатомный алифатический жирный спирт - 2-этилгексанол при следующем соотношении компонентов суперпластификатора, мас.% (в твердом виде - порошке):This problem is solved by the fact that a multifunctional superplasticizer for concrete mix and mortar, including a block copolymer of polymethylene naphthalene sulfonates - PNS and technical lignosulfonates - TLS, a surfactant - antifoam surfactant - tributyl phosphate and bound water, it additionally contains a water-retaining additive aliphatic fatty alcohol - 2-ethylhexanol in the following ratio of components of superplasticizer, wt.% (in solid form - powder):
Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.
Одноатомные алифатические жирные спирты с линейными углеводородными цепочками, имеющими короткие боковые метильные группы в составе комплексного суперпластификатора, химически составляющие с ним одно целое, активируют через общую молекулярную систему и соответствующие донорно-акцепторные связи в • гидроксильных группах мономолекулярный водный слой, окружающий их углеводородные цепи. Функциональные группы в спиртах порождают в этом слое активированные гидратированные электроны, делокализованные по всей площади контактного водного слоя. В результате указанному слою придается высокотемпературная (соответствующая 293±20 К) сверхпроводимость, сопровождающаяся существенным снижением вязкости воды [Стехин А.А. и др. Структурированная вода: нелинейные эффекты. М.: Изд. ЛКИ, 2008, с.139, 175, 251 и т.д.]. Этим обеспечивается усиление водоредуцирующего действия добавки, особенно принимая во внимание линейные длинноцепочечные молекулы спиртов, существенно повышающие площадь сверхпроводящего контактного слоя вокруг молекул добавки, и соответственно дополнительно сокращающие общее водосодержание цементно-водных систем - строительных растворов и бетонов.Monoatomic aliphatic fatty alcohols with linear hydrocarbon chains having short side methyl groups in the complex superplasticizer, chemically integral with it, activate through the common molecular system and the corresponding donor – acceptor bonds in the • hydroxyl groups the monomolecular aqueous layer surrounding their hydrocarbon chains. Functional groups in alcohols generate activated hydrated electrons in this layer, delocalized over the entire area of the contact water layer. As a result, a high-temperature (corresponding to 293 ± 20 K) superconductivity is attached to this layer, accompanied by a significant decrease in the viscosity of water [A. Stekhin. et al. Structured water: nonlinear effects. M .: Publishing. LCI, 2008, p.139, 175, 251, etc.]. This ensures an increase in the water-reducing action of the additive, especially taking into account linear long-chain alcohol molecules, which significantly increase the area of the superconducting contact layer around the additive molecules and, accordingly, additionally reduce the total water content of cement-water systems - mortar and concrete.
При этом наблюдается значительное снижение водоотделения - главного недостатка известных суперпластификаторов на основе нафталинсульфонатов, особенно характерное для бетонов с введением суперпластификаторов в бетонную смесь. Соответственно добавка 2-этилгексанола оказывает максимальный положительный эффект на поведение бетонных смесей и бетонов на их основе, проявляющееся в повышении прочности в ранние и последующие сроки твердения благодаря снижению В/Ц, что соответствует проявлению суперпозиционного и синергетического эффектов, при которых происходит наложение взаимных влияний компонентов суперпластификатора, а общий эффект значительно превышает суммарный и аналогичный вклад каждого из компонентов.At the same time, there is a significant decrease in water separation - the main disadvantage of the known superplasticizers based on naphthalene sulfonates, which is especially characteristic for concrete with the introduction of superplasticizers in the concrete mix. Accordingly, the addition of 2-ethylhexanol has the maximum positive effect on the behavior of concrete mixtures and concretes based on them, manifested in an increase in strength in the early and subsequent hardening periods due to a decrease in W / C, which corresponds to the manifestation of superposition and synergistic effects, in which the mutual effects of the components are superimposed superplasticizer, and the overall effect significantly exceeds the total and similar contribution of each of the components.
Оптимальное соотношение компонентов в полифункциональном пластификаторе было найдено опытным путем.The optimal ratio of components in a multifunctional plasticizer was found experimentally.
Для приготовления полифункционального суперпластификатораFor the preparation of multifunctional superplasticizer
использовались следующие его компоненты:The following components were used:
Суперпластификатор СУПРАНАФТ по ТУ 5745-333-05800142-2008SUPRANAFT superplasticizer according to TU 5745-333-05800142-2008
ПАВ - пеногаситель трибутилфосфат по ТУ 6-02-733-84Surfactant - antifoam tributyl phosphate according to TU 6-02-733-84
Водоудерживающая добавка - 2-этилгексонал ГОСТ 26624-85Water-holding additive - 2-ethylhexonal GOST 26624-85
ПримерExample
Для исследования свойств экспериментального образца суперпластификатора по настоящему изобретению была приготовлена бетонная смесь, содержащая среднеалюминатный цемент М 500 с НГ=26,5%; кварцевый песок с модулем крупности 2,30; гранитный щебень, состоящий на 40% из зерен фракции 5-10 мм и 60% из зерен фракции 10-20 мм. Состав бетона Ц:П:Щ:В=1:2,34:2,94:1,94. Суперпластификатор вводили со всей водой затворения. Смесь готовили в смесителе принудительного действия. Удобоукладываемость бетонной смеси и определение расслаиваемости бетонной смеси определяли по ГОСТ 10181.4-81 «Смеси бетонные. Методы определения расслаиваемости».To study the properties of the experimental sample of the superplasticizer of the present invention, a concrete mixture was prepared containing medium-aluminate cement M 500 with NG = 26.5%; silica sand with a particle size modulus of 2.30; granite crushed stone, consisting of 40% of grains of a fraction of 5-10 mm and 60% of grains of a fraction of 10-20 mm. The composition of concrete is Ts: P: Sh: V = 1: 2,34: 2,94: 1,94. Superplasticizer was administered with all mixing water. The mixture was prepared in a forced action mixer. The workability of the concrete mixture and the determination of the delamination of the concrete mixture was determined according to GOST 10181.4-81 “Concrete mixtures. Methods for determining delamination. "
Из бетонной смеси готовили образцы бетона для испытаний на прочность, твердевшие в нормальных тепловлажностных условиях. Прочность образцов определяли в соответствии с ГОСТ Р 53231-2008 «Бетоны. Правила контроля прочности». Были испытаны бетонные смеси, содержащие суперпластификатор к заявленных соотношениях компонентов. Испытывались также бетонные образцы, изготовленные в соответствии с составом, указанным в известном техническом решении (аналоге-прототипе), а также бетонные образцы, содержащие 2,5% суперпластификатора, твердевшие в нормальных тепловлажностных условиях.Concrete samples were prepared from concrete mix for strength tests, solidified under normal heat and humidity conditions. The strength of the samples was determined in accordance with GOST R 53231-2008 “Concretes. Strength Control Rules. ” Concrete mixtures containing a superplasticizer to the claimed component ratios were tested. We also tested concrete samples made in accordance with the composition specified in the well-known technical solution (prototype analogue), as well as concrete samples containing 2.5% superplasticizer, solidified under normal heat and humidity conditions.
Состав суперпластификаторов но известному техническому решению и настоящему изобретению, а также строительно-технические характеристики бетонных образцов представлены соответственно в таблицах 1 и 2.The composition of superplasticizers according to the well-known technical solution and the present invention, as well as the construction and technical characteristics of concrete samples are presented in tables 1 and 2, respectively.
Для определения влияния полифункционального суперпластификатора на прочностные характеристики бетона, а также водоотделение и расслаиваемостъ готовились образцы из смеси (ОК=4-5,5) равноподвижной с бездобавочной (контрольной) смесью. Результаты испытаний бетонных образцов приведены в таблице 2, из которой видно, что предложенный полифункциональный суперпластификатор с добавкой 2-этилгексанола подтверждают повышение прочности, снижение водоотделения и расслаиваемости бетона.To determine the effect of a multifunctional superplasticizer on the strength characteristics of concrete, as well as water separation and delamination, samples were prepared from a mixture (OK = 4-5.5) equally moving with an additional (control) mixture. The test results of concrete samples are shown in table 2, from which it can be seen that the proposed multifunctional superplasticizer with the addition of 2-ethylhexanol confirm the increase in strength, decrease in water separation and delamination of concrete.
Таким образом, предложенный состав компонентов позволяет получить высокоэффективный и новый для технологии бетонных систем и строительных растворов полифункциональный суперпластификатор.Thus, the proposed composition of the components makes it possible to obtain a multifunctional superplasticizer, highly effective and new for the technology of concrete systems and mortars.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009134467/03A RU2405747C1 (en) | 2009-09-16 | 2009-09-16 | Polyfunctional superplasticiser for concrete mixture and mortar |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009134467/03A RU2405747C1 (en) | 2009-09-16 | 2009-09-16 | Polyfunctional superplasticiser for concrete mixture and mortar |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2405747C1 true RU2405747C1 (en) | 2010-12-10 |
Family
ID=46306407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009134467/03A RU2405747C1 (en) | 2009-09-16 | 2009-09-16 | Polyfunctional superplasticiser for concrete mixture and mortar |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2405747C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2513373C1 (en) * | 2012-12-27 | 2014-04-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Composition for preparation of complex additive for concretes and method of its production |
-
2009
- 2009-09-16 RU RU2009134467/03A patent/RU2405747C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2513373C1 (en) * | 2012-12-27 | 2014-04-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Composition for preparation of complex additive for concretes and method of its production |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Topçu et al. | Effect of high dosage lignosulphonate and naphthalene sulphonate based plasticizer usage on micro concrete properties | |
Nkinamubanzi et al. | Superplasticizers in practice | |
CN102329096B (en) | A high early strength mineral admixture for concrete | |
CA2876447C (en) | Lightweight concrete with low thermal conductivity | |
EP2917164A1 (en) | Insulating construction materials with a base of vegetal additions | |
Soroka et al. | Hot weather concreting with admixtures | |
Felekoğlu et al. | Compatibility of a polycarboxylate-based superplasticiser with different set-controlling admixtures | |
CN107522449B (en) | Self-leveling low-shrinkage high-strength mortar | |
Langan et al. | Strength and durability of concretes containing 50% Portland cement replacement by fly ash and other materials | |
US10308554B2 (en) | Concrete composition | |
BR112017028359B1 (en) | cement additive and cement composition | |
Maravelaki et al. | RILEM TC 277-LHS report: additives and admixtures for modern lime-based mortars | |
Abd Elaty et al. | Performance of Portland cement mixes containing silica fume and mixed with lime-water | |
CN104529232B (en) | Polycarboxylate composite water reducing agent, preparation method and using method thereof for high carbon content concrete | |
CN105731943A (en) | Compact enhanced mortar waterproofing agent | |
CN104812721A (en) | Insulating construction materials with a base of vegetal additions | |
CN101172803A (en) | Composite admixture for improving self-shrinkage of concrete | |
RU2405747C1 (en) | Polyfunctional superplasticiser for concrete mixture and mortar | |
CN103145371B (en) | High-fluidity high-strength super-retarding type steel pipe concrete additive and preparation method thereof | |
JP2009161360A (en) | High-fluidity mortar | |
RU2360879C1 (en) | Complex additive | |
WO2017214108A1 (en) | Strength enhancing admixtures for hydraulic cements | |
Chang et al. | The combined admixture of calcium lignosulphonate and sulphonated naphthalene formaldehyde condensates | |
RU2426702C1 (en) | Composition gypsum binder | |
JPH02167847A (en) | Production of improved powdery cement composition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120917 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20131020 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160917 |