RU2007375C1 - Composition for impregnation of concrete - Google Patents

Abstract

FIELD: production of building materials. SUBSTANCE: the composition for the impregnation of concrete comprises (wt % ): 45.45-51.25 still residues formed during organic synthesis of polyvinyl pyrolidone from aminoaldehyde resin-based fatty heterocyclic stock; 0.164-0.200 30% aqueous hydrogen peroxide; 0.520-0.700 25% aqueous ammonia; 4.79-9.00 liquid glass; and water, the balance. The concrete impregnation is not greater than 18 mm, the water impermeability is not more than 6, the water absorption is not more than 2.28% . The resistance coefficient after 13-month treatment with 10% Na₂SO₄ is 1.11. EFFECT: improved properties of the composition. 3 tbl

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для пропитки теплоизоляционных изделий. The invention relates to the production of building materials and can be used to impregnate thermal insulation products.

Известно использование для пропитки бетонных изделий, например, метилметакрилата. It is known to use for impregnation of concrete products, for example, methyl methacrylate.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления бетонполимерных изделий, по которому пропиточная композиция включает кубовые остатки, воду и инициирующую окислительно-восстановительную систему "персульфат аммония - сульфат ванадила". Closest to the proposed invention in technical essence and the achieved result is a method of manufacturing concrete polymer products, in which the impregnating composition includes bottoms, water and an initiating redox system of ammonium persulfate - vanadyl sulfate.

Недостатком известной композиции является недостаточная глубина пропитки, коррозионная стойкость пропитанного бетона и сложная технология процесса отверждения. A disadvantage of the known composition is the insufficient depth of impregnation, the corrosion resistance of the impregnated concrete and the complex technology of the curing process.

Цель изобретения - увеличение глубины пропитки, повышение стойкости к коррозии и упрощение технологии процесса отверждения. The purpose of the invention is to increase the depth of impregnation, increase resistance to corrosion and simplify the technology of the curing process.

Это достигается согласно изобретению тем, что композиция для пропитки бетона, включающая кубовые остатки органического синтеза поливинилпирролидона из жирного и гетероциклического сырья, инициирующую окислительно-восстановительную систему и воду, содержит в качестве инициирующей окислительно-восстановительной системы 30% -ный водный раствор аммиака и жидкое стекло с модулем 2,0 - 2,7 при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Кубовые остатки органического
синтеза поливинилпир-
ролидона из жирного
гетероциклического сырья
на основе аминоальде- гидной смолы 45,45 - 51,25
30% -ный водный раствор перекиси водорода 0,165 - 0,200 25% -ный водный раствор аммиака 0,520 - 0,700 Жидкое стекло 4,74 - 9,00 Вода Остальное
Для приготовления композиции для пропитки бетона используют следующие материалы
кубовые остатки органического синтеза производства поливинилпирролидона из жирного и гетероциклического сырья, которые представляют собой водный (70 - 75% ) раствор осмолов, образующихся в результате ректификации промежуточных продуктов синтеза поливинилпирролидона из таких как γ -бутиролактан, γ -бутиральдегид, амид оксимасляной кислоты, α -пирролидон, винилпирролидон, метилпирролидон и др. По своему химическому составу эти кубовые остатки являются продуктами поликонденсации аминных и альдегидных компонентов, т. е. амино-альдегидными смолами, в смеси с вышеназванными веществами с преимущественным содержанием винилпирролидона, амида оксимасляной кислоты и α -пирролидона.This is achieved according to the invention in that the composition for impregnating concrete, including bottoms of the organic synthesis of polyvinylpyrrolidone from fatty and heterocyclic feedstocks, initiating the redox system and water, contains 30% aqueous ammonia and liquid glass as the initiating redox system with a module of 2.0 - 2.7 in the following ratio of components, wt. %:
Vat remnants of organic
synthesis of polyvinylpyr-
fatty rolidone
heterocyclic raw materials
based on amino aldehyde resin 45.45 - 51.25
30% aqueous solution of hydrogen peroxide 0.165 - 0.200 25% aqueous solution of ammonia 0.520 - 0.700 Liquid glass 4.74 - 9.00 Water Else
The following materials are used to prepare the composition for impregnating concrete
bottoms of the organic synthesis of the production of polyvinylpyrrolidone from fatty and heterocyclic raw materials, which are an aqueous (70 - 75%) solution of osmols resulting from the rectification of intermediate products of the synthesis of polyvinylpyrrolidone from such as γ-butyrolactan, γ-butyraldehyde, hydroxybutyric acid amide, α - pyrrolidone, vinylpyrrolidone, methylpyrrolidone, etc. In terms of their chemical composition, these bottoms are products of polycondensation of amine and aldehyde components, i.e., amino-aldehyde with olami in admixture with the above mentioned substances with predominantly containing vinylpyrrolidone hydroxybutyric acid amide and α -pyrrolidone.

По внешнему виду кубовые остатки - это коричневая вязкая жидкость плотностью 1,175 г/см³, вязкость 36 - 38 с по ВЗ-4 и рН 9. Отход образуется на Новочеркасском заводе синтетических продуктов и сжигается (ТУ 6-02-18-63-80).In appearance, bottoms are brown viscous liquid with a density of 1.175 g / cm ³ , viscosity 36 - 38 s according to VZ-4 and pH 9. Waste is generated at the Novocherkassk synthetic products plant and burned (TU 6-02-18-63-80 )

Жидкое стекло - химическая формула xNa₂O ˙ SiO₂-адсорбент винилпирролидона и кольматирующий поры бетона агент, плотностью 1,2 - 1,4 г/см³ с модулем 2,0 - 2,7.Liquid glass - the chemical formula xNa ₂ O ˙ SiO _{2 is an} adsorbent of vinyl pyrrolidone and a pore-blocking concrete pore, with a density of 1.2 - 1.4 g / cm ³ with a module of 2.0 - 2.7.

Инициирующей окислительно-восстановительной системой служит комплекс "Н₂О₂-NH₃".The initiating redox system is the complex "N ₂ About ₂ -NH ₃ ".

Винилпирролидон из кубовых остатков в присутствии окислительно-восстановительной инициирующей системы полимеризуется в водной среде с образованием суспензии поливинилпирролидона, обладающего химической устойчивостью. В результате реакции полимеризации в порах бетона образуются твердые продукты (твердостью 0,3 - 0,4 по М-3), которые заполняют поровое пространство бетона, уплотняют его, повышают физико-механические свойства бетона. Vinylpyrrolidone from bottoms in the presence of a redox initiating system is polymerized in an aqueous medium to form a suspension of polyvinylpyrrolidone with chemical resistance. As a result of the polymerization reaction in the pores of concrete, solid products are formed (with a hardness of 0.3 - 0.4 according to M-3), which fill the pore space of concrete, compact it, and increase the physicomechanical properties of concrete.

Введение дополнительно жидкого стекла позволяет получить комплексный эффект: присутствие в композиции мономеров и полимеров из отхода способствует диспергированию жидкого стекла, крупные структурные элементы размером (20 - 30) х 10^-6 мкм дробятся на более мелкие, не превышающие 3 х 10^-7 мкм. Такая структура сохраняется и после отверждения, причем эффект диспергирования проявляется не только в том, что исчезают крупные структурные элементы и сопутствующие им крупные поры, но и в существенном снижении внутренних напряжений в системе.The introduction of additional liquid glass allows you to get a complex effect: the presence of monomers and polymers from the waste in the composition promotes dispersion of liquid glass, large structural elements of size (20-30) x 10 ^-6 microns are crushed into smaller ones that do not exceed 3 x 10 ^-7 microns. This structure is retained even after curing, and the dispersion effect is manifested not only in the fact that large structural elements and the large pores accompanying them disappear, but also in a significant decrease in internal stresses in the system.

С другой стороны между силикатом натрия и продуктами гидратации портландцемента происходят физико-химические процессы, повышающие прочность цементного камня. On the other hand, physico-chemical processes occur between the sodium silicate and Portland cement hydration products, which increase the strength of the cement stone.

В полимерсиликатной системе "жидкое стекло - отход с окислительно-восстановительной системой" процесс твердения качественно выражается схемой: гель - агрегация дисперсной фазы - уплотнение геля с возможной перекристаллизацией SiO₂.In the polymer silicate system “liquid glass - waste with a redox system”, the hardening process is qualitatively expressed by the following scheme: gel — aggregation of the dispersed phase — gel compaction with possible recrystallization of SiO ₂ .

Введение 30% -ного раствора Н₂О₂ в количестве 0,1 - 1,0% от массы винилпирролидона и 2 - 4% 25% -ного раствора NH₃ позволяет получить высокомолекулярный поливинилпирролидон с молекулярной массой 150000 - 250000 ед.The introduction of a 30% solution of H ₂ O ₂ in an amount of 0.1 - 1.0% by weight of vinyl pyrrolidone and 2 - 4% of a 25% solution of NH ₃ allows to obtain high molecular weight polyvinyl pyrrolidone with a molecular weight of 150,000 - 250,000 units.

Водная пропиточная композиция очень эффективна по проникающей способности в плотный бетон. Это объясняется лиофильностью системы с низкой вязкостью (15 - 17 с по ВЗ-4), обеспечивающей большую глубину пропитки пористых тел. The water impregnating composition is very effective in penetrating dense concrete. This is explained by the lyophilicity of a system with a low viscosity (15-17 s according to VZ-4), which provides a greater depth of impregnation of porous bodies.

П р и м е р. Композицию для пропитки готовят следующим образом: соединяют воду с расчетным количеством кубовых остатков и при перемешивании вливают жидкое стекло, затем 30% -ный водный раствор перекиси водорода и 25% -ный водный раствор аммиака. Все компоненты перемешивают 10 мин и получают готовый к употреблению состав. PRI me R. The composition for impregnation is prepared as follows: water is combined with the calculated amount of bottoms and liquid glass is poured with stirring, then a 30% aqueous solution of hydrogen peroxide and 25% aqueous ammonia solution. All components are mixed for 10 minutes and get ready to use composition.

Предложенная композиция может быть рекомендована для пропитки бетонных и железобетонных свай, труб, плит и др. изделий. The proposed composition can be recommended for the impregnation of concrete and reinforced concrete piles, pipes, plates and other products.

Состав бетонной смеси при расходе материала на 1 м³ бетона, кг: Цемент 350 Песок 680 Щебень 1150 Вода 200
При изготовлении бетона использовался портландцемент М500 Новороссийского завода "Октябрь", песок речной карьера Ростовской области с М_кр = 1,2, щебень гранитный Кальчинского месторождения фракций 5 - 10 и 10 - 20 мм. Материалы соответствуют ГОСТ 10178-85, ГОСТ 26633-91 и ГОСТ 23732-79.The composition of the concrete mixture at a material consumption of 1 m ³ concrete, kg: Cement 350 Sand 680 Crushed stone 1150 Water 200
In the manufacture of concrete, Portland cement M500 of the Novorossiysk Oktyabr plant was used, sand of a river quarry in the Rostov Region with M _cr = 1.2, granite crushed stone of the Kalchinsky deposit of fractions 5 - 10 and 10 - 20 mm. The materials comply with GOST 10178-85, GOST 26633-91 and GOST 23732-79.

Образцы бетона размером 7 х 7 х 7 см непосредственно после завершения тепловлажностной обработки в горячевлажном состоянии погружали в предварительно приготовленную пропиточную композицию, имеющую температуру 20^оС, и выдерживали 1,5 - 4. После того, как в течение 15 мин с образцов стекало лишнее количество пропиточной композиции, их выдерживали в помещении лаборатории 24 ч. В качестве контрольных использовали не пропитанные образцы.Samples of concrete size of 7 x 7 x 7 cm immediately after heat and humidity treatment in goryachevlazhnom state was immersed in an impregnating premix composition having a temperature of 20 ^{° C} and maintained 1.5 - 4. After 15 minutes a sample flowed excess the amount of the impregnating composition, they were kept in the laboratory for 24 hours. Uncontaminated samples were used as controls.

Составы композиций для пропитки бетона представлены в табл. 1. The compositions for concrete impregnation are presented in table. 1.

Физико-механические свойства бетона представлены в табл. 2 и 3. (56) Баженов Ю. М. Бетонполимеры. М. : Стройиздат, 1983, с. 15-21. Physico-mechanical properties of concrete are presented in table. 2 and 3. (56) Bazhenov Yu.M. Concrete polymers. M.: Stroyizdat, 1983, p. 15-21.

Авторское свидетельство СССР N 1539195, кл. C 04 B 41/65, 1986.  USSR author's certificate N 1539195, cl. C 04 B 41/65, 1986.

Claims (1)

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПРОПИТКИ БЕТОНА, включающая кубовые остатки органического синтеза поливинилпирролидона из жирного и гетероциклического сырья, инициирующую окислительно-восстановительную систему и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве инициирующей окислительно-восстановительной системы 30% -ный водный раствор перекиси водорода, 25% -ный водный раствор аммиака и жидкое стекло с модулем 2,0 - 2,7 при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Кубовые остатки органического синтеза поливинилпирролидона из жирного и гетероциклического сырья на основе аминоальдегидной смолы 45,45 - 51,25
30% -ный Водный раствор перекиси водорода 0,165 - 0,20
25% -ный Водный раствор аммиака 0,52-0,70
Жидкое стекло с модулем 2,0 - 2,7 4,74 - 9,0
Вода ОстальноеCOMPOSITION FOR CONCRETE IMPREGNATION, including bottoms of organic synthesis of polyvinylpyrrolidone from fatty and heterocyclic raw materials, initiating an oxidation-reduction system and water, characterized in that it contains a 30% aqueous hydrogen peroxide solution as an initiating oxidation-reduction system, 25% - aqueous ammonia and liquid glass with a module of 2.0 - 2.7 in the following ratio of components, wt. %:
VAT residues of the organic synthesis of polyvinylpyrrolidone from fatty and heterocyclic feedstocks based on aminoaldehyde resin 45.45 - 51.25
30% Aqueous solution of hydrogen peroxide 0.165 - 0.20
25% Aqueous ammonia 0.52-0.70
Liquid glass with module 2.0 - 2.7 4.74 - 9.0
Water Else

Images