RU2422393C1 - Complex additive for concrete mixture in form of stabilised microsilica suspension - Google Patents

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: invention relates to the industry of building materials and composition of an additive which is used in preparing concrete mixture. The complex additive for concrete mixture in form of a stabilised aqueous suspension of microsilica, which contains microsilica, sodium acrylate, a stabilising agent and water, contains PFK 70 as the stabilising agent, with the following ratio of components in wt %: microsilica 30.0-75.0; PFK 70 0.15-0.9, sodium polyacrylate 0.05-0.9, water - the rest. ^ EFFECT: low viscosity of the microsilica suspension, high rheological stability and fluidity during prolonged storage, as well as high crack resistance. ^ 3 tbl

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается состава добавки, применяемой при изготовлении бетонной смеси.The invention relates to the building materials industry and relates to the composition of the additive used in the manufacture of concrete mix.

Известна добавка в бетонную смесь в виде стабилизированной водной суспензии микрокремнезема (патент РФ 2060242), содержащая, мас.%:Known additive in the concrete mixture in the form of a stabilized aqueous suspension of silica fume (patent RF 2060242), containing, wt.%:

микрокремнезем - 40-70silica fume - 40-70

нитрилометиленфосфоновая кислота - 0,02-0,14nitrilomethylene phosphonic acid - 0.02-0.14

продукт конденсации β-нафталинсульфокислотыcondensation product of β-naphthalenesulfonic acid

с формальдегидом - 0,02-0,14with formaldehyde - 0.02-0.14

вода - остальноеwater - the rest

Недостатком известной суспензии является высокая вязкость и ограниченный период ее реологической устойчивости (90 сут). Наличие в составе известной суспензии продукта конденсации β-нафталинсульфокислоты с формальдегидом (0,02-0,14 мас.%) замедляет процесс гидратации цемента в бетонной смеси, что отражается на пористости цементного камня и его трещиностойкости.A disadvantage of the known suspension is its high viscosity and a limited period of its rheological stability (90 days). The presence in the composition of the known suspension of the condensation product of β-naphthalene sulfonic acid with formaldehyde (0.02-0.14 wt.%) Slows down the process of cement hydration in the concrete mixture, which affects the porosity of the cement stone and its crack resistance.

Ближайшим из аналогов предложенного изобретения является добавка в бетонную смесь в виде стабилизированной водной суспензии микрокремнезема, содержащей, мас.%:The closest of the analogues of the proposed invention is the additive in the concrete mixture in the form of a stabilized aqueous suspension of silica fume, containing, wt.%:

микрокремнезем - 20,0-75,0silica fume - 20.0-75.0

акрилат натрия - 0,01-1,0sodium acrylate - 0.01-1.0

стабилизирующий агент - 0,25-1,0stabilizing agent - 0.25-1.0

вода - остальное.water is the rest.

(Патент Канады №1227742).(Canadian Patent No. 1227742).

Недостатком является повышенная вязкость, пониженная реологическая устойчивость.The disadvantage is increased viscosity, reduced rheological stability.

Цель изобретения состоит в снижении вязкости суспензии микрокремнезема, повышении реологической устойчивости и текучести при длительном хранении, а также увеличении трещиностойкости материала с использованием этой добавки.The purpose of the invention is to reduce the viscosity of the suspension of silica fume, increase the rheological stability and fluidity during long-term storage, as well as increase the crack resistance of the material using this additive.

Поставленная цель достигается за счет того, что добавка в бетонную смесь в виде стабилизированной водной суспензии микрокремнезема, содержащей микрокремнезем, акрилат натрия, стабилизирующий агент, воду, содержит в качестве стабилизирующего агента «ПКФ 70», при следующем соотношении компонентов, мас.%:This goal is achieved due to the fact that the addition to the concrete mixture in the form of a stabilized aqueous suspension of silica fume containing silica fume, sodium acrylate, a stabilizing agent, water, contains “PKF 70” as a stabilizing agent, in the following ratio, wt.%:

микрокремнеземsilica fume 30,0-75,030.0-75.0 «ПКФ 70»PKF 70 0,15-0,90.15-0.9 полиакрилат натрияsodium polyacrylate 0,05-0,90.05-0.9 водаwater остальноеrest

Предложенный состав суспензии микрокремнезема отличается от прототипа тем, что в качестве стабилизатора используется «ПКФ 70» - водный раствор натриевых солей карбоксильной и олигофосфоновой кислот, модифицированных жирным спиртом (ТУ 2316-005-15070762-2008), что позволяет сохранять подвижность суспензии в течение длительного времени, обеспечивает повышение степени гидратации цемента и увеличение трещиностойкости материала. Предложенная комплексная добавка может быть использована в количестве 2-15 мас.% от веса цемента.The proposed composition of the silica fume suspension differs from the prototype in that it uses PKF 70 as an stabilizer — an aqueous solution of sodium salts of carboxylic and oligophosphonic acids modified with fatty alcohol (TU 2316-005-15070762-2008), which allows the suspension to remain mobile for a long time time, provides an increase in the degree of hydration of cement and an increase in crack resistance of the material. The proposed complex additive can be used in an amount of 2-15 wt.% By weight of cement.

Суспензию готовят следующим образом: в смеситель загружают воду, полиакрилат натрия и «ПКФ 70», смесь перемешивают в течение 0,5-1 мин, затем добавляют микрокремнезем, осуществляют повторное перемешивание в течение 5-25 мин до получения однородной суспензии.The suspension is prepared as follows: water, sodium polyacrylate and “PCF 70” are loaded into the mixer, the mixture is stirred for 0.5-1 min, then silica fume is added, re-mixing is carried out for 5-25 minutes until a homogeneous suspension is obtained.

Реологические свойства суспензии (текучесть) и ее стабильность (седиментационную устойчивость) определяют по стандартной методике определения водоотделения цементных растворов (ГОСТ 26798.1-96): суспензию помещают в мерный цилиндр емкостью 250 мг и оставляют в покое до появления отделившийся воды, которую отбирают пипеткой и переносят в мерный цилиндр емкостью 25 мл. Отбор отделившийся воды осуществляют в течение всего срока наблюдений (6 мес). Состав суспензии и ее свойства приведены в таблице 1, 2. Степень гидратации цемента определяют рентгенографическим методом на дифрактометре ДРОН 3М (табл.3). Коэффициент трещиностойкости цементного камня определяют как отношение прочности при изгибе к прочности при сжатии.The rheological properties of the suspension (fluidity) and its stability (sedimentation stability) are determined by the standard method for determining the water separation of cement mortars (GOST 26798.1-96): the suspension is placed in a 250 mg graduated cylinder and the quiescent water is left at rest, which is taken off with a pipette and transferred into a measuring cylinder with a capacity of 25 ml. The selection of separated water is carried out during the entire observation period (6 months). The composition of the suspension and its properties are shown in table 1, 2. The degree of cement hydration is determined by x-ray diffraction method on a DRON 3M diffractometer (table 3). The fracture toughness coefficient of cement stone is defined as the ratio of bending strength to compressive strength.

Таблица 1Table 1 Состав суспензииSuspension composition №№№№   состав 1composition 1 состав 2composition 2 состав 3composition 3 1one микрокремнеземsilica fume 30thirty 50fifty 7575 22 полиакрилат натрияsodium polyacrylate 0,050.05 0,070,07 0,090.09 33 ПКФ-70PKF-70 0,150.15 0,70.7 0,90.9 4four водаwater 69,869.8 49,2349.23 24,0124.01

Таблица 2table 2 Свойства суспензии при храненииStorage Properties №№№№ Начальная суспензия Initial suspension после 1 месafter 1 month 3 мес3 month 6 мес6 months   растекаемость - 185 мм,spreadability - 185 mm, 185185 185185 185185 1one вязкость - 0,15 Па·сviscosity - 0.15 Pa · s 0,150.15 0,150.15 0,150.15   водоотделение - 0 млwater separation - 0 ml 0,00,0 0,00,0 0,50.5   растекаемость 190 ммspreadability 190 mm 190190 190190 190190 22 вязкость - 0,14 Па·сviscosity - 0.14 Pa · s 0,140.14 0,140.14 0,140.14   водоотделение - 0 млwater separation - 0 ml 0,00,0 0,00,0 0,30.3   растекаемость 200 ммspreadability 200 mm 200200 200200 200200 33 вязкость - 0,12 Па·сviscosity - 0.12 Pa · s 0,120.12 0,120.12 0,120.12   водоотделение - 0 млwater separation - 0 ml 0,00,0 0,00,0 0,20.2

Таблица 3Table 3 Степень гидратации цемента и трещиностойкостьThe degree of hydration of cement and crack resistance №№№№ Вид и количество добавки*, %Type and amount of additive *,% 7 сут МПа7 days MPa 28 сут МПа28 days MPa ТрещиностойкостьCrack resistance     R изг.R ex. R сж.R sr. R изг.R ex. R сж.R sr.   1one без добавкиno additives 5,55.5 50fifty 7,77.7 7070 0,110.11 22 С-3 - 0,7S-3 - 0.7 4,44.4 4444 6,16.1 6161 0,100.10 33 суспензия по изобретению (№1 по табл.1)suspension according to the invention (No. 1 according to table 1) 9,39.3 5252 13,513.5 7575 0,180.18 4four суспензия по изобретению (№3 по табл.1)suspension according to the invention (No. 3 according to table 1) 12,1812.18 5858 24,124.1 8080 0,210.21 * суспензия вводилась в количестве 10% от веса цемента* suspension was introduced in an amount of 10% by weight of cement

Приведенные данные показывают, что предложенная комплексная добавка в виде стабилизированной суспензии микрокремнезема имеет стабильные свойства в течение 6 мес хранения с момента изготовления и обеспечивает улучшение свойств цементного камня - повышает степень гидратации цемента и увеличивает его трещиностойкость.The data show that the proposed complex additive in the form of a stabilized suspension of silica fume has stable properties for 6 months from the date of manufacture and provides improved properties of cement stone - increases the degree of hydration of cement and increases its crack resistance.

Claims (1)

Комплексная добавка в бетонную смесь в виде стабилизированной водной суспензии микрокремнезема, включающей микрокремнезем, воду, полиакрилат натрия, стабилизатор, отличающаяся тем, что она содержит в качестве стабилизатора «ПКФ 70» при следующем соотношении компонентов, мас.%:
микрокремнезем 30-75 «ПФК-70» 0,15-0,9 полиакрилат натрия 0,05-0,9 вода остальное Complex additive in the concrete mixture in the form of a stabilized aqueous suspension of silica fume, including silica fume, water, sodium polyacrylate, a stabilizer, characterized in that it contains "PCF 70" as a stabilizer in the following ratio, wt.%:
silica fume 30-75 PFK-70 0.15-0.9 sodium polyacrylate 0.05-0.9 water rest