Бетонная смесь

 

Изобретение относится к составам бетонных смесей с добавками и может быть использовано при производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций. Бетонная смесь, включающая цемент, заполнитель, соапсток растительного масла и воду, дополнительно содержит диэтиленгликоль и технический лигносульфонат при массовом соотношении соапсток растительного масла:диэтиленгликоль, равном 2,0-5,0, при следующем массовом соотношении компонентов, мас.%: цемент 15,0-25,0; заполнитель 60,0-80,0; диэтиленгликоль 0,1-1,0; технический лигносульфонат 0,02-0,3; соапсток растительного масла 0,5-2,0; вода до 100. 1 табл.

Изобретение относится к составам бетонных смесей с добавками и может быть использовано при производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций.

Известна бетонная смесь (авторское свидетельство СССР №1306920, С 04 В 24/04, 1987 г.), содержащая следующие компоненты, мас.%: цемент 10,00-18,83, песок 20,80-30,98, щебень 52,00-61,05, сточные воды производства синтетических жирозаменителей и поверхностно-активных веществ 6,20-7,47.

Недостатками такой бетонной смеси являются низкие водопоглощение и морозостойкость.

Известна бетонная смесь (авторское свидетельство СССР №1636376, С 04 В 24/18, 1991 г.), содержащая ингредиенты при следующем массовом соотношении,%:

Цемент 19,0-20,0

Песок 26,0-27,0

Щебень 45,0-47,0

Технический лигносульфонат 0,02-0,08

Сернокислый натрий 0,02-0,08

Моноэтаноламиды синтетических жирных

кислот фракции C₁₀-C₁₆ 0,000075-0,0002

Дизельное топливо 0,004-0,012

Вода До 100

Недостатками такой смеси являются низкие морозостойкость и водопоглощение.

Наиболее близкой по своему составу является бетонная смесь (авторское свидетельство СССР №1451122, 15.01.1989), содержащая, мас.%:

Цемент 14,27-19,74

Заполнитель 69,71-77,81

Сульфитно-дрожжевая бражка 0,014-0,051

Отход коксовых заводов на основе

роданида и тиосульфата натрия 0,084-0,305

Соапсток растительного

масла 0,0002-0,0007

Вода До 100

Недостатками такой смеси являются низкие водопоглощение и морозостойкость.

Предлагаемая бетонная смесь, включающая цемент, заполнитель, соапсток растительного масла и воду, дополнительно содержит диэтиленгликоль и технический лигносульфонат при массовом соотношении соапсток растительного масла:диэтиленгликоль 2,0-5,0, при следующем массовом соотношении компонентов, %:

Цемент 15,0-25,0

Заполнитель 60,0-80,0

Диэтиленгликоль 0,1-1,0

Технический лигносульфонат 0,02-0,3

Соапсток растительного масла 0,5-2,0

Вода До 100.

Диэтиленгликоль (ДЭГ) - диоксидиэтиловый эфир с молекулярным весом 134,2 представляет собой густую бесцветную жидкость, являющуюся пластификатором, растворяющим масла и растворимым в воде. Введение его в бетонную смесь позволяет повысить такие свойства, как морозостойкость и водопоглощение.

Соапсток растительного масла (Соапсток) представляет собой отход производства растительных масел, образующийся в процессе удаления из масел жирных кислот щелочным раствором. Это пастообразное вещество светло-коричневого или коричневого цвета следующего состава, мас.%:

Натриевые соли жирных кислот C₁₆-C₁₈ 40,0-45,0

Триглицериды 8,0-9,0

Свободная щелочь 0,1-0,7

Вода до 100.

Бетонную смесь готовят путем перемешивания цемента с крупным заполнителем, песком, водной суспензией добавок и водой затворения.

В качестве сырьевых материалов использовали: портландцемент М-400 Новороссийского завода; речной песок с модулем крупности 2,1 мм; гранитный щебень фракции 5-20 мм.

Подвижность бетонных смесей определяли по ГОСТ 10181.1-81.

После определения подвижности из бетонных смесей формовали образцы размеров 10х10х10 см и подвергали их тепловой обработке при 80°С по режиму 3 ч+3 ч+6 ч+2 ч (предварительное выдерживание, подъем температуры, изотермический прогрев, остывание).

Термообработанные образцы распалубливали, выдерживали 28 дней при плюс 18-22°С и определяли прочность при сжатии по ГОСТ 180-90, затем насыщали водой в течение 24 часов и испытывали на морозостойкость путем многократного замораживания при минус 40°С и оттаивания. После каждого оттаивания определяли прочность при сжатии. За показатель морозостойкости брали число циклов, при которых уменьшение прочности образцов не превышало 25%.

Для определения водопоглощения образцы бетонов после термообработки взвешивали и выдерживали в воде в течение двух месяцев. Обсушенный снаружи образец снова взвешивали и определяли поглощенную воду в процентах. Затем для насыщенного образца определяли прочность по ГОСТ 10180-90.

Ниже приведены примеры получения образцов бетонной смеси.

Пример 1

Берут 225 г цемента и смешивают его с 1200 г заполнителя, представляющего собой смесь гранитного щебня и речного песка в соотношении 1,7:1, добавляют туда суспензию воды, содержащую 3 г технического лигносульфоната, 7,5 г ДЭГ, 15 г соапстока и 49,5 г воды, и перемешивают 3 минуты. При этом массовое соотношение соапсток:ДЭГ равно 2,0. Полученной бетонной смеси определяют подвижность и готовят образец размерами 10х10х10 см, который подвергают тепловлажностной обработке по режиму 3 ч+3 ч+6 ч+2 ч при 80^оС. Для полученного образца определяют прочность, водопоглощение, прочность после водопоглощения и морозостойкость.

Результаты испытания представлены в таблице.

Пример 2

Образец бетонной смеси получают по примеру 1 с той разницей, что берут 270 г цемента, 1005 г заполнителя, 2,25 г технического лигносульфоната, 22,5 г соапстока и 192,75 г воды. При этом соотношение соапсток:ДЭГ равно 3,0.

Результаты испытания представлены в таблице.

Пример 3

Образец бетонной смеси получают по примеру 1 с той разницей, что берут 375 г цемента, 900 г заполнителя, 22,5 г соапстока и 192,75 г воды. При этом массовое соотношение соапсток:ДЭГ равно 3,0.

Результаты испытания представлены в таблице.

Пример 4

Образец бетонной смеси получают по примеру 2 с той разницей, что берут 0,3 г технического лигносульфоната, 15,0 г ДЭГ, 30 г соапстока и 179,7 г воды. При этом массовое соотношение соапсток:ДЭГ равно 2,0.

Результаты испытания представлены в таблице.

Пример 5

Образец бетонной смеси получают по примеру 2 с той разницей, что берут 4,5 г технического лигносульфоната, 1,5 г ДЭГ, 7,5 г соапстока и 211,5 г воды. При этом массовое соотношение соапсток:ДЭГ равно 5,0.

Результаты испытания представлены в таблице.

Пример 6 (сравнительный)

Образец бетонной смеси получают по примеру 2 с той разницей, что берут 3,0 г технического лигносульфоната, 19,5 г ДЭГ и 180,0 г воды. При этом массовое соотношение соапсток:ДЭГ равно 1,15.

Результаты испытания представлены в таблице.

Пример 7 (сравнительный)

Образец бетонной смеси получают по примеру 2 с той разницей, что берут 3,0 г технического лигносульфоната, 0,75 г ДЭГ, 22,5 г соапстока и 199,5 г воды. При этом массовое соотношение соапсток:ДЭГ равно 3,0.

Результаты испытания представлены в таблице.

Пример 8 (сравнительный)

Образец бетонной смеси готовят по примеру 2 с той разницей, что берут 3г технического лигносульфоната, 7,5 г ДЭГ, 4,5 г соапстока и 210 г воды. При этом массовое соотношение соапсток:ДЭГ равно 0,6.

Результаты испытания представлены в таблице.

Пример 9 (сравнительный)

Образец бетонной смеси готовят по примеру 2 с той разницей, что берут 3 г технического лигносульфоната, 7,5 г ДЭГ, 37,5 г соапстока и 177 г воды. При этом массовое соотношение соапсток:ДЭГ равно 5,0.

Результаты испытания представлены в таблице.

Пример 10 (сравнительный)

Образец бетонной смеси готовят по примеру 2 с той разницей, что берут 3 г технического лигносульфоната, 3,75 г ДЭГ, 22,5 г соапстока и 195,75 г воды. При этом массовое соотношение соапсток:ДЭГ равно 6,0.

Результаты испытания представлены в таблице.

Пример 11 (по прототипу)

Образец бетонной смеси готовят по примеру 2 с той разницей, что берут 5,4 г 10%-ного водного раствора сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ), 0,0075 г подогретого до 60°С соапстока, 3,21 г отходов коксо-газовых заводов (ОКГЗ) и 128,0325 г воды. Эту добавку вводят в бетонную смесь, состоящую из 250,8 г цемента и 1112,55 г заполнителя. Массу перемешивают в течение 2 минут.

Как видно из представленных результатов, введение в бетонную смесь диэтиленгликоля в заявленных количествах и заявленном соотношении с соапстоком позволяет получать бетон с улучшенным качеством по таким показателям, как морозоустойчивость и водопоглощение, при сохранении высоких характеристик по подвижности смеси и прочности бетона (примеры 1-5).

Однако эти результаты достижимы только при определенном количестве введения ДЭГа и соапстока в бетон и определенном их соотношении. Так, при уменьшении и увеличении содержания ДЭГ в бетоне, а также уменьшении и увеличении соотношения соапсток:ДЭГ ниже и выше заявленных (примеры 6 и 7) водопоглощение увеличивается, а морозостойкость и прочность снижаются на 22,4-28,1% и 20,0-25,1% соответственно. При уменьшении и увеличении количества соапстока в бетонной смеси (примеры 8 и 9) и увеличении соотношения соапсток:ДЭГ (пример 10) наблюдается подобное изменение показателей.

Характеристика образца бетонной смеси, приготовленной по прототипу (пример 11), показывает, что предлагаемая бетонная смесь по своим характеристикам выше известной.

Формула изобретения

Бетонная смесь, включающая цемент, заполнитель, соапсток растительного масла и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит диэтиленгликоль и технический лигносульфонат, при массовом соотношении соапсток растительного масла:диэтиленгликоль, равном 2,0-5,0, при следующем массовом соотношении компонентов, мас.%:

Цемент 15,0-25,0

Заполнитель 60,0-80,0

Диэтиленгликоль 0,1-1,0

Технический лигносульфонат 0,02-0,3

Соапсток растительного масла 0,5-2,0

Вода До 100