PL103284B1 - Sposob otrzymywania srodka uplastyczniajacego mieszanke betonowa - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania srodka uplastyczniajacego mieszanke betonowa.

Dotychczas stosowane srodki uplastyczniajace do betonów podzielic mozna na cztery grupy: pochodne celulozy, sulfonowane pochodne weglowodorów aromatycznych oraz karboksylowych kwasów alifatycznych, alicyklicznych i aromatycznych, ligninosulfoniany oraz zywice polikondensacyjne.

Do znanych srodków uplastyczniajacych zaprawy cementowe naleza rozpuszczalne w wodzie pochodne celulozy, takie jak hydroksyalkiloceluloza, alkiloceluloza oraz karboksyalkiloceluloza. Wiekszosc srodków opartych na pochodnych celulozy ma niekorzystny wplyw na czas wiazania cementu i szybkosc twardnienia betonów.

Jako srodki uplastyczniajace znane sa równiez i stosowane sulfonowane weglowodory aromatyczne i sulfonowane kwasy karboksylowe w formie soli metali ziem alkalicznych lub alkanoloamin (np. patent japonski nr 7645123 i 7596620). Moga to byc równiez pochodne kwasu ftalowego (np. patent RFN nr 2361117) i sulfoftalowego (np. patent japonski nr 7529643). Sa to produkty oparte w duzej mierze na drogich surowcach.

Srodki do uplastyczniania betonów na bazie lugów posiarczynowych maja te wade, ze musza byc dodatkowo oczyszczane od cukrów i soli wapniowych.

Najlepsze efekty uplastycznienia zapraw cementowych uzyskuje sie stosujac zywice polikondensacyjne.

Naleza do nich rozpuszczalne w wodzie sole sodowe lub wapniowe produktów kondensacji kwasów sulfonowych aromatycznych weglowodorów mono- lub policyklicznych z formaldehydem (np. patent RFN nr 226J 659).

Weglowodorem aromatycznym stosowanym przy otrzymywaniu tych zywic jest najczesciej naftalen. Zywice tego typu daja jednak bardzo niekorzystne efekty dodatkowe w postaci 2-3-krotnego opóznienia czasu wiazania cementu.

Innym typem zywic polikondensacyjnych, stosowanych do uplastyczniania zapraw cementowych sa zywice melaminowe. , Wedlug A. Aigrisbergera iH.Kriegera (A. Aigesberger, H.Krieger „ZEMENT-KALK-GIPS" 1968; 21, 415) zywice majaca wlasnosc uplastyczniania zapraw cementowych, otrzymac mozna droga jednostopniowej2 103 284 kondensacji melaminy z formaldehydem w obecnosci siarczynów przy stosunku molowym 1;3;1, Otrzymana tym sposobem zywica ma lepkosc koncowa 10-412 cP w 20°C w 20% roztworze wodnym, co swiadczy, U jest "to produkt wysokoczasteczkowy.

Stwierdzono nieoczekiwanie, ze bardzo dobiy efekt uplastycznienia betonów, w tym i betonów sprzezo¬ nych, daje niskopzasteczkowa rozpuszczalna w wodzie, siarczynowana zywica melaminowo*formaldchydowa? i odznaczajaca siej bardzo duza stabilnoscia w temperaturach jej stosowania. Utworzenie tej zywicy zachodzi poprzez trójelapowa kondensacje melaminy z formaldehydem w obecnosci siarczynów w roztworze wodnym o regulowanym pH, gdzie na 1 mol melaminy przypada nie mniej niz 3,3 mola formaldehydu, a siarczynew od 1 do 1,2 mola. Kondensacje utworzonych w pierwszym etapie metylenosiarczynowych pochodnych melaminy przeprowadza sie przez zakwaszenie mieszaniny reakcyjnej kwasem mineralnym i ogrzewanie jej do momentu uzyskania lepkosci 30% wodnego roztworu, równej 20-45 cP w 50°C, a nastepnie alkalizacje i ogrzewanie otrzymanego produktu do momentu uzyskania lepkosci 20% wodnego /oztworu mniejszej niz 5 cP w 20°C.

Sposób otrzymywania niskoczasteczkowej, rozpuszczalnej w wodzie, siarczynowanej zywicy melaminowo- formaldehydowej polega na ogrzewaniu melaminy z formaldehydem w obecnosci siarczynów, przy stosunku molowym 1:3,3-4,0:1—1,2 w roztworze wodnym.

Poczatkowo synteze prowadzi sie w temperaturze 60—80°C i pH 10—13, do momentu zaniku wolnych jonów siarczynowych. Kondensacje utworzonych w ten sposób metyleno-siarczynowych pochodnych melaminy, przeprowadza sie przez zakwaszenie mieszaniny reakcyjnej kwasem mineralnym do pH 3,0-5,0 i ogrzewanie jej w temperaturze 30—60°C przez 0,5—2 godzin, do uzyskania lepkosci 30% roztworu wodnego wynoszacej -45 cP w 50°C. Produkt kondensacji alkalizuje sie do pH 7,5-9,5 i ogrzewa sie w temperaturze 70—95°C przez 0,5—3,0 godzin. Otrzymana tym sposobem zywica posiada lepkosc jej 20% wodnych roztworów mniejsza niz5cPw20°C.

Sposób wedlug wynalazku pozwala otrzymac produkt o bardzo duzej stabilnosci w 20% roztworach wodnych, majacy bardzo korzystne wlasnosci aplikacyjne, wplywajacy na wybitne zwiekszenie plastycznosci betonów az do uplynnienia, przy równoczesnym zwiekszeniu ich wytrzymalosci i korzystniejszym wplywie na czas wiazania cementu.

Otrzymany wedlug wynalazku produkt pozwala równiez na zmniejszenie zuzycia spoiwa.

Sposób otrzymywania srodka uplastyczniajacego wedlug wynalazku charakteryzuje sie wyjatkowa prostota technologii, duza wydajnoscia produkcji i calkowitym brakiem scieków produkcyjnych, odprowadzanych do zbiorników wodnych, jak równiez toksycznych odgazów do atmosfery, w przeciwienstwie do innych znanych technologii wytwarzania srodków uplastyczniajacych (np. odpady kwasu siarkowego, gips odpadowy, gazowy SOa).

Przyklad. 126 g melaminy i 96 g pirosiarczynu sodu miesza sie z 500 ml wody, dodaje 13 ml 40% wodnego roztworu wodorotlenku sodu, 328 g formaliny 36,5% i ogrzewa sie mieszanine w temperaturze 70°C przez 1,5 godziny. Nastepnie mieszanine reakcyjna chlodzi sie, dodaje 30 ml mieszaniny 1:1 w stosunku objetosciowym stezonego kwasu siarkowego i wody, po czym prowadzi sie kondensacje w temperaturze 40°C przez 1 godzine do momentu uzyskania lepkosci produktu równej 35 cP w 50°C. Otrzymany produkt alkalizuje sie przy pomocy 37 ml 40% wodnego roztworu wodorotlenku sodowego i ogrzewa w temperaturze 90°C przez 3 godziny. W ten sposób uzyskuje sie 1168 g produktu bedacego 30% roztworem wodnym. Lepkosc otrzymanego produktu w przeliczeniu na 20% roztwór wodny wynosi 2,8 cP w 20°C.

Otrzymany w ten sposób srodek uplastyczniajacy zastosowany do betonów i zapraw z cementów portlandz¬ kich, w tym do betonów sprezonych klas B 300-500 pozwolil obnizyc cieklosc mieszanki betonowej o okolo dwa stopnie bez zmiany warunków czasu wiazania, przy utrzymaniu lub nawet podwyzszeniu tempa wzrostu wytrzymalosci betonu w czasie.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób otrzymywania srodka uplastyczniajacego mieszanke betonowa, znamienny tym, ze przeprowadza sie trójetapowa kondensacje melaminy z formaldehydem w obecnosci siarczynów w roztworze wodnym o regulowanym pH, gdzie na 1 mol melaminy przypada nie mniej niz 3,3 mola formaldehydu, a siarczynów od 1 do 1,2 mola, przy czym kondensacje utworzonych w pierwszym etapie metylenosiarczyno¬ wych pochodnych melaminy przeprowadza sie przez zakwaszenie mieszaniny reakcyjnej kwasem mineralnym i ogrzewanie jej do momentu uzyskania lepkosci 30% wodnego roztworu równej 20—45 cP w 50°C, a nastepnie alkalizacje i ogrzewanie otrzymanego produktu do momentu uzyskania lepkosci 20% wodnego roztworu mniejszej niz 5 cP w 20°C.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pierwszy etap kondensacji przeprowadza sie przy pH 10-13 i temperaturze 60-80°C, drugi etap przy pH 3-5 i temperaturze 30-60°C, a trzeci etap przy pH 7,5-9,5 i temperaturze 70-95°C. Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120 + 18