RU2023695C1

RU2023695C1 - Concrete binder

Info

Publication number: RU2023695C1
Authority: RU
Inventors: М.А. Саницкий; Ю.В. Боднар; Х.С. Соболь; О.Я. Шийко; В.М. Мельник; И.Е. Конюх; М.Н. Чемерис
Original assignee: Львовский политехнический институт
Priority date: 1991-02-08
Filing date: 1991-02-08
Publication date: 1994-11-30

Abstract

FIELD: manufacture of constructional materials. SUBSTANCE: concrete binder contains 8 to 15 mass percent burnt rock, 3 to 5 mass percent solid product extracted from sulfate water, 0.3 to 0.8 mass percent waste product resulting from manufacture of pentaerythrite, 1 to 2.5 mass percent gypsum, balance being Portland cement clinker. Concrete mixture cone settlement: 9 to 12. EFFECT: excellent properties. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к составам вяжущих, используемых в производстве бетонных и железобетонных изделий. The invention relates to the field of building materials, in particular to binders used in the production of concrete and reinforced concrete products.

Известно вяжущее для бетонной смеси и строительного раствора, состоящее из портландцемента, микронаполнителя и сульфитно-спиртовой барды [1]. Known astringent for concrete mix and mortar, consisting of Portland cement, microfiller and sulphite-alcohol stillage [1].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является вяжущее для бетонной смеси, включающее портландцемент и добавку пластификатора формиатно-спиртового [2], при следующем соотношении компонентов, мас. %: Пластификатор фор- миатно-спиртовой 0,6-1,0 Портландцемент остальное
Недостатками известного вяжущего являются замедленный рост прочности в начальный период твердения в нормальных условиях и после пропаривания при повышенном содержании добавки вследствие замедляющего действия сахаров и полисахаров в составе формиатно-спиртового пластификатора, а также недостаточное пластифицирующее действие при пониженном его содержании.The closest in technical essence and the achieved effect is a binder for concrete mix, including Portland cement and the addition of formate-alcohol plasticizer [2], in the following ratio of components, wt. %: Formic alcohol softener 0.6-1.0 Portland cement rest
The disadvantages of the known binder are the delayed increase in strength in the initial period of hardening under normal conditions and after steaming with a high content of the additive due to the slowing effect of sugars and polysaccharides in the formate-alcohol plasticizer, as well as insufficient plasticizing effect with a reduced content.

Цель изобретения - повышение пластичности за счет снижения водопотребности бетонной смеси. The purpose of the invention is to increase ductility by reducing the water demand of the concrete mixture.

Цель достигается тем, что вяжущее для бетонной смеси, включающее портландцементный клинкер, гипс, минеральную добавку и пластификатор формиатно-спиртовой, содержит в качестве минеральной добавки горелую породу и дополнительно твердый продукт сульфатных вод производства синтетических жирных кислот на основе сульфата натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: Пластификатор фор- миатно-спиртовой 0,3-0,8 Гипс двуводный 1,0-2,5 Горелая порода 8,0-15,0
Твердый продукт
сульфатных вод
производства син-
тетических жирных кислот 3,0-5,0
Портландцементный клинкер остальное
Добавка пластификатора формиатно-спиртового (ПФС) представляет собой маточный раствор производства пентаэритрита (МРП), фильтрат, который получают после введения пентаэритрита, с последующей нейтрализацией и отстаиванием в течение 48 ч при 20-25^оС.The goal is achieved in that the binder for the concrete mixture, including Portland cement clinker, gypsum, a mineral additive and a formate-alcohol plasticizer, contains burnt rock and an additional solid sulfate water product of the production of synthetic fatty acids based on sodium sulfate in the following ratio of components, wt.%: Formate-alcohol softener 0.3-0.8 Two-water gypsum 1.0-2.5 Burned rock 8.0-15.0
Solid product
sulphate waters
production syn
fatty acids 3.0-5.0
Portland cement clinker rest
Addition of the alcoholic plasticizer-formate (PPS) is a mother liquor solution of pentaerythritol production (MCI), the filtrate, which is obtained after administration of pentaerythritol, followed by neutralization and settling for 48 hours at 20-25 ° ^C.

Используемый в качестве добавки пластификатор формиатно-спиртовой (ТУ 84-1067-85) имеет следующий состав, мас.%: Формиат натрия 20-25 Пентаэритрит и его производные 5-10 Сахар и полисахар до 10 Минеральные соли (NaNO₂, Ca(NO₃)₂ и др.) до 3 Вода остальное Сухой остаток около 50%.The formate-alcohol plasticizer used as an additive (TU 84-1067-85) has the following composition, wt.%: Sodium formate 20-25 Pentaerythritol and its derivatives 5-10 Sugar and polysaccharum up to 10 Mineral salts (NaNO ₂ , Ca (NO ₃ ) ₂ , etc.) to 3 Water the rest The dry residue is about 50%.

Твердый продукт сульфатных вод производства синтетических жирных кислот (ТУ 38.10742-84) имеет следующий состав, мас.%: Сернокислый натрий 88 Карбонат натрия до 3,0 Хлористый натрий до 2,0 Вода до 1,0
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав вяжущего для бетонной смеси отличается от известного введением новых компонентов, а именно горелой породы и повышенного количества твердого продукта сульфатных вод производства синтетических жирных кислот на основе сульфата натрия при незначительном содержании гипса. Таким образом заявляемое техническое решение соответствует критерию "Новизна".The solid sulfate water product of the production of synthetic fatty acids (TU 38.10742-84) has the following composition, wt.%: Sodium sulfate 88 Sodium carbonate up to 3.0 Sodium chloride up to 2.0 Water up to 1.0
Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the claimed composition of the binder for concrete mix differs from the known introduction of new components, namely burned rock and an increased amount of solid sulfate water product of the production of synthetic fatty acids based on sodium sulfate with a small amount of gypsum. Thus, the claimed technical solution meets the criterion of "Novelty."

Неизвестное новое техническое свойство заявляемого вяжущего заключается в том, что при совместном введении в состав вяжущего пластификатора формиатно-спиртового и твердого продукта сульфатных вод производства синтетических жирных кислот на основе сульфата натрия вследствие явления синергизма пластифицирующее действие добавки пластификатора формиатно-спиртового значительно возрастает. Для предотвращения высолообразования и деструктивного действия щелочного катиона на продукты гидратации портландцемента в состав предлагаемого вяжущего в качестве минеральной добавки вводится горелая порода при пониженном содержании замедлителя схватывания двуводного гипса. При этом содержание в составе цемента SO₃ ≅ 3,5 мас.%. Ионы натрия, содержащиеся в составе пластификатора формиатно-спиртового и твердом продукте сульфатных вод, активизируют метакаолинит, находящийся в составе горелой породы, ускоряют его взаимодействие с продуктами гидратации портландцемента, способствуют образованию повышенного количества гидросиликатов и натрийсодержащего гидросульфоалюминия, что приводит к модифицированию структуры бетона, ускорению его твердения и повышению прочности. Таким образом заявляемое решение соответствует критеpию "Существенное отличие".An unknown new technical property of the claimed binder lies in the fact that when the formate-alcohol and solid product of sulphate waters are combined into the binder plasticizer to produce synthetic fatty acids based on sodium sulfate due to the synergistic effect, the plasticizing effect of the formative-alcohol plasticizer additive significantly increases. To prevent vysoleobrazovaniya and the destructive effect of the alkaline cation on the products of hydration of Portland cement in the composition of the proposed binder as a mineral additive is introduced burned rock at a low content of the retarder of the setting of two-water gypsum. The content in the composition of cement SO ₃ ≅ 3.5 wt.%. Sodium ions contained in the formate-alcohol plasticizer and the solid sulfate water product activate metakaolinite, which is part of the burnt rock, accelerate its interaction with Portland cement hydration products, contribute to the formation of an increased amount of hydrosilicates and sodium-containing hydrosulfoaluminium, which leads to the modification of the structure of concrete, its hardening and increase strength. Thus, the claimed solution meets the criterion of "Significant difference".

В качестве исходных материалов использовались портландцемент Здолбуновского ЦШК, содержащий в своем составе 5 мас.% двуводного гипса и минеральную добавку доменного гранулированного шлака в количестве 10 мас.%. Для приготовления предлагаемого вяжущего использовались портландцементный клинкер Здолбуновского ЦШК, двуводный гипс и горелая порода Львовско-Волынского угольного бассейна. As starting materials, Portland cement of Zdolbunovsky TSHK was used, containing 5 wt.% Two-water gypsum and a mineral additive of blast furnace granulated slag in an amount of 10 wt.%. To prepare the proposed binder, we used the Portland cement clinker of the Zdolbunovsky TsSK, two-water gypsum and burned rock of the Lviv-Volyn coal basin.

Химический состав горелой породы приведен в табл.1. The chemical composition of the burned rock is given in table 1.

Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.

Для получения вяжущего его компоненты в указанных соотношениях подвергают совместному помолу до удельной поверхности 300 м²/кг. Добавку пластификатора формиатно-спиртового и твердого продукта сульфатных вод на основе сульфата натрия вводят с водой затворения.To obtain a binder, its components in the indicated proportions are subjected to joint grinding to a specific surface of 300 m ² / kg. An additive of a formate-alcohol plasticizer and a solid sulfate-based product of sodium sulfate is introduced with mixing water.

Из предлагаемого вяжущего, песка кварцевого (М_кр = 1,4-1,5) и щебня гранитного фракции 5-20 мм при соотношении Ц:П:Щ = 1:2,18:4,33 готовились бетонные смеси. Определение предела прочности при сжатии проводились на образцах 10х10х10 см, твердевших в нормальных условиях, при сокращенном режиме пропаривания. Режим пропаривания: 2+2+3+2 ч (2 ч выдержки, 2 ч подъема температуры, 3 ч изотермического прогрева при 80^оС и 2 ч охлаждения).Concrete mixtures were prepared from the proposed binder, quartz sand (M _cr = 1.4-1.5) and crushed stone of a granite fraction of 5-20 mm with a ratio of C: P: Sh = 1: 2.18: 4.33. Determination of the compressive strength was carried out on samples of 10x10x10 cm, solidified under normal conditions, with a reduced steaming mode. Steaming mode: 2 + 2 + 3 + 2 h (2 h exposure, the temperature rise for 2 hours, 3 hours of isothermal heating at 80 ^{° C} and 2 hours of cooling).

Составы вяжущего для бетонной смеси, а также результаты определения осадки конуса бетонной смеси и испытания прочности бетонов приведены в табл.2. The binder compositions for the concrete mixture, as well as the results of determining the precipitation of the concrete mixture cone and testing the strength of concrete, are given in Table 2.

Из результатов табл. 2 видно, что совместное введение пластификатора формиатно-спиртового, горелой породы и твердого продукта сульфатных вод производства синтетических жирных кислот при пониженном содержании гипса в заявляемом соотношении повышает пластичность бетонной смеси или прочность бетона за счет снижения водопотребности как в нормальных условиях, так и после пропаривания по сокращенному режиму ТВО. Выход за область предлагаемых составов не обеспечивает повышения пластичности бетонной смеси и приводит к некоторому снижению прочности бетона. From the results of table. 2 shows that the joint introduction of a plasticizer of formate-alcohol, burned rock and a solid product of sulfate water for the production of synthetic fatty acids with a reduced gypsum content in the claimed ratio increases the plasticity of the concrete mixture or the strength of concrete by reducing water demand both under normal conditions and after steaming TVO reduced mode. Going beyond the scope of the proposed compositions does not provide an increase in the ductility of the concrete mixture and leads to some decrease in the strength of concrete.

Использование предлагаемого вяжущего позволяет получить быстротвердеющие бетоны, за счет чего ускоряется оборачиваемость опалубки при изготовлении сборного и монолитного железобетона, сокращаются энергозатраты, утилизируются многотоннажные отходы производства, снижается стоимость вяжущего и бетона, повышается производительность труда. Using the proposed binder allows you to get quick-hardening concrete, which speeds up the formwork turnover in the manufacture of precast and monolithic reinforced concrete, reduces energy consumption, utilizes large-tonnage production waste, reduces the cost of binder and concrete, increases labor productivity.

Claims

BINDER FOR CONCRETES, including Portland cement clinker, two-water gypsum, a mineral additive and a formate-alcohol plasticizer, characterized in that it contains burned rock and an additional solid sulfate water product of the production of synthetic fatty acids based on sodium sulfate in the following ratio of components, wt.%:
Formate-alcohol plasticizer 0.3 - 0.8
Two-water gypsum 1.0 - 2.5
Burned Rock 8.0 - 16.0
Solid sulfate water production of synthetic fatty acids
lot based on sodium sulfate 3.0 - 5.0
Portland cement clink