RU2111188C1

RU2111188C1 - Concrete mixture

Info

Publication number: RU2111188C1
Application number: RU96121436A
Authority: RU
Inventors: Н.М. Сатова; В.А. Войтович; н Г.Н. Маркось; Г.Н. Маркосьян; Л.И. Елшина
Original assignee: Елшина Людмила Ивановна
Priority date: 1996-10-29
Filing date: 1996-10-29
Publication date: 1998-05-20

Abstract

FIELD: manufacturing articles and constructions protective coatings operated in biologically aggressive medium. SUBSTANCE: concrete mixture comprises, mas. %: portland cement, 17.0-23.0; filler, 64.8-74.0; microsilica, 0.51-1.01; additive, 0.26-0.69; water, the balance. Additive comprises, mas. %: alkyl benzyl dimethyl ammonium chloride, 16.6-50.0; polyhexamethylene guanidine chloride, 50.0-83.4. EFFECT: improved quality. 2 tbl

Description

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий и конструкций, защитных покрытий, эксплуатируемых в биологически агрессивных средах. The invention relates to building materials and can be used for the manufacture of products and structures, protective coatings operated in biologically aggressive environments.

Известны бетонные смеси, содержащие портландцемент, заполнитель, биоцидную добавку и воду [1]. Known concrete mixtures containing Portland cement, aggregate, biocidal additive and water [1].

Недостатками известных бетонных смесей являются низкая прочность и недостаточная длительность биоцидного действия бетона из-за выноса добавок из структуры бетона в процессе его эксплуатации, а также высокая токсичность биоцидных добавок. The disadvantages of the known concrete mixtures are the low strength and insufficient duration of the biocidal action of concrete due to the removal of additives from the concrete structure during its operation, as well as the high toxicity of biocidal additives.

Наиболее близкой к предлагаемой является бетонная смесь, содержащая портландцемент, заполнитель, микрокремнезем, суперпластификатор C-З, воздухововлекающую добавку и воду [2]. Closest to the proposed is a concrete mixture containing Portland cement, aggregate, silica fume, superplasticizer C-3, air-entraining additive and water [2].

Недостатком этой смеси является невысокая стойкость бетона в биоагрессивной среде, поскольку введение в смесь известных биоцидных добавок, таких как катапин и катамин АБ в рекомендуемых количествах, приводит к снижению прочности бетона на 20%, коррозионному разрушению стальной арматуры и недостаточному биоцидному действию. The disadvantage of this mixture is the low resistance of concrete in a bioaggressive environment, since the introduction of known biocidal additives, such as catapine and catamine AB in the recommended amounts, leads to a decrease in concrete strength by 20%, corrosion failure of steel reinforcement and insufficient biocidal action.

Техническая задача состоит в получении экологически чистой бетонной смеси для высокопрочного биоцидного бетона с повышенным бактерицидным действием и коррозионной стойкостью с увеличенным сроком службы. The technical problem is to obtain environmentally friendly concrete mix for high strength biocidal concrete with increased bactericidal action and corrosion resistance with increased service life.

Поставленная задача решается таким образом, что бетонная смесь, включающая портландцемент, заполнитель, микрокремнезем, добавку и воду, согласно изобретению, содержит поверхностно= активную добавку состава, мас.%: алкилбензилдиметиламмоний хлорид 16,6 - 50, полигексаметиленгуанидин хлорид 50 - 83,4, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Портландцемент - 17-23
Заполнитель - 64,8-74,0
Микрокремнезем - 0,51-1,01
Указанная добавка - 0,51-0,69
Вода - Остальное
Предлагаемая бетонная смесь отличается от известной качественным составом добавки и соотношением компонентов.The problem is solved in such a way that the concrete mixture, including Portland cement, aggregate, silica fume, additive and water, according to the invention, contains a surface = active additive composition, wt.%: Alkylbenzyldimethylammonium chloride 16.6 - 50, polyhexamethylene guanidine chloride 50 - 83.4 , in the following ratio of components, wt.%:
Portland cement - 17-23
Placeholder - 64.8-74.0
Silica fume - 0.51-1.01
Specified Additive - 0.51-0.69
Water - Else
The proposed concrete mixture differs from the known high-quality composition of the additive and the ratio of components.

Качественный и количественный составы добавки при предлагаемом соотношении компонентов смеси обеспечивает получение прочного коррозионностойкого бетона с длительным сроком противобактерицидного действия за счет образования плотной структуры и равномерного распределения в ней биоцидной добавки и сорбции в частицах микрокремнезема органической биоактивной добавки, что препятствует вымыванию последней из бетона. При этом содержание в бетонной смеси предлагаемого количества микрокремнезема и добавки не снижает коррозионной стойкости стальной арматуры (исключается необходимость нанесения антикоррозионных покрытий) и обеспечивает длительное удерживание добавки в структуре бетона, эксплуатируемого в биоагрессивных средах. Содержание в указанных количествах в добавке предлагаемых компонентов обеспечивает повышение экологической безопасности как при работе с ними, так и при применении получаемого материала, поскольку, обладая биоцидными свойствами, полигексаметиленгуанидин хлорид не токсичен, не оказывает раздражающего действия на кожу, обладает высокой стабильностью и в предлагаемом соотношении с алкилбензилдиметиламмонием хлорида является экологически безопасным, так как представляет низкотоксичное вещество, взрыво-, пожаробезопасное с длительным сроком хранения, а образовавшиеся отходы разрешены к сливу в открытые водоемы. Кроме того при введении указанной добавки в бетонную смесь в сочетании с микрокремнеземом снижения прочности бетона, в отличие от других биоцидных бетонов, не наблюдается. Qualitative and quantitative compositions of the additive at the proposed ratio of the components of the mixture ensures the production of durable corrosion-resistant concrete with a long antibacterial effect due to the formation of a dense structure and uniform distribution of the biocidal additive in it and sorption of organic bioactive additives in the silica particles, which prevents the latter from being washed out of concrete. Moreover, the content in the concrete mixture of the proposed amount of silica fume and additives does not reduce the corrosion resistance of steel reinforcement (eliminating the need for anti-corrosion coatings) and ensures long-term retention of the additive in the structure of concrete used in bioaggressive environments. The content in the indicated amounts in the additive of the proposed components provides increased environmental safety both when working with them and when using the resulting material, since, having biocidal properties, polyhexamethylene guanidine chloride is not toxic, does not irritate the skin, has high stability and the proposed ratio with alkylbenzyldimethylammonium chloride is environmentally friendly, as it is a low-toxic substance, explosion-proof, fireproof with a long storage period, and the resulting waste is allowed to discharge into open water. In addition, with the introduction of this additive into the concrete mix in combination with silica fume, a decrease in the strength of concrete, in contrast to other biocidal concrete, is not observed.

Для приготовления биоцидной бетонной смеси используют портландцемент, отвечающий требованиям ГОСТ10178-85, заполнители: щебень, песок - ГОСТ10268-80, микрокремнезем ТУ7-249533-01-90. Для приготовления добавки используют: алкил-бензилдиметиламмоний хлорид (ТУ 6-01-816-75) в виде 50%-ного водного раствора и полигексаметиленгуанидин хлорид (ТУ 10-09-29-89) в виде 25%-ного водного раствора. Растворы смешивают в заданных соотношениях и хранят в полимерной или стеклянной таре. Срок хранения раствора не ограничен из-за высокой степени стабильности раствора. Приготовленный раствор вводился в бетонную смесь с водой затворения после загрузки отдозированных портландцемента М400, заполнителей и пульпы микрокремнезема. Изготавливались образцы кубы 10•10•10 см и призмы 7•7•14 см и 10•10•40 см, которые твердели в нормальных условиях в течение 28 сут. Затем образцы помещали в биоагрессивную среду (действующий коллектор сточных вод) и испытывали в возрасте 6 и 12 мес на прочность при сжатии (R_сж) и растяжение при изгибе (R_изг), коррозионное состояние поверхности стали оценивали по величине стационарного потенциала (E_ст) арматуры в бетоне в исходном состоянии и через 12 месяцев экспонирования. Степень биоцидного действия бетонной смеси определяли по методике, разработанной НИИЖБ (1) по второму способу, для чего готовили образцы-диски диаметром и толщиной 10 мм, помещали их в биологически агрессивную среду и выдерживали сначала при комнатной температуре в течение 3 ч, а затем при 37^oC в течение 24 ч. По величине зоны угнетения роста тест-микробов судят о бактерицидных свойствах бетонной смеси. Результаты испытаний представлены в таблицах 1 и 2. Как следует из результатов испытаний, (предлагаемая бетонная смесь является прочным, (экологически чистым материалом, обладающим сильно выраженным бактерицидным действием, не провоцирующим коррозионного разрушения стальной арматуры и может быть эффективно использована для бетонных и железобетонных конструкций, длительно (более 15 лет) эксплуатируемых в биоагрессивных средах.To prepare the biocidal concrete mixture, Portland cement is used that meets the requirements of GOST10178-85, aggregates: crushed stone, sand - GOST10268-80, silica fume TU7-249533-01-90. To prepare the additive, use is made of: alkyl-benzyldimethylammonium chloride (TU 6-01-816-75) in the form of a 50% aqueous solution and polyhexamethylene guanidine chloride (TU 10-09-29-89) in the form of a 25% aqueous solution. The solutions are mixed in predetermined proportions and stored in a polymer or glass container. The shelf life of the solution is not limited due to the high degree of stability of the solution. The prepared solution was introduced into the concrete mixture with mixing water after loading metered Portland cement M400, aggregates and silica fume pulp. Samples of 10 • 10 • 10 cm cubes and 7 • 7 • 14 cm and 10 • 10 • 40 cm prisms were made, which solidified under normal conditions for 28 days. Then, the samples were placed in a bioaggressive medium (the existing sewage collector) and tested at 6 and 12 months for compressive strength (R _cr ) and bending tensile (R _ar ), the corrosion state of the steel surface was estimated by the value of the stationary potential (E _Art ) reinforcement in concrete in its original state and after 12 months of exposure. The degree of biocidal action of the concrete mixture was determined according to the method developed by NIIIZhB (1) according to the second method, for which disk samples with a diameter and a thickness of 10 mm were prepared, placed in a biologically aggressive environment, and kept at room temperature for 3 hours, and then at 37 ^o C for 24 hours. The bactericidal properties of the concrete mixture are judged by the size of the growth inhibition zone of the test microbes. The test results are presented in tables 1 and 2. As follows from the test results, (the proposed concrete mixture is durable, (environmentally friendly material with a pronounced bactericidal effect, not provoking corrosion destruction of steel reinforcement and can be effectively used for concrete and reinforced concrete structures, long-term (more than 15 years) exploited in bio-aggressive environments.

Claims

A concrete mixture comprising Portland cement, aggregate, silica fume, surfactant additive and water, characterized in that it contains a surface-active additive composition, wt.%:
Alkylbenzyldimethylammonium chloride - 16.6 - 50.0
Polyhexamethylene guanidine chloride - 50 - 83.4
in the following ratio of components, wt.%:
Portland cement - 17.0 - 23.0
Placeholder - 64.8 - 74.0
Silica fume - 0.51 - 1.01
Specified Additive - 0.26 - 0.69
Water - The rest