RU2443648C2 - Complex additive for concrete mixture - Google Patents

Complex additive for concrete mixture Download PDF

Info

Publication number
RU2443648C2
RU2443648C2 RU2010121806/03A RU2010121806A RU2443648C2 RU 2443648 C2 RU2443648 C2 RU 2443648C2 RU 2010121806/03 A RU2010121806/03 A RU 2010121806/03A RU 2010121806 A RU2010121806 A RU 2010121806A RU 2443648 C2 RU2443648 C2 RU 2443648C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
melflux
concrete
peg
cement
complex
Prior art date
Application number
RU2010121806/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010121806A (en
Inventor
Андрей Александрович Леденев (RU)
Андрей Александрович Леденев
Сергей Михайлович Усачёв (RU)
Сергей Михайлович Усачёв
Виктор Тихонович Перцев (RU)
Виктор Тихонович Перцев
Олег Борисович Рудаков (RU)
Олег Борисович Рудаков
Лариса Георгиевна Барсукова (RU)
Лариса Георгиевна Барсукова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный архитектурно-строительный университет ГОУВПО ВГАСУ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный архитектурно-строительный университет ГОУВПО ВГАСУ filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный архитектурно-строительный университет ГОУВПО ВГАСУ
Priority to RU2010121806/03A priority Critical patent/RU2443648C2/en
Publication of RU2010121806A publication Critical patent/RU2010121806A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2443648C2 publication Critical patent/RU2443648C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: complex additive for a concrete mixture contains, wt %: Melflux 265IF - 50-75, polyethylene glycol -PEG 2000 - 25-50.
EFFECT: preservation and improvement of technological properties of concrete mixture, higher compression strength of cement stone and concrete with more rational use of the plasticising additive.
3 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к составам комплексных добавок для бетонных смесей, используемых для производства бетонных, железобетонных изделий и в монолитном строительстве.The invention relates to compositions of complex additives for concrete mixtures used for the production of concrete, reinforced concrete products and in monolithic construction.

Известны высокоэффективные пластифицирующие добавки на поликарбоксилатной основе, которые обладают высоким пластифицирующе-водоредуцирующим действием в бетонных смесях. Высокая эффективность химических добавок на основе поликарбоксилатов объясняется химическим строением молекул и механизмом их действия в цементных системах. Молекулы поликарбоксилатных пластификаторов имеют главную цепочку (основу) с отрицательными зарядами, которая адсорбируется на цементной частице и незаряженные боковые цепочки (фиг.1). Именно боковые цепочки создают адсорбционную объемную защитную оболочку вокруг частиц твердой фазы, предотвращая агрегирование частиц цемента и способствуя их взаимному стерическому отталкиванию. Цементные частицы с такими молекулами на поверхности всегда находятся на определенном расстоянии друг от друга, что обеспечивает повышенную подвижность смеси [Каприелов С.С. Модифицированные бетоны нового поколения: реальность и перспектива / С.С.Каприелов, В.Г.Батраков, А.В.Шейнфельд // Бетон и железобетон. - 1999. - №6. - С.6-10; Ушеров-Маршак А.В. Добавки в бетон: прогресс и проблемы / А.В.Ушеров-Маршак // Строительные материалы. - 2006. - №10. - С.8-12].Polycarboxylate-based highly effective plasticizing additives are known which have a high plasticizing-water-reducing effect in concrete mixtures. The high efficiency of chemical additives based on polycarboxylates is explained by the chemical structure of molecules and their mechanism of action in cement systems. Molecules of polycarboxylate plasticizers have a main chain (base) with negative charges, which is adsorbed on a cement particle and uncharged side chains (figure 1). It is the side chains that create the adsorption volumetric protective shell around the particles of the solid phase, preventing the aggregation of cement particles and facilitating their mutual steric repulsion. Cement particles with such molecules on the surface are always at a certain distance from each other, which provides increased mobility of the mixture [Kaprielov S.S. Modified concretes of a new generation: reality and perspective / S.S. Kaprielov, V.G. Batrakov, A.V. Sheinfeld // Concrete and reinforced concrete. - 1999. - No. 6. - S.6-10; Usherov-Marshak A.V. Additives in concrete: progress and problems / A.V. Usherov-Marshak // Building materials. - 2006. - No. 10. - S.8-12].

Благодаря вышеизложенным особенностям поликарбоксилатные пластификаторы являются высокоэффективными пластифицирующими добавками для цементных и других систем. Эффективность их действия выражается в относительно низких оптимальных дозировках, высоком водоредуцирующем эффекте, пониженной чувствительности к виду и составу цемента, длительном сохранении свойств бетонной смеси и повышенной связности, возможности применения самоуплотняющихся бетонных смесей [Батраков В.Г. Модификаторы бетона: новые возможности и перспективы /В.Г.Батраков// Строительные материалы. - 2006. - №10. - С.4-7; Несветаев Г.В. Технология самоуплотняющихся бетонов /Г.В.Несветаев// Строительные материалы. - 2008. - №3. - С.24-28]. Недостатком поликарбоксилатных пластификаторов является их относительно высокая стоимость.Due to the above features, polycarboxylate plasticizers are highly effective plasticizing additives for cement and other systems. The effectiveness of their action is expressed in relatively low optimal dosages, high water-reducing effect, reduced sensitivity to the type and composition of cement, long-term preservation of the properties of the concrete mixture and increased connectivity, the possibility of using self-compacting concrete mixtures [Batrakov V.G. Modifiers of concrete: new opportunities and prospects / V.G. Batrakov // Building materials. - 2006. - No. 10. - C.4-7; Nesvetaev G.V. Technology of self-compacting concrete / G.V. Nesvetaev // Building materials. - 2008. - No. 3. - S.24-28]. The disadvantage of polycarboxylate plasticizers is their relatively high cost.

Цель изобретения - разработка составов комплексной (бинарной) химической добавки, обеспечивающей сохранение и улучшение технологических свойств бетонных смесей и физико-механических характеристик бетона при более рациональном использовании пластифицирующей добавки на поликарбоксилатной основе за счет совместного ее использования с более дешевым и доступным химическим сырьем в составе комплексной добавки.The purpose of the invention is the development of compositions of a complex (binary) chemical additives, ensuring the preservation and improvement of the technological properties of concrete mixtures and physico-mechanical characteristics of concrete with a more rational use of plasticizing additives on a polycarboxylate basis due to its joint use with cheaper and more affordable chemical raw materials as part of a complex additives.

Для реализации поставленной цели использовали следующие сырьевые материалы. В виде поликарбоксилатного пластификатора применяли Melflux 265 IF. Дополнительным химическим реагентом, применяемым совместно с Melflux, был выбран полиэтиленгликоль (ПЭГ 2000) с молекулярной массой 2000, который имеет то же химическое строение, что и боковые цепи гиперпластификатора Melflux (фиг.2).To achieve this goal, the following raw materials were used. In the form of a polycarboxylate plasticizer, Melflux 265 IF was used. An additional chemical reagent used in conjunction with Melflux was selected polyethylene glycol (PEG 2000) with a molecular weight of 2000, which has the same chemical structure as the side chains of the Melflux hyperplasticizer (figure 2).

Figure 00000001
Figure 00000001

Фиг.2 - Структурная формула молекулы полиэтиленгликоля (ПЭГ 2000).Figure 2 - The structural formula of the molecule of polyethylene glycol (PEG 2000).

Выбор данного химического реагента обусловлен тем, что, как было показано ранее, поликарбоксилаты представляют собой полимеры, включающие основную карбоксилсодержащую цепь, представленную метакриловой кислотой и введенными в эти макромолекулы боковые полиэтиленоксидные (полиэтиленгликольные) цепи. Из теоретических предпосылок следует, что добавка полиэтиленгликоля взамен части поликарбоксилата позволит заменить часть боковых полимерных цепей, принимающих участие в создании стерического эффекта отталкивания и тем самым сэкономить дозировку более дорогостоящего полимера с максимальным сохранением эффективности их действия в цементных системах.The choice of this chemical reagent is due to the fact that, as shown earlier, polycarboxylates are polymers that include a basic carboxyl-containing chain represented by methacrylic acid and side polyethylene oxide (polyethylene glycol) chains introduced into these macromolecules. From theoretical assumptions it follows that the addition of polyethylene glycol instead of part of the polycarboxylate will allow you to replace part of the side polymer chains involved in creating the steric repulsive effect and thereby save the dosage of a more expensive polymer with maximum preservation of their effectiveness in cement systems.

Проверку эффективности действия разработанных комплексных химических добавок производили на цементном тесте и камне, а также на бетонных смесях и бетонах. Бетонные смеси готовили с применением портландцемента М500 (ГОСТ 10178), кварцевого песка с Мкр=2,1 (ГОСТ 8736), гранитного щебня фр. 5-20 мм (ГОСТ 8267). Подвижность бетонных смесей оценивали по осадке стандартного конуса (ГОСТ 10181), прочность бетонов определяли на образцах кубах 10×10×10 см, твердевших в нормальных условиях (ГОСТ 10180).The effectiveness of the developed complex chemical additives was tested on cement paste and stone, as well as on concrete mixtures and concretes. Concrete mixtures were prepared using Portland cement M500 (GOST 10178), quartz sand with M cr = 2.1 (GOST 8736), and crushed granite crushed stone. 5-20 mm (GOST 8267). The mobility of concrete mixtures was evaluated by the standard cone draft (GOST 10181), the strength of concrete was determined on samples of 10 × 10 × 10 cm cubes, hardened under normal conditions (GOST 10180).

Общее количество комплексной добавки Melflux + ПЭГ 2000 принимали постоянным и равным 0,37; 0,5; 0,75 и 1% от массы цемента. Количество вводимого ПЭГ 2000 варьировали в диапазоне от 25 до 75% в составе комплексной добавки. Комплекс Melflux + ПЭГ 2000 вводился в цементное тесто в виде водного раствора.The total amount of the complex additive Melflux + PEG 2000 was taken constant and equal to 0.37; 0.5; 0.75 and 1% by weight of cement. The amount of introduced PEG 2000 ranged from 25 to 75% in the composition of the complex additives. The Melflux + PEG 2000 complex was introduced into the cement paste in the form of an aqueous solution.

В ходе проведенных испытаний на цементном тесте были определены рациональные дозировки комплексной добавки Меlfux + ПЭГ 2000 и оптимальное соотношение между этими компонентами, обеспечивающее максимальное водоредуцирующее действие. Водоредуцирующее действие определяли по снижению расхода воды в процентах от контрольного состава, при постоянной реологической характеристике, оцениваемой величиной расплыва цементного теста, который был равен 13-14 см по вискозиметру Суттарда.During the tests on the cement test, rational dosages of the complex additive Melfux + PEG 2000 and the optimal ratio between these components, providing the maximum water-reducing effect, were determined. The water-reducing effect was determined by reducing the water consumption as a percentage of the control composition, with a constant rheological characteristic, estimated by the size of the spread of cement paste, which was 13-14 cm by Suttard viscometer.

Результаты определения водоредуцирующего действия добавки Melflux + ПЭГ 2000 представлены в таблице 1. Как видно из данных таблицы, для каждой дозировки комплексной добавки Melflux + ПЭГ 2000 установлено оптимальное соотношение компонентов, обеспечивающее максимальный водоредуцирующий эффект, который незначительно меньше по сравнению с водоредуцирующим действием, происходящим при введении чистого Melflux. Так, при введении комплексной добавки Melflux + ПЭГ 2000 в количестве 0,37% от массы цемента максимальный водоредуцирующий эффект наблюдается при замене 25% Melflux, при 0,5-25%, 0,75-50%, 1-50% соответственно.The results of determining the water-reducing effect of the Melflux + PEG 2000 additive are presented in Table 1. As can be seen from the table, for each dosage of the complex Melflux + PEG 2000 additive, the optimal ratio of components was established, providing the maximum water-reducing effect, which is slightly less compared to the water-reducing effect that occurs when introducing pure Melflux. So, with the introduction of the complex additive Melflux + PEG 2000 in an amount of 0.37% by weight of cement, the maximum water-reducing effect is observed when replacing 25% Melflux, at 0.5-25%, 0.75-50%, 1-50%, respectively.

Таким образом, заменяя часть поликарбоксилатного пластификатора Melflux на ПЭГ 2000, можно добиться эффекта водоредуцирования в цементных системах, близкого по значению к эффекту, достигаемому при использовании чистого поликарбоксилата.Thus, by replacing part of the Melflux polycarboxylate plasticizer with PEG 2000, the effect of water reduction in cement systems can be achieved, which is close in value to the effect achieved using pure polycarboxylate.

Figure 00000002
Figure 00000002

Данные по оценке влияния комплексной (бинарной) добавки на физико-механические свойства цементного камня (таблица 2) показали, что использование бинарной добавки Melflux + ПЭГ 2000, в которой замещена часть Melflux, не приводит к снижению прочности по сравнению с использованием монодобавки Melflux, при одинаковой общей дозировке, несмотря на несущественное уменьшение водоредуцирующего действия. Данный эффект наблюдается при использовании всех исследуемых дозировок комплексных (бинарных) добавок от 0,37 до 1% от массы цемента.The data on the assessment of the effect of the complex (binary) additive on the physicomechanical properties of cement stone (table 2) showed that the use of the binary additive Melflux + PEG 2000, in which a part of Melflux is replaced, does not lead to a decrease in strength compared with the use of the Melflux monoadditive, the same total dosage, despite an insignificant decrease in water-reducing action. This effect is observed when using all the studied dosages of complex (binary) additives from 0.37 to 1% by weight of cement.

Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000003
Figure 00000004

Таким образом, использование предлагаемой комплексной добавки, включающей Melflux 265 IF и ПЭГ 2000, позволяет более рационально использовать пластификатор на поликарбоксилатной основе за счет замещения его части более дешевым и доступным химическим сырьем, с сохранением эффективности их действия в цементных системах и улучшением свойств цементного камня и бетона.Thus, the use of the proposed complex additives, including Melflux 265 IF and PEG 2000, makes it possible to more rationally use a polycarboxylate plasticizer due to the replacement of part of it with cheaper and affordable chemical raw materials, while maintaining their effectiveness in cement systems and improving the properties of cement stone and concrete.

Claims (1)

Комплексная добавка для бетонной смеси, включающая поликарбоксилатный пластификатор Melflux 265 IF, отличающайся тем, что, с целью более рационального использования пластификатора на поликарбоксилатной основе - Melflux 2651F, часть его замещена более дешевым и доступным химическим сырьем полиэтиленгликолем - ПЭГ 2000 с сохранением эффективности их действия и улучшением свойств цементного камня и бетона при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Melflux 2651F 50…75 ПЭГ 2000 25…50
A comprehensive additive for concrete mix, including the Melflux 265 IF polycarboxylate plasticizer, characterized in that, in order to more rationally use the polycarboxylate plasticizer, Melflux 2651F, part of it is replaced by cheaper and more affordable raw materials, polyethylene glycol - PEG 2000 with preservation of their effectiveness and improving the properties of cement stone and concrete in the following ratio of components, wt.%:
Melflux 2651F 50 ... 75 PEG 2000 25 ... 50
RU2010121806/03A 2010-05-28 2010-05-28 Complex additive for concrete mixture RU2443648C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010121806/03A RU2443648C2 (en) 2010-05-28 2010-05-28 Complex additive for concrete mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010121806/03A RU2443648C2 (en) 2010-05-28 2010-05-28 Complex additive for concrete mixture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010121806A RU2010121806A (en) 2011-12-10
RU2443648C2 true RU2443648C2 (en) 2012-02-27

Family

ID=45405048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010121806/03A RU2443648C2 (en) 2010-05-28 2010-05-28 Complex additive for concrete mixture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2443648C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2759766C2 (en) * 2016-10-12 2021-11-17 Констракшн Рисерч Энд Текнолоджи Гмбх Copolymers suitable for plasticization of inorganic binder systems

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1567545A1 (en) * 1987-12-07 1990-05-30 Краснодарский политехнический институт Complex additive for concrete mix
US7504165B2 (en) * 2005-06-14 2009-03-17 United States Gypsum Company High strength flooring compositions
RU2379240C1 (en) * 2008-05-15 2010-01-20 Сибгатуллин Ильгизар Раифович Cement of low water demand and method of making thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1567545A1 (en) * 1987-12-07 1990-05-30 Краснодарский политехнический институт Complex additive for concrete mix
US7504165B2 (en) * 2005-06-14 2009-03-17 United States Gypsum Company High strength flooring compositions
RU2379240C1 (en) * 2008-05-15 2010-01-20 Сибгатуллин Ильгизар Раифович Cement of low water demand and method of making thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАТРАКОВ В.Г. Модификаторы бетона: новые возможности и перспективы, Строительные материалы, №10, 2006. с.4-7. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2759766C2 (en) * 2016-10-12 2021-11-17 Констракшн Рисерч Энд Текнолоджи Гмбх Copolymers suitable for plasticization of inorganic binder systems

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010121806A (en) 2011-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2848448T3 (en) Process for making a hydraulic bonding agent, corresponding additive and its use
Shan et al. Synergism effects of coconut diethanol amide and anionic surfactants for entraining stable air bubbles into concrete
CN104177562B (en) Slow-release high-adaptability polyester polycarboxylic acid water-reducing agent and preparation method and application thereof
CN102745933B (en) Anti-crack expanding agent and preparation method thereof
CN103113062B (en) Metamorphite machine-made sand concrete capable of inhibiting alkali activity of metamorphite aggregate and preparation method thereof
CN102060482A (en) Self-compacting concrete
BR112013027296A2 (en) maleic acid polymer, allyl ether and (meth) acrylic acid compounds and their preparation and use
JP2015517448A (en) Grinding additives for inorganic binders
CN102850030A (en) Cement-based self-leveling dry-mixed mortar
US8097666B2 (en) Cement additive for stucco applications
CN102126848A (en) Cement-based self-leveling dry powder mortar for high-cracking-resistance ground
CN108545975A (en) A kind of modified SILICA FUME of gunite concrete
CN104496327A (en) Wet-mixed masonry mortar prepared by adopting aggregate chips
CN105399358A (en) Water reducing and slump retaining agent for concrete
CN104016609B (en) One kind prepares the addition of ferronickel slag environment-friendly type active mineral material and excites agent method
CN103502185B (en) Curing accelerator for mineral binder compositions
RU2443648C2 (en) Complex additive for concrete mixture
JP2017128467A (en) Cement concrete and manufacturing method therefor
CN101774781B (en) Additive for building garbage as cement admixture
RU2519313C1 (en) Complex additive
CN105254200A (en) Cement grinding aid as well as preparation method and application method thereof
EP2873655A1 (en) Air-entraining agent for hydraulic binders
JP2016037567A (en) Composition for foundation improvement and manufacturing method of composition for foundation improvement
RU2528332C2 (en) Intensifier of cement clinker milling
RU2385302C1 (en) Complex addition and method of obtaining thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120529

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20131020

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170529