close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10748

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 04B 22/00
C 01F 7/00
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕГУЛИРУЮЩЕЙ ДОБАВКИ
ДЛЯ СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ
(21) Номер заявки: a 20050255
(22) 2005.03.17
(43) 2006.12.30
(71) Заявитель: Филиппов Николай Николаевич (BY)
(72) Автор: Филиппов Николай Николаевич (BY)
BY 10748 C1 2008.06.30
BY (11) 10748
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Филиппов Николай
Николаевич (BY)
(56) JP 2001-039750 А.
SU 139315, 1961.
US 4356162, 1982.
SU 722845, 1980.
SU 1818314 A1, 1993.
SU 1726413 A1, 1992.
DE 3519308 A1, 1986.
SU 1807035 A1, 1993.
RU 2026269 C1, 1995.
(57)
1. Способ получения регулирующей добавки для сухих строительных смесей, включающий приготовление водного раствора гидроокиси натрия, добавление к полученному
раствору алюминийсодержащего компонента, нагрев полученной смеси, прокалку и помол полученного продукта, отличающийся тем, что готовят 15 %-ный раствор гидроокиси натрия, в качестве алюминийсодержащего компонента используют измельченные
отходы алюминия и/или дюралюминия, при этом гидроокись натрия и отходы берут в
массовом соотношении 1 : 1, нагрев полученной смеси осуществляют при 600-900 °С в
течение 1,5-2,0 ч, после нагрева полученной смеси проводят предварительное измельчение полученного продукта до частиц с размером не более 10 мм, прокалку проводят при
800-900 °С в течение 1-1,5 ч, а помол полученного продукта проводят до частиц с размером не более 10 мкм.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при приготовлении водного раствора гидроокиси натрия полученный раствор отстаивают в течение 20 мин.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что добавление к водному раствору гидроокиси натрия измельченных отходов алюминия и/или дюралюминия осуществляют порциями
по 10-15 г в течение 20-30 ч.
Изобретение относится к способам получения регулирующей добавки, предназначенным для использования при приготовлении сухих строительных смесей, применяемых в
строительстве и способствующих повышению водонепроницаемости монолитных или
сборных бетонных и железобетонных конструкций, придания им водостойкости, морозоустойчивости и водоотталкивающих свойств. Кроме того, данная добавка повышает атмосферостойкость и сульфатостойкость как ремонтируемых строительных конструкций из
бетона и железобетона, так и при возведении новых аналогичных построек.
BY 10748 C1 2008.06.30
Известна комплексная добавка для бетонной смеси, включающая карбонат натрия, а
также хлорид и сульфат ионы, в которую дополнительно введены нитрат натрия, гидроксид и карбид кальция, хлорид ион введен в виде хлорида кальция и сульфат ион - в виде
сульфата натрия, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
нитрат натрия
23,3
25,5
карбонат натрия
26,7
28,0
сульфат натрия
30,0
33,0
хлорид кальция
2,5
3,3
карбид кальция
8,5
13,3
гидроксид кальция
2,5
3,3 [1].
Кроме того, известна регулирующая добавка для бетонов, включающая водный раствор хлорида кальция, которая дополнительно содержит сахарат кальция при массовом
соотношении сахарата кальция и хлорида кальция (0,2-40) : 100, причем она содержит
указанные компоненты в виде комплексного соединения. Упомянутая добавка дополнительно содержит сахар в количестве, не превышающем 10 % по массе от массы добавки.
Известен также способ изготовления вышеупомянутой добавки для бетонов, включающий перемешивание водного раствора хлорида кальция с другим компонентом добавки, в котором в качестве другого компонента добавки используют сахарат кальция.
Известную добавку изготавливают в две стадии, на первой из которых получают сахарат
кальция, а на второй перед перемешиванием добавляют его в водный раствор хлорида
кальция.
При этом сахарат кальция получают путем взаимодействия гидроокиси кальция с сахаром [2].
Однако обе упомянутые добавки имеют низкую морозостойкость, низкую сопротивляемость проникновению воды в поры бетонной или железобетонной конструкции и не
обеспечивает полную водонепроницаемость этих конструкций.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой в качестве изобретения добавке и способу ее получения является регулирующая добавка, содержащая хлористый
кальций, сахарат кальция и воду, отличающаяся тем, что дополнительно содержит гидроокись кальция при следующем соотношении компонентов, мас. %:
хлористый кальций
25-35
сахарат кальция
0,1-1,0
гидроокись кальция
0,1-1,0
вода
остальное.
Кроме того, известная регулирующая добавка дополнительно содержит нитрит натрия
до 0,5 мас. %.
При этом способ получения регулирующей добавки к бетонным смесям включает получение сахарата кальция взаимодействием водного раствора гидроокиси кальция с сахарным сиропом и последующее смешение полученного сахарата кальция с раствором
хлористого кальция, причем исходный раствор хлористого кальция подщелачивают гидроокисью кальция до pH среды не менее 8.
При этом гидроокись кальция вводят в два приема: 20-50 % от расчетного количества,
используют для подщелачивания исходного раствора хлористого кальция, а оставшуюся
часть используют на стадии получения сахарата кальция [3].
Однако первый [1] из известных составов может использоваться только при строительстве новых сооружений из бетона и железобетона, кроме того, сложна дозировка добавки в бетонную смесь, а ее использование при приготовлении бетонной смеси приводит
к ее значительному удорожанию.
Вторая [2] из известных добавок может быть использована только при проведении
больших объемов строительных работ.
2
BY 10748 C1 2008.06.30
И, кроме того, обе добавки имеют недостаточную прочность на сжатие, не обладают
необходимой морозостойкостью и атмосферостойкостью, не обеспечивают полную водонепроницаемость строительной конструкции, а также агрессивны по отношению к металлическим частям строительной конструкции.
Выбранная в качестве прототипа [3] добавка также обладает определенными недостатками, а именно: имеет ограниченный срок хранения, причем с увеличением срока хранения добавки снижаются ее качественные характеристики. Кроме того, известная
добавка снижает морозоустойчивость бетона, агрессивна к металлу, входящему в состав
бетона, вызывая его коррозию и, как следствие, приводит к снижению срока службы конструкции в целом.
Кроме того, вода, входящая в качестве компонента во все известные добавки [1, 2, 3],
сокращает срок их хранения, усложняет их доставку к месту применения и увеличивает
транспортные расходы, повышая себестоимость возведения строительных конструкций.
Задачей предлагаемого изобретения является:
обеспечение полной водонепроницаемости строительных конструкций, т.е. полная
защита бетонных и железобетонных конструкций от разрушительного воздействия атмосферной среды и защиты цементных поверхностей от проникновения грунтовых, технических и питьевых вод;
сведение к минимуму появления высолов на их поверхности;
повышение морозостойкости;
снижение себестоимости состава в целом;
увеличение срока хранения добавки;
повышение ее качественных характеристик при использовании;
повышение удобства транспортировки к месту назначения;
снижение транспортных расходов;
повышение срока службы строительной конструкции в целом.
Поставленная задача решена тем, что в заявленном в качестве изобретения способе
получения регулирующей добавки, включающем приготовление водного раствора гидроокиси натрия, добавление к полученному раствору алюминийсодержащего компонента,
нагрев полученной смеси, прокалку и помол полученного продукта, при котором готовят
15 %-ный раствор гидроокиси натрия, в качестве алюминийсодержащего компонента
используют измельченные отходы алюминия и/или дюралюминия, при этом гидроокись
натрия и отходы берут в массовом соотношении 1 : 1, нагрев полученной смеси осуществляют при 600-900 °С в течение 1,5-2,0 ч, после нагрева полученной смеси проводят предварительное измельчение полученного продукта до частиц с размером не более 10 мм,
прокалку проводят при 800-900 °С в течение 1-1,5 ч, а помол полученного продукта проводят до частиц с размером не более 10 мкм.
Кроме того, при приготовлении водного раствора гидроокиси натрия полученный раствор отстаивают в течение 20 мин, а добавление к водному раствору гидроокиси натрия
измельченных отходов алюминия и/или дюралюминия осуществляют порциями по 10-15 г
в течение 20-30 ч.
Заявленный в качестве изобретения способ получения регулирующей добавки осуществляют следующим образом.
Для получения регулирующей добавки все компоненты (гидроокись натрия, воду и
отходы алюминия и/или дюралюминия), входящие в состав добавки, дозируют по количеству.
Затем, для приготовления 15 %-ного раствора гидроокиси натрия в дозированное количество воды вносят дозированное количество гидроокиси щелочного компонента в сухом виде, а именно в виде кристаллов. После чего полученную смесь отстаивают в
течение определенного времени для прохождения химической реакции.
3
BY 10748 C1 2008.06.30
После отстаивания в полученный раствор небольшими порциями вносят предварительно дозированное количество отходов алюминия и/или дюралюминия.
При взаимодействии отходов алюминия с водным раствором гидроокиси щелочного
компонента (гидроокиси натрия), при комнатной температуре, происходит бурная химическая реакция с выделением большого количества тепла и водорода, в виде пены.
Для того чтобы реакция не была "бурной", кристаллы отходов алюминия и/или дюралюминия измельчают и вносят в раствор небольшими порциями в течение длительного
времени.
В результате реакции водного раствора гидроокиси щелочного компонента (гидроокиси натрия) с отходами алюминия и/или дюралюминия, после ее самоугасания образуется
пастообразная масса темно-серого цвета.
Полученную массу перекладывают на открытый металлический поддон, имеющий
плоское дно и небольшие бортики.
После этого открытый металлический поддон вместе с массой устанавливают на открытый нагреватель и нагревают в течение 1,5-2-х ч при постоянном перемешивании массы.
Постоянное перемешивание в процессе нагрева необходимо для увеличения эффекта
выпаривания воды из состава смеси. При этом температура нагрева должна быть достаточно высокой и находиться в пределах 600-900 °С.
Высокая температура нагрева, его длительность во времени и постоянное перемешивание массы на открытом поддоне в процессе нагрева обеспечивают практически 100 %-ное
выпаривание воды и 100 %-ное прохождение химической реакции между гидроокисью
щелочного компонента (гидроокиси натрия) и измельченными отходами алюминия и/или
дюралюминия.
В результате, по окончании времени нагрева, на поддоне образуется масса, включающая две фазы: верхнюю - рассыпчатую и нижнюю - плотную, камнеобразную, припеченную ко дну поддона.
После нагрева, для обеспечения безопасности в дальнейшей работе, полученную массу охлаждают, верхнюю фазу ссыпают в заготовленную свободную емкость, а нижнюю механически сбивают со дна поддона и помещают в эту же емкость.
Неоднородную по фракционному составу массу измельчают и помещают на противень, выполненный, например, из нержавеющей или жароупорной стали, и прокаливают в
открытой или закрытой печи при высокой температуре в течение определенного времени.
Затем полученную массу охлаждают и снова измельчают до более мелкой фракции.
Измельченную массу ссыпают в заготовленную влагонепроницаемую упаковку и запаивают. Количество массы, засыпаемой во влагонепроницаемую упаковку, регламентируется удобством ее использования. Данная масса представляет собой регулирующую
добавку, готовую к применению в сухих строительных смесях.
Готовая регулирующая добавка, полученная при использовании отходов алюминия,
имеет светло-серый цвет, а при использовании отходов дюралюминия - темно-серый цвет
и очень гигроскопична.
При дальнейшем использовании регулирующую добавку смешивают с цементом и
песком, затворяют водой и наносят на поверхность строительной конструкции тонким
слоем.
При взаимодействии с водой добавка, проникая в поры бетона, образует сталактиты,
которые заполняют поры в бетоне и делают его водонепроницаемым.
Заявленная в качестве изобретения добавка и способ ее получения могут быть получены и осуществлены как в ручную, так и с использованием механизмов.
Пример конкретного выполнения способа.
В предлагаемом способе для получения регулирующей добавки берут 650 мл воды и к
ней добавляют 100 г измельченной гидроокиси натрия в сухом виде (например, в виде
кристаллов).
4
BY 10748 C1 2008.06.30
Для окончательного прохождения химической реакции между водой и кристаллами
гидроокиси натрия полученный раствор отстаивают в течение 20 мин.
Затем в него вносят 100 г отходов алюминия, измельченные фракции которого по весу
составляют 10-15 г.
Причем внесение мелких фракций отходов алюминия в раствор осуществляют постепенно, мелкими порциями на протяжении 20-30 ч.
Данные условия внесения отходов алюминия в водный раствор гидроокиси натрия
обусловлены тем, что при их взаимодействии химическая реакция не должна протекать
бурно.
В результате, после самоугасания реакции, образуется пастообразная масса темносерого цвета.
Полученную массу перекладывают на открытый алюминиевый поддон, имеющий
плоское дно и небольшие бортики и устанавливают на открытый нагреватель.
Постоянно перемешивая, массу нагревают в течение 1,5-2-х ч при температуре 600900 °С.
Высокая температура нагрева, его длительность во времени и постоянное перемешивание массы на открытом поддоне в процессе нагрева обеспечивают практически 100 %ное выпаривание воды и 100 %-ное прохождение химической реакции между гидроокисью натрия и измельченными отходами алюминия.
В результате, по окончании времени нагрева, на поддоне образуется масса, включающая две фазы: верхнюю - рассыпчатую, мелкофракционную и нижнюю - плотную, камнеобразную, припеченную ко дну поддона.
В случае ручной обработки (измельчения) полученную после нагрева массу охлаждают, верхнюю фазу ссыпают в заготовленную свободную емкость, а нижнюю - механически сбивают со дна поддона и помещают в эту же емкость.
В случае механической обработки (измельчения) масса не требует охлаждения.
Неоднородную по своему фракционному составу массу, находящуюся в емкости, измельчают до размеров фракции до 10 мм и помещают на противень, выполненный из нержавеющей или жароупорной стали и прокаливают в открытой или закрытой печи при
температуре 800-900 °С в течение 1-1,5 ч.
Полученную массу охлаждают и снова измельчают до размеров фракции до 10 мк. Регулирующая добавка готова.
Добавку ссыпают в заготовленную влагонепроницаемую упаковку и запаивают. Количество добавки, засыпаемой во влагонепроницаемую упаковку, регламентируется удобством ее использования.
Готовая добавка, полученная при использовании отходов алюминия, имеет светлосерый цвет, а при использовании отходов дюралюминия - темно-серый и очень гигроскопична.
Добавка, полученная заявленным в качестве изобретения способом, может быть получена как вручную, так и с использованием механизмов.
Согласно изобретению, способ получения регулирующей добавки обладает существенными преимуществами по сравнению с известными способами аналогичного назначения, а именно:
для приготовления добавки используют, в большей части, компоненты, находящиеся
на территории Республики Беларусь, в результате чего исключаются затраты на доставку
этих материалов с территории других стран и, следовательно, таможенные и другие расходы, что несомненно снижает себестоимость готового продукта;
смесь регулирующей добавки с цементом и песком при попадании воды образует сталактиты, которые в процессе кальматации заполняют поры в бетоне и делают его водонепроницаемым, обеспечивая полную гидроизоляцию обрабатываемой поверхности и
5
BY 10748 C1 2008.06.30
образуя вместе с основанием единую прочную и долговечную структуру, полностью исключая проникновение воды через ее поверхность.
В результате такого проникновения структура бетона уплотняется и процесс уплотнения развивается в глубину конструкции:
за счет образования сталактитов в порах бетона значительно повышается морозостойкость обработанной поверхности конструкции, а появление высолов на поверхности сведено к минимуму;
полученная добавка повышает щелочной уровень строительной смеси, что защищает
металл (арматуру бетона), содержащийся в бетоне или железобетоне, от коррозии, а следовательно, увеличивает долговечность всех бетонных и железобетонных конструкций в
целом;
благодаря тому, что смесь практически обезвожена, имеет порошкообразную структуру и посему не занимает большие объемы, значительно сокращаются затраты на транспортные расходы, связанные с доставкой состава от склада готовой продукции к месту
использования;
увеличен срок хранения состава по сравнению со смесями, включающими воду;
за счет уменьшения толщины слоя, наносимого на поверхность конструкции, уменьшен расход состава на квадратный метр площади, что дает значительную экономию;
простота производства регулирующей добавки, особенно в промышленных условиях,
значительно снижает ее себестоимость, а следовательно, и стоимость всей строительной
смеси, предназначенной для обработки старых и при строительстве новых бетонных и железобетонных конструкций.
Предлагаемый способ может найти широкое применение в области приготовления регулирующей добавки при приготовлении сухих строительных смесей для строительства
бетонных и железобетонных конструкций на территории Республики Беларусь и является
промышленно применимым.
Использование способа для получения регулирующей добавки на объектах энергетики, в частности концерна "БЕЛЭНЕРГО", обеспечит серьезную экономию государственных средств.
Источники информации:
1. Патент РФ 2119900, МПК С 04В 28/00, 1998.
2. Патент РФ 2186045, МПК С 04В 28/00, 2002.
3. Патент РФ 2237637, МПК С 04В 28/00, 2004.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
100 Кб
Теги
by10748, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа