close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15199

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.12.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 04B 41/68 (2006.01)
КОМПОЗИЦИЯ ИНГРЕДИЕНТОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СОСТАВА
ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЦЕМЕНТНОГО БЕТОНА
(21) Номер заявки: a 20100309
(22) 2010.03.04
(43) 2011.10.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени
В.А.Белого Национальной академии
наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Шаповалов Виктор Михайлович; Злотников Игорь Иванович;
Дубодел Владимир Петрович (BY)
BY 15199 C1 2011.12.30
BY (11) 15199
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени
В.А.Белого Национальной академии
наук Беларуси" (BY)
(56) RU 2093630 C1, 1997.
BY 12274 C1, 2009.
BY 11537 C1, 2009.
SU 1006418 A, 1983.
SU 535259, 1976.
GB 1177662, 1970.
EP 0963968 A1, 1999.
(57)
1. Композиция ингредиентов для получения состава для обработки цементного бетона,
включающая силикат натрия, кислоту и воду, отличающаяся тем, что в качестве кислоты
содержит акриловую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас. %:
силикат натрия
4,0-18,0
акриловая кислота 0,3-2,5
вода
остальное.
2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит минеральную кислоту, выбранную из группы, включающей соляную, ортофосфорную и серную
кислоту, в количестве 0,6-3,0 мас. %.
3. Композиция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что дополнительно содержит олеиновую кислоту в количестве 0,1-0,9 мас. %.
Изобретение относится к строительству, а именно к составам для поверхностной обработки цементных бетонов на основе портландцемента, и может быть использовано для
повышения механической прочности и атмосферостойкости бетонных и железобетонных
изделий и конструкций.
Известен состав для гидрофобизации строительных материалов, включающий, мас. %:
полиалкилгидридсилоксан 10-15; ортофосфорную кислоту 1-2 и воду [1]. Состав хорошо
гидрофобизирует поверхность газобетона, но слабо повышает механическую прочность
обычного бетона и содержит дорогостоящую кремнийорганическую жидкость.
Известен состав для гидрофобизации силикатных строительных материалов, включающий, мас. %: метилсиликонат натрия 10-15; гексафторсиликат натрия 0,8-1,2; ортофосфорную кислоту 0,2-0,25; тальк 0,15-0,25; оксид алюминия 0,25-0,5 и воду [2]. Состав
обладает высокими гидрофобизирующими свойствами, однако сложен по составу и имеет
BY 15199 C1 2011.12.30
очень длительную технологию изготовления: процесс совмещения компонентов длится
несколько часов, а смесь выдерживают в течение суток при непрерывном перемешивании.
Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому изобретению является
состав для гидрофобизации, включающий, г/л: алкилсиликонат щелочного металла 18,937,8; силикат натрия или калия 0,19-5,85; фосфорную и/или борную кислоту 0,3-18,8 и воду [3]. Состав обеспечивает высокие гидрофобизирующие свойства различных пористых
материалов - строительного камня, древесины, картона, целлюлозно-бумажных изделий,
но для цементных бетонов этот эффект выражен слабее. Кроме того, обработка известным
составом цементного бетона слабо повышает механическую прочность его поверхности.
Также недостатком известного состава является необходимость постоянного контроля pH
при его изготовлении, что усложняет процесс изготовления.
Задачей изобретения является разработка композиции ингредиентов для получения
состава для обработки цементного бетона, который, кроме повышения гидрофобных свойств
бетона, увеличивает механическую прочность поверхности бетона, а также имеет более
простую технологию изготовления.
Поставленная задача решается за счет того, что композиция ингредиентов для получения состава для обработки цементного бетона, включающая силикат натрия, кислоту и
воду, согласно изобретению, в качестве кислоты содержит акриловую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас. %:
силикат натрия
4,0-18,0
акриловая кислота
0,3-2,5
вода
остальное,
а также за счет того, что дополнительно содержит минеральную кислоту, выбранную из группы, включающей соляную, ортофосфорную и серную кислоту, в количестве 0,6-3,0 мас. %,
а также за счет того, что дополнительно содержит олеиновую кислоту в количестве
0,1-0,9 мас. %.
Акриловая кислота хорошо совмещается с водным раствором силиката натрия, образуя органосиликатную систему, в которой компоненты способны к химическому взаимодействию как друг с другом, так и с компонентами цементного бетона (в первую очередь с
силикатами кальция). Проникая в пористую структуру бетона, органосиликатный раствор
заполняет поры, капилляры и микротрещины бетона, в которых происходит гелеобразование в органо-минеральной системе с выделением геля кремниевой кислоты. По мере диффундирования воды вглубь материала и дегидратации геля происходит химическое
взаимодействие между компонентами и связывание кремнекислородных анионов силиката
акриловой кислотой с образованием сложного органо-минерального продукта. Указанные
процессы обеспечивают значительное снижение водопроницаемости бетона и повышение
его механической прочности.
При использовании растворов с содержанием силиката натрия менее 4,0 мас. % эффект повышения прочности бетона выражен слабо, а при содержании более 18,0 мас. %
получаются вязкие растворы, затрудняющие пропитку бетона. В качестве силиката натрия
использовали раствор натриевого жидкого стекла по ГОСТ 13078-81 и силикат натрия
растворимый по ГОСТ 13079-81.
При содержании в композиции акриловой кислоты менее 0,3 мас. % гелеобразования
не происходит и положительный эффект обработки выражен слабо, а введение акриловой
кислоты более 2,5 мас. % не приводит к дополнительному положительному эффекту.
Дополнительного повышения гидрофобных свойств бетона и увеличения механической прочности его поверхности можно достичь введением в акрилосиликатную смесь
минеральной кислоты - соляной, ортофосфорной или серной - в количестве 0,6-3,0 мас. %.
При введении минеральной кислоты в растворе силиката натрия происходит нейтрализация свободной щелочи и начинается выделение микрочастиц поликремниевой кислоты. В
таком метастабильном состоянии смесь может находиться в течение нескольких часов,
2
BY 15199 C1 2011.12.30
после чего образуется прочный органосиликатный гель. При содержании минеральной
кислоты менее 0,6 мас. % положительный эффект от ее введения практически не заметен,
а при содержании более 3,0 мас. % время гелеобразования в системе становится слишком
малым, что затрудняет применение состава для обработки цементного бетона.
Повышения эффективности обработки бетона можно достичь дополнительным введением в композицию олеиновой кислоты, причем ее можно вводить как в исходную композицию, так и в композицию, содержащую минеральную кислоту. Олеиновая кислота
играет роль поверхностно-активного вещества, разжижает композицию, увеличивает смачивающую и проникающую способность, а также замедляет пленкообразование на ее поверхности. При содержании в композиции олеиновой кислоты в количестве менее 0,1 мас. %
эффект от ее введения практически не заметен, а при содержании более 0,9 мас. % уменьшается прочность поверхности бетона.
Композицию ингредиентов для получения состава для обработки цементного бетона
готовят следующим образом. В емкость с мешалкой заливают отмеренное количество воды и растворяют в ней силикат натрия согласно рецептуре. В полученный раствор при непрерывном перемешивании небольшими порциями вливают акриловую кислоту и
перемешивают в течение 10-15 минут. Если в составе дополнительно используется минеральная кислота, то ее вводят после акриловой кислоты в виде 10-20 %-ного водного раствора (вода учитывается в общем количестве воды) и перемешивают еще 10-15 минут.
Если в составе дополнительно используется олеиновая кислота, то ее целесообразно вводить в раствор силиката натрия в первую очередь - это ускоряет ее растворение (эмульгирование).
Композиции ингредиентов для получения состава для обработки цементного бетона
конкретного выполнения приведены в табл. 1.
Таблица 1
Компонент
Натриевое жидкое стекло
(по сухому остатку)
Силикат натрия растворимый
Акриловая кислота
Соляная кислота
Ортофосфорная кислота
Серная кислота
Олеиновая кислота
Вода
1
2
3
4
5
6
7
8
9
4
-
10
10
10
10
10
-
18
7
14
0,3 1,0 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 2,0 2,5
0,6
3,0
2,0
0,1 0,9
95,7 92,0 88,5 87,9 85,5 88,4 85,6 84,0 79,5
Сравнительные свойства полученных составов для обработки цементного бетона согласно изобретению и известного приведены в табл. 2.
Таблица 2
Показатель*
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Известный
Водопоглощение, %
1,3 1,3 1,2 1,2 1,1 0,9 0,8 1,2 1,1
1,2
Глубина пропитки, мм 6
7
7
8
8
9
10
7
6
6
Предел прочности при
1,9 2,0 2,1 2,4 2,4 2,5 2,4 2,1 2,1
1,8
изгибе. МПа
Предел прочности при
30 32 34 36 36 38 38 34 32
26
сжатии, МПа
Жизнеспособность, ч
* Свойства исходных образцов: предел прочности при изгибе - 1,26 МПа, предел прочности при сжатии - 19,7 МПа, водопоглощение - 6,8 %.
3
BY 15199 C1 2011.12.30
В качестве известного состава был испытан состав, включающий, г/л: алкилсиликонат
щелочного металла 18,9-37,8; силикат натрия 0,19-5,85; ортофосфорную кислоту 0,3-18,8
и воду до 1 л.
Составы по изобретению и известный состав кистью наносили на поверхность исследуемых бетонных образцов-балочек размерами 40×40×160 мм, изготовленных по стандартной
методике из цементно-песчаной смеси с соотношением компонентов песок-цемент 3:1.
Обработанные образцы сушили в течение 24 часов при температуре 20 ± 2 °C. Механические свойства образцов определяли по ГОСТ 310.4-81. Водопоглощение определяли по
увеличению массы образцов после 2 часов выдержки в воде. За жизнеспособность принято время, по прошествии которого вязкость состава начинала резко возрастать.
Как следует из приведенных в табл. 2 данных, состав, полученный согласно изобретению, обеспечивает повышение гидрофобных свойств (снижение водопоглощения) бетона
практически на уровне известного состава. В то же время применение разработанного состава повышает механические свойства бетона значительно сильнее, чем применение известного состава. При этом предлагаемый состав имеет большую глубину проникновения
в поверхность бетона, чем известный.
Примеры 4 и 5 показывают, что дополнительное добавление в состав на основе раствора силиката натрия и акриловой кислоты минеральной кислоты повышает эффективность действия предлагаемого состава. Примеры 6 и 7 подтверждают, что дополнительное
введение олеиновой кислоты еще более повышает механическую прочность бетона после
пропитки.
Источники информации:
1. А.с. СССР 1498741, МПК C 04B 41/64, 1989.
2. Патент РФ 2273623, МПК C 04B 41/61, 2006.
3. Патент РФ 2093630, МПК C 04B 41/46, 1997 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
90 Кб
Теги
by15199, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа