Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос :  ea000020916b*\id

больше ...
Термины запроса в документе


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

1. Композиция самоукладывающегося бетона, содержащая цемент, суперпластификатор, воду, грануляты кремнистого или известково-кремнистого типа двух или более гранулометрических классов с D max ≤ 20 мм и смесь изменяющих реологические свойства добавок, отличающаяся тем, что упомянутая смесь содержит сочетание по меньшей мере, первого вещества, повышающего предел прочности при сдвиге бетона в текучем состоянии, которое выбрано из группы, включающей простой эфир природного полисахарида, простой гидроксиалкилгуаровый эфир, гидроксиэтилцеллюлозу или гидроксипропилгуар, и гидрофобно модифицировано путем введения гидрофобных боковых прививок, и, по меньшей мере, второго регулирующего вязкость вещества, повышающего вязкость упомянутого бетона в текучем состоянии, которое выбрано из группы, включающей гидрофобно немодифицированную гидроксиалкилцеллюлозу со степенью полимеризации от 500 до 4500 и вязкостью менее 50 Па ∙с в 2 вес.% водном растворе.

2. Композиция самоукладывающегося бетона по п.1, в которой прививки первого вещества представляют собой цепи С 4 30 алкилов.

3. Композиция по любому из пп.1 или 2, содержащая до 1% первого вещества по весу цемента и до 5% второго вещества по весу цемента.

4. Композиция по п.3, содержащая до 0,1% первого вещества по весу цемента.

5. Композиция по п.3, содержащая до 2% второго вещества по весу цемента.

6. Самоукладывающийся бетон, содержащий композицию по любому из пп.1-5 и наполнитель в количестве 20% или менее по весу цемента.

7. Самоукладывающийся бетон по п.6, в котором содержание наполнителя составляет менее 10% по весу цемента.

8. Самоукладывающийся бетон по п.6, в котором содержание наполнителя составляет менее 5% по весу цемента.

9. Применение смеси, содержащей по меньшей мере, первое вещество, повышающее предел прочности при сдвиге бетона в текучем состоянии, которое выбрано из группы, включающей простой эфир природного полисахарида, простой гидроксиалкилгуаровый эфир, гидроксиэтилцеллюлозу или гидроксипропилгуар, и гидрофобно модифицировано путем введения гидрофобных боковых прививок, и, по меньшей мере, второе, регулирующее вязкость вещество, повышающее вязкость упомянутого бетона в текучем состоянии, которое выбрано из группы, включающей гидрофобно немодифицированную гидроксиалкилцеллюлозу со степенью полимеризации от 500 до 4500 и вязкостью менее 50 Па ∙с в 2 вес.% водном растворе в качестве добавки в самоукладывающемся бетоне.


Евразийское 020916 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2015.02.27
(21) Номер заявки 201000226
(22) Дата подачи заявки 2008.07.28
(51) Int. Cl.
C04B 24/38 (2006.01) C04B 24/32 (2006.01)
C04B 28/02 (2006.01)
C04B 103/44 (2006.01) C04B 111/10 (2006.01)
(54) КОМПОЗИЦИЯ САМОУКЛАДЫВАЮЩЕГОСЯ БЕТОНА И
САМОУКЛАДЫВАЮЩИЙСЯ БЕТОН, СОДЕРЖАЩИЙ ТАКУЮ КОМПОЗИЦИЮ
(31) 0705568
(32) 2007.07.30
(33) FR
(43) 2010.08.30
(86) PCT/FR2008/001127
(87) WO 2009/053541 2009.04.30
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
СИМАН ФРАНСЕ (FR)
(72) Изобретатель:
Фаббрис Фабер (FR)
(74) Представитель:
Песиков Э.П. (RU)
(56) EP-A-1197480 WO-A-0005181 US-A1-2005241539
LACHEMI M. ET AL.: "Performance of new viscosity modifying admixtures in enhancing the rheological properties of cement paste", СЕМ CONCR RES; CEMENT AND CONCRETE RESEARCH FEBRUARY 2004, vol. 34, no. 2, February 2004 (2004-02), pages 185-193, XP002473614, the whole document
(57) В изобретении описана цементная композиция самовыравнивающегося бетона, содержащая цемент, суперпластификатор, воду, грануляты кремнистого или известково-кремнистого типа двух или более гранулометрических классов с Dmax < 20 мм и смесь изменяющих реологические свойства добавок. Смесь содержит сочетание, по меньшей мере, первого вещества преимущественно для повышения предела прочности при сдвиге бетона в текучем состоянии и, по меньшей мере, второго, повышающего вязкость вещества преимущественно для повышения вязкости упомянутого бетона в текучем состоянии с тем, чтобы ограничить или предотвратить динамическое расслоение гранулятов в бетоне во время его применения. Применение такой композиции позволяет обходиться без наполнителя в бетоне, в частности самовыравнивающемся бетоне без ухудшения его качества в том, что касается растекания, устойчивости при ситовом анализе, выступания цементного молока и динамического расслоения по сравнению с бетоном, содержащим наполнитель, в частности бетоном с таким же водоцементным отношением.
Настоящее изобретение относится к цементной композиции самоукладывающегося бетона, содержащей смесь изменяющих реологические свойства добавок, и самоукладывающемуся бетону, который содержит такую композицию.
Самоукладывающиеся бетоны представляют собой бетоны с высокой текучестью, однородностью и устойчивостью, которые укладывают без применения вибрации и которые уплотняются только под действием силы тяжести. Самовыравнивающиеся бетоны являются частной разновидностью самоукладывающихся бетонов для применения на горизонтальных поверхностях, таких как покрытия, мостовые или полы.
Эти бетоны содержат грануляты (размер которых может достигать примерно 20 мм), покрытые цементным составом, который содержит гидравлический вяжущий материал, например, портландцемент и по меньшей мере одну добавку, которой предпочтительно является ожижитель или суперпластификатор, придающий смеси повышенную текучесть, близкую к текучести жидкости. Этим объясняется самовыравнивающаяся или самоукладывающаяся природа такого бетона.
Выгодными свойствами этих бетонов является формуемость, применимость в качестве покрытий и уплотняемость. Они высоко ценятся в строительстве благодаря своему внешнему виду и способности "компенсировать" неровности, самоукладываться в стальном каркасе и покрывать, например, наземные теплопроводы без применения внешней вибрации, которую обычно используют в традиционных технологиях строительства. Эти составы также обычно ценятся за их простоту в применении, поскольку свежий бетон можно закачивать на высоту в несколько сот метров, благодаря чему становятся ненужными операции с различными компонентами в непосредственной близости от места применения и использование вибрации и тем самым оптимизируются затраты и организация рабочего места.
Тем не менее, эта текучесть самоукладывающихся бетонов должна обеспечиваться без выступания цементного молока или выпадения гранулятов в осадок.
Устойчивость этих бетонов обычно обеспечивается путем включения в их состав твердых минеральных составляющих, называемых наполнителями, согласно стандарту NF EN 206-1. Эти наполнители представляют собой кремнистые или известковые инертные продукты в виде частиц малой крупности, предпочтительно меньшей или равной крупности частиц цемента, т.е. обычно от 0,10 до 100 цм. Заполняя пространства между частицами цемента, наполнители повышают степень уплотнения бетона. Их используют, в частности, в самоукладывающемся бетоне с малой механической прочностью, т.е. например, класса прочности от 25 до 30 МПА на 28-й день. Их концентрация в бетоне может достигать 5-10 вес.% от общей массы бетона.
Включение наполнителя в состав самоукладывающегося бетона в особенности необходимо в случае бетонов, которые относятся к низшим классам сопротивления сжатию. По существу, поскольку самоукладывающийся бетон с высоким водоцементным отношением содержит меньшую объемную долю содержания сухих веществ, риск расслоения и выступания цементного молока является более значительным.
С целью повышения устойчивости в том, что касается расслоения и/или выступания цементного молока, в самоукладывающийся бетон помимо упомянутых минеральных добавок (наполнителей) и ожижителей или суперпластификаторов часто добавляют вещества различной химической природы, которые позволяют регулировать реологические свойства композиции и которые обычно называют "загустителями" или "стабилизаторами".
Задача "загустителей" заключается в повышении устойчивости самоукладывающегося бетона в том, что касается расслоения и/или выступания цементного молока; они часто представляют собой макромолекулы, в частности производные целлюлозы, такие как простые эфиры целлюлозы или другие полисахариды или же синтетические полимеры, такие как полиэтиленоксид или поливиниловые спирты. Их достоинством является способность изменять реологические свойства (в том числе путем повышения вязкости) цементной композиции. Тем не менее, они представляют собой молекулы, обладающие очень высокой вязкостью в водном растворе (от свыше 70 до 100 Па-с в 2 вес.% водном растворе).
Кроме того, для улучшения технологических свойств бетона, в частности, для улучшения его растекания может быть увеличена доля суперпластификатора в его составе. Вместе с тем, увеличение доли суперпластификатора может вызывать нежелательные последствия, такие неравномерное распределение гранулята в бетонной смеси, расслоение и/или выступание цементного молока. В связи с этим при использовании самоукладывающегося бетона и/или сразу после его укладки могут возникать затруднения, связанные с устойчивостью или связностью.
Причиной неустойчивости свежего бетона может являться сам механизм действия этих суперпластификаторов (дефлоккуляция), отвечающий за увеличение растекания. В частности, в результате снижения под действием суперпластификатора предела прочности при сдвиге происходит ослабление поля обратимой упругой деформации цементного теста (в данном случае в смеси воды, цемента и наполнителя). Это явление ограничивает способность цементного теста удерживать внутри себя грануляты, на которые действует сила тяжести (статическое расслоение). Этот недостаток усугубляется при увеличении размера гранулятов, в частности, в бетонах, которые содержат грануляты размером вплоть до 20 мм по сравнению со строительными растворами, которые содержат песок с крупностью частиц, менее или рав
ной 6 мм.
Параллельно снижению предела текучести при высоких долях содержания суперпластификатора может происходить уменьшение вязкости цементного теста и тем самым бетона. Из-за этого уменьшения вязкости бетон, находящийся в виде потока (в частности, при его подаче насосом или укладке), становится неустойчивым и подверженным динамическому расслоению, которое необязательно происходит в статическом состоянии.
Эти два явления, а именно, неоднородность и расслоение в статическом состоянии и динамическом состоянии препятствуют правильному применению самоукладывающегося бетона.
Из уровня техники известны меры двух типов, которые применялись с целью устранения этих недостатков.
1. Повышение содержания сухих веществ в цементном тесте.
Это достигается за счет более высокого содержания цемента, чем рекомендуется для обеспечения желаемой механической прочности, или за счет введения мелкозернистых минеральных добавок, необязательно обладающих гидравлической активностью (таких как известковые наполнители, летучая зола и т.д.). В результате этого увеличения доли твердых веществ смесь дополнительно уплотняется и тем самым предотвращается статическое расслоение; в результате увеличивается вязкость получаемой смеси. Это позволяет снижать риск расслоения и/или неустойчивости свежего бетона.
2. Введение специальных добавок, которые напрямую активируют реологические свойства бетона.
Этими добавками являются самые разнообразные химические вещества, известные как стабилизаторы (или улучшители связности), загустители или улучшители вязкости. Эти определения следует считать чисто условными, поскольку воздействие огромного большинства этих добавок на реологические свойства бетона является более сложным и более дифференцированным, чем просто увеличение вязкости.
Введение специальных добавок, которые активируют реологические свойства бетона, на практике всегда сопряжено с введением наполнителя.
При доле наполнителя в пределах от 30-45 вес.% цемента, что соответствует содержанию, которое может достигать 5-10 вес.% всего бетона, его введение связано со значительными расходами (на поставку, транспортировку, погрузку и разгрузку и т.д.).
Кроме того, дозирование добавок, входящих в состав самоукладывающегося бетона, часто затруднено из-за влияния на реологические свойства бетона. В действительности эти добавки обычно влияют как на предел прочности при сдвиге, так и на вязкость. В зависимости от их дозирования получают различные относительные величины изменения предела прочности при сдвиге и вязкости: в низких концентрациях эти добавки могут в основном влиять на предел прочности при сдвиге и минимально на вязкость; при более высоком содержании это влияние может быть противоположным.
Таким образом, выясняется, что задача увеличения вязкости бетона (для предотвращения неустойчивость во время его укладки) решается за счет повышения предела прочности при сдвиге и тем самым за счет снижения растекания.
В ходе недавних исследований различных изменяющих реологические свойства добавок, влияющих на предел прочности при сдвиге и вязкость, совершенно неожиданно было обнаружено, что за счет сочетания двух конкретных добавок можно придать цементной композиции и, следовательно, бетону непредвиденные свойства, в частности, значительно снизить содержание наполнителя и даже исключить присутствие наполнителя в бетоне.
С этой целью в настоящем изобретении предложена композиция самоукладывающегося бетона, содержащая цемент, суперпластификатор, воду, грануляты кремнистого или известково- кремнистого типа двух или более гранулометрических классов с Dmax < 20 мм и смесь изменяющих реологические свойства добавок, отличающаяся тем, что упомянутая смесь содержит сочетание:
по меньшей мере, первого вещества, повышающего предел прочности при сдвиге бетона в текучем состоянии, которое выбрано из группы, включающей простой эфир природного полисахарида, простой гидроксиалкилгуаровый эфир, гидроксиэтилцеллюлозу или гидроксипропилгуар, и гидрофобно модифицировано путем введения гидрофобных боковых прививок, и,
по меньшей мере, второго регулирующего вязкость вещества повышающего вязкость упомянутого бетона в текучем состоянии, которое выбрано из группы, включающей гидрофобно немодифицирован-ную гидроксиалкилцеллюлозу со степенью полимеризации от 500 до 4500 и вязкостью менее 50 Па-с в 2 вес.% водном растворе.
Каждое из этих двух веществ обладает конкретным, избирательным и самостоятельным действием.
Термин "вещество, повышающее предел прочности при сдвиге" означает в настоящем описании вещество для изменения реологических свойств текучего бетона, в основном влияющее на предел прочности при сдвиге без изменения других реологических параметров бетона, в частности, его дифференциальной вязкости.
Термин "вещество, регулирующее вязкость" означает в настоящем описании вещество, основное действие которого при добавлении в бетон заключается в повышении дифференциальной вязкости бето
на в текучем состоянии.
Термин "бетон в текучем состоянии" означает в настоящем описании бетон, который получают немедленно после смешивания, т.е. после добавления воды в гидравлический вяжущий материал (цемент) и измельчения, но до начала схватывания цемента.
Используемый в описании термин "модифицировано" означает введение боковых прививок в структуру полимера, например, функциональных групп или гидрофобных боковых цепей, при этом прививки предпочтительно представляют собой цепи С4-С30 алкилов (т.е. необязательно разветвленные цепи, содержащие от 4 до 30 атомов углерода), а термин "гидрофобно модифицировано" означает присутствие таких гидрофобных прививок.
Эти вещества обладают высокой растворимостью в воде. Вместе с тем, довольно неожиданно автором было установлено, что водные растворы, которые содержат второе вещество, более точно, упомянутые выше гидроксиалкилцеллюлы имеют низкую вязкость, а именно, вязкость менее около 50 Па-с (предпочтительно менее 10 Па-с или также предпочтительно менее 5 Па-с) при температуре 25°С и концентрации 2 вес.% в воде, и более эффективно ограничивают или предотвращают динамическое расслоение гранулятов, чем гидрофобно немодифицированные гидроксиалкилцеллюлы со степенью полимеризации свыше 5000, имеющие при такой же концентрации в водном растворе вязкость примерно от 70 до 100 Па-с.
Вторым веществом предпочтительно является гидрофобно немодифицированная гидроксиалкил-целлюлоза со степенью полимеризации от 500 до 4000.
Как оказалось, совокупное синергическое действие на предел прочности при сдвиге и вязкость бетона в текучем состоянии наблюдается, в частности, когда композиция преимущественно содержит до 1%, предпочтительно до 0,1% упомянутого первого вещества по весу цемента и до 5%, предпочтительно до 2%, еще более предпочтительно до 1% упомянутого второго вещества по весу цемента.
Настоящее изобретение также касается любого самоукладывающегося бетона, который содержит описанную выше цементную композицию с содержанием наполнителя 20% или менее по весу цемента, предпочтительно менее 10% по весу цемента, еще более предпочтительно менее 5% по весу цемента, наиболее предпочтительно без добавления наполнителя.
Такая смесь добавок согласно изобретению, по существу, достаточно неожиданно позволяет сделать излишним присутствие наполнителя в бетоне, в частности, самоукладывающемся бетоне без снижения уровня качества в том, что касается растекания, устойчивости при ситовом анализе, выступания цементного молока или динамического расслоения по сравнению с бетон, содержащим наполнитель, в частности, бетоном с таким же водоцементным отношением, т.е. таким же классом прочности.
Это снижение содержания наполнителя и даже отсутствие наполнителя обеспечивает огромное преимущество за счет исключения компонента, важного с точки зрения объема, веса и обращения (транспортировки, хранения и других вопросов материально-технического обеспечения) и значительно упрощает применение бетона и снижает расходы.
Настоящее изобретение также относится к применению смеси, которая содержит
по меньшей мере, первое вещество повышающее предел прочности при сдвиге бетона в текучем состоянии, которое выбрано из группы, включающей простой эфир природного полисахарида, простой гидроксиалкилгуаровый эфир, гидроксиэтилцеллюлозу или гидроксипропилгуар, и гидрофобно модифицировано путем введения гидрофобных боковых прививок, и,
по меньшей мере, второе, регулирующее вязкость вещество, повышающее вязкость упомянутого бетона в текучем состоянии, которое выбрано из группы, включающей гидрофобно немодифицирован-ную гидроксиалкилцеллюлозу со степенью полимеризации от 500 до 4500 и вязкостью менее 50 Па-с в 2 вес.% водном растворе в качестве добавки в самоукладывающемся бетоне.
Изобретение будет проиллюстрировано на следующих не ограничивающих его примерах.
На единственном чертеже представлена схема оборудования для "испытания в желобе".
Исходные компоненты
Цемент: хотя изобретение применимо к цементу любого типа, испытания проводились на порт-ландцементах.
В качестве наполнителя использовали известковый наполнитель, предпочтительно в дробленом виде с крупностью частиц от 1 до 100 мкм.
Улучшитель связности: в рассмотренных примерах помимо роли наполнителя он также играет важную роль в ограничении статического расслоения бетона; используемое в данном случае вещество продается компанией AXIM под наименованием COLLAXIM.
Предпочтительно используются грануляты кремнистого или известково-кремнистого типа двух или более гранулометрических классов, у которых всегда Dmax <20 мм.
Суперпластификатор: типа сополимера акриловой и карбоновой кислоты и сложных акриловых эфиров как, например, продаваемый компанией Axim под наименованием Cimfluid duo 1001.
В приведенных далее примерах указано эффективное водоцементное отношение, поскольку оно важно для механической прочности цемента при окончательном схватывании.
Для сравнения испытываемых композиций, соответствующих контрольных композиций (с наполнителем) и композиций, которые содержат одно или несколько веществ, отличающихся от веществ согласно настоящему изобретению (сравнительные примеры), используется одинаковый объем цементного теста (за исключением гранулятов) после смешивания (добавления воды).
Проведенные испытания
Растекание: растекание измеряли с помощью конуса Абрамса (согласно стандарту EN 12350-2)
Испытание в желобе: это испытание, которое было разработано в лаборатории в попытке продемонстрировать динамическое расслоение и затем сравнить влияния различных добавок. На единственном чертеже представлено оборудование, необходимое для проведения этого испытания. Испытание заключается в том, что бадью 1 (2 литра) с бетоном для немедленного испытания после смешивания с водой выливают в трубу 2 диаметром 15 см и длиной 110 см, наклоненную под углом 30° к горизонтали. Выходное отверстие трубы 2 расположено по центру над пластиной 3 для растекания, которая расположена на высоте 20 см. Это испытание позволяет получать как количественные, так и качественные данные: определять время добегания (т.е. промежуток времени, необходимый бетону для прохождения расстояния между контрольными точками А и В в 80 см), и внешний вид бетона во время и после его растекания (в виде "плиты") по пластине 3 для растекания.
(Эту особенность оценивают визуально, исходя из формы плиты и однородности бетона).
Считается, что бетон подвержен динамическому расслоению, если образующаяся при растекании плита имеет ассиметричную форму или если заметно разделение теста и гранулята.
Показатель устойчивости при ситовом анализе: испытание проводится согласно рекомендациям временного стандарта EN 12350-11.
Выступание цементного молока: оценивается визуально.
Были испытаны следующие изменяющие реологические свойства вещества.
Первое вещество: вещество, которое в основном повышает предел прочности при сдвиге текучего бетона.
Соединение NEXTON, продаваемое компанией AQUALON-HERCULES, представляет собой модифицированный натуральный полисахарид, первичная цепь которого представляет собой целлюлозу (P-D-глюкозу), этерифицированную посредством сильного основания и окиси этилена с целью получения гидроксиэтилцеллюлозы (ГЭЦ) и введения алкильных цепей, в результате чего образутся гидрофобно модифицированная гидроксиэтилцеллюлоза (ГМГЭЦ); при этом мольное количество заместителей составляет порядка 2,5 на p-D-глюкозидное звено.
ESACOL MX 144 - этот продукт, продаваемый компанией LAMBERTI, представляет собой полисахарид, первичная цепь которого представляет собой гуаровую смолу (повторяющееся звено, которое состоит из p-D-маннозы и а-В-галактозы), этерифицированную окисью пропилена, в результате чего образуется гидроксипропилгуар (ГПГ) с числом заместителей свыше 2,5 на звено. Этот продукт гидрофобно модифицирован путем введения боковых цепей.
В качестве сравнительных примеров были испытаны ESACOL HS26 и ESACOL HS30, продаваемые компанией LAMBERTI, которые представляют собой молекулы типа гидроксипропилгуара или гидро-ксиалкилгуара, но гидрофобно немодифицированные. Эти молекулы придают цементной композиции сравнимые параметры вязкости и предела прочности при сдвиге, но не оказывают основного воздействия на предел прочности при сдвиге.
Второе вещество: вещество, которое в основном повышает вязкость.
Натуральный полисахарид, модифицированный первичной цепью целлюлозы (P-D-глюкозы), которая этерифицирована посредством сильного основания и окиси этилена с целью получения гидрокси-этилцеллюлозы (ГЭЦ) с мольным количеством заместителей молей заместителей (MS) 2,5 на звено P-D-глюкозы и переменной степенью полимеризации (СП).
В примерах настоящего изобретения использовали соединение NATROSOL 250 GXR, представляющее собой ГЭЦ со степенью полимеризации приблизительно 1000, и соединение NATROSOL 250 HXR, представляющее собой ГЭЦ со степенью полимеризации приблизительно 3700. Эти растворимые в воде продукты имеют низкую вязкость, в том числе в концентрациях в воде до 2 вес.%:
Natrosol 250 GXR:
при концентрации в воде:
0,5 вес.% = 8,5 10-3 Па-с
1 вес.% = 0,035 Па-с
2 вес.% = 0,26 Па-с
Natrosol 250 HXR:
при концентрации в воде:
1 вес.% = 2 Па-с
2 вес.% = 30 Па-с
Полиэтиленоксид, продаваемый компанией MEISEI CHEMICAL WORKS LTD под наименованием ALKOX Е-130 (молекулярная масса от 3000000 до 3500000), растворим в воде.
В качестве сравнительного примера было испытано соединение NATROSOL 250 HHXR с более высокой степенью полимеризации, а именно, примерно от 4800 до 5000. Это соединение придает цементной композиции сравнимые параметры вязкости и предела прочности при сдвиге и, следовательно, не оказывает основного воздействия на вязкость. Кроме того, вязкость NATROSOL 250 HHXR в водном растворе значительно увеличивается с ростом его концентрации, а именно составляет 7 Па-с при концентрации в воде 1 вес.%, 50 Па-с при концентрации 1% и 300 Па-с при концентрации 2 вес.%.
Соединения "NATROSOL" продаются компанией AQUALON-HERCULES.
Указанные выше показатели вязкости измерены реометром (AR 1000 производства компании ТА Instruments) с плоской геометрией конуса и углом раскрытия 2°.
В представленных примерах добавляют вещества для изменения реологических свойств (первое вещество и второе вещество), а также суперпластификатор после того, как в цементную смесь вводят воду. В качестве альтернативы, может быть использована "предварительно приготовленная смесь", т.е. цементная композиция, которая содержит цемент, суперпластификатор, первое и второе вещества, в которую затем на месте добавляют грануляты и воду.
Во всех описанных далее примерах содержание цемента, воды, наполнителя и гранулята указано в кг/м3; содержание суперпластификатора, улучшителя связности и первого и второго веществ указано в процентах по весу цемента.
Следующие результаты испытаний были сочтены приемлемыми для настоящего изобретения:
показатель растекания to 630 мм или более, при этом желаемое растекание самоукладывающихся бетонов обычно составляет 600 или более, устойчивость при ситовом анализе менее 30%, отсутствие вы-ступания цементного молока и динамического расслоения, при этом время пребывания в желобе составляет от 2 до 10 с, предпочтительно от 2 до 7 с, еще более предпочтительно от 4 до 6 с.
Пример 1 (сравнительный) - Пример 2 (сравнительный) - Пример 3 (контрольный) - Пример 4 (изобретение)
Сначала были осуществлены сравнительные примеры с использованием только одного из веществ. В сравнительном примере 1 использовали только вещество, которое повышает предел прочности при сдвиге, а в сравнительном примере 2 использовали только вещество, которое повышает вязкость.
В табл. 1 приведены результаты осуществления этих двух сравнительных примеров 1 и 2, а также примера 4, в котором использовали сочетание обоих веществ, в сравнении с композицией, которая содержит наполнитель в присутствии улучшителя связности. Эта последняя композиция согласно примеру 3 (контрольному) во всех таблицах имеет известный из уровня техники состав.
Следует отметить, что в сравнительном примере 1, в котором используется только вещество, повышающее предел прочности при сдвиге, время пребывания в желобе составляет менее 1 с, что соответствует неудовлетворительной вязкости и устойчивости при ситовом анализе свыше 50%. Кроме того, наблюдается выступание цементного молока и динамическое расслоение.
Динамическое расслоение также наблюдается в конце укладки бетона в сравнительном примере 2 с использованием только одного вещества, которое повышает вязкость.
Сравнимые показатели устойчивости при ситовом анализе наблюдаются в контрольном примере 3 с использованием наполнителя и в примере 4 настоящего изобретения без использования наполнителя, в том числе с использованием сочетания двух веществ.
Примеры 5, 6 и 7.
В табл. 2 приведены различные концентрации вещества, повышающего предел прочности при сдвиге, и вещества, регулирующего вязкость. Различные содержания этих веществ были испытаны в примерах 5, 6 и 7.
Таблица 2
Пример 3 (контрольный)
Пример 5
Пример 6
Пример 7
СЕМ И 32.5 R
300
376
376
376
Цемент
Доступная вода
180
227
227
227
Наполнитель
192
Грануляты
1,654
1,654
1,656
1,654
Суперпластификатор
2.0%
0,6%
0.8%
1,0%
Улучшитель
0,05%
связности
Первое вещество (повышающее предел прочности при сдвиге) ESACOL MX 144
0,015%
0,02%
0,02%
NEXTON
Второе вещество (регулирующее
вязкость)
NATROSOL 250
GXR
0.3%
0.5%
NATROSOL
250 HXR
0,05%
Доступная вода /цемент
0,6
0,6
0,6
0,6
Объем теста
370 л
370 л
370 л
370 л
Растекание при t"
720 мм
650 мм
665 мм
630 мм
Время пребывания в желобе
4,5 с
5 с
2,12с
Устойчивость при
27%
16%
14%
12%
ситовом анализе
Выступание
Нет
Нет
Нет
Нет
цементного молока
Динамическое
Нет
Нет
Нет
Нет
расслоение
Следует отметить, что независимо от концентраций уровни качества являются сравнимыми, при
этом концентрации предпочтительно составляют менее 0,05% по весу для первого вещества и 0,5% или менее по весу для второго вещества. Таким образом, путем сочетания этих двух веществ можно получить самоукладывающийся бетон без наполнителя с уровнем качества, равным качеству самоукладывающегося бетона, который содержит наполнитель. Сравнительные примеры 8, 9 и 10.
В табл. 3 приведены другие сравнительные примеры, в которых были испытаны композиции, содержащие различные молекулы, путем модификации одного из двух веществ: вещества, которое повышает предел прочности при сдвиге, или вещества, которое повышает вязкость.
Таблица 3
Пример 3 (контрольный)
Пример 8 (сравнительный)
Пример 9 (сравнительный)
Пример 10 (сравнительный)
СЕМ II 32.5 R Цемент
300
376
376
376
Доступная вода
180
227
227
227
Наполнитель
192
Грануляты
1,654
1,654
1,654
1,654
Супер пластификатор
2.0%
1,0%
1,0%
1,0%
Улучшитель связности
0,05%
Первое вещество (повышающее предел прочности при сдвиге) ESACOL HS30 ESACOL MX 144 ESACOL HS 26
0,05%
0,02%
0,02%
Второе вещество (регулирующее вязкость) NATROSOL 250 GXR
NATROSOL 250 HHXR
0,05%
0,06%
0,045%
Доступная вода /Цемент
0,6
0,6
0,6
0,6
Объем теста
370 л
370 л
370 л
370 л
Растекание при ta
720 мм
610 мм
560 мм
680 мм
Время пребывания в желобе
4,5 с
2,8 с
12,5 с
2,3 с
Устойчивость при ситовом анализе
27%
35%
21%
38%
Выступание цементного молока
Нет
Нет
Нет
Динамическое расслоение
Нет
Нет
В случае присутствия только одного из веществ согласно изобретению уровни качества не указаны, в частности, применительно к динамическому расслоению, которое имеет место в сравнительных примерах 8 и 10, или применительно к времени пребывания в желобе в сравнительном примере 9.
Пример 11 (контрольный с использованием наполнителя) и пример 12
Был испытан портландцемент, отличающийся в основном своим классом прочности, а именно, цемент СЕМ II 45.5 R. Результаты представлены в табл. 4.
В таком цементе также применимо смешивание обоих веществ согласно изобретению. Полученные уровни качества соответствуют бетону, который содержит наполнитель (контрольный пример 11). Пример 13.
Приведенный в табл. 5 пример 13 иллюстрирует применение (этилен)поли(оксида) в качестве второго вещества, а именно, вещества, которое повышает вязкость. Это предпочтительно для таких бетонов и позволяет получать уровни качества, аналогичные контрольному примеру 3, а именно бетону с наполнителем.
Таким образом, из всех результатов следует, что за счет комбинированного применения первого вещества, которое повышает предел прочности при сдвиге, и второго вещества, которое повышает вязкость, при их очень низком относительном содержании в цементе достигается синергическое действие, что позволяет сделать полностью излишним присутствие наполнителя в самоукладывающемся бетоне.
Во всех этих результатах, механическая прочность на 28-й день, как и предполагалось, составила
порядка 28-30 МПа.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Композиция самоукладывающегося бетона, содержащая цемент, суперпластификатор, воду, гра-нуляты кремнистого или известково-кремнистого типа двух или более гранулометрических классов с Dmax < 20 мм и смесь изменяющих реологические свойства добавок, отличающаяся тем, что упомянутая смесь содержит сочетание
по меньшей мере, первого вещества, повышающего предел прочности при сдвиге бетона в текучем состоянии, которое выбрано из группы, включающей простой эфир природного полисахарида, простой гидроксиалкилгуаровый эфир, гидроксиэтилцеллюлозу или гидроксипропилгуар, и гидрофобно модифицировано путем введения гидрофобных боковых прививок, и,
по меньшей мере, второго регулирующего вязкость вещества, повышающего вязкость упомянутого бетона в текучем состоянии, которое выбрано из группы, включающей гидрофобно немодифицирован-ную гидроксиалкилцеллюлозу со степенью полимеризации от 500 до 4500 и вязкостью менее 50 Па-с в 2 вес.% водном растворе.
2. Композиция самоукладывающегося бетона по п.1, в которой прививки первого вещества представляют собой цепи С4-С30алкилов.
3. Композиция по любому из пп.1 или 2, содержащая до 1% первого вещества по весу цемента и до 5% второго вещества по весу цемента.
4. Композиция по п.3, содержащая до 0,1% первого вещества по весу цемента.
5. Композиция по п.3, содержащая до 2% второго вещества по весу цемента.
6. Самоукладывающийся бетон, содержащий композицию по любому из пп.1-5 и наполнитель в количестве 20% или менее по весу цемента.
7. Самоукладывающийся бетон по п.6, в котором содержание наполнителя составляет менее 10% по весу цемента.
8. Самоукладывающийся бетон по п.6, в котором содержание наполнителя составляет менее 5% по весу цемента.
9. Применение смеси, содержащей
по меньшей мере, первое вещество, повышающее предел прочности при сдвиге бетона в текучем состоянии, которое выбрано из группы, включающей простой эфир природного полисахарида, простой гидроксиалкилгуаровый эфир, гидроксиэтилцеллюлозу или гидроксипропилгуар, и гидрофобно модифицировано путем введения гидрофобных боковых прививок, и,
по меньшей мере, второе, регулирующее вязкость вещество, повышающее вязкость упомянутого бетона в текучем состоянии, которое выбрано из группы, включающей гидрофобно немодифицирован-ную гидроксиалкилцеллюлозу со степенью полимеризации от 500 до 4500 и вязкостью менее 50 Па-с в 2 вес.% водном растворе в качестве добавки в самоукладывающемся бетоне.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
020916
- 1 -
(19)
020916
- 1 -
(19)
020916
- 1 -
(19)
020916
- 2 -
(19)
020916
- 1 -
(19)
020916
- 4 -
020916
- 9 -
020916
- 9 -