Способ определения оптимальной дозировки химической добавки в бетоне с древесным заполнителем

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ ДОЗИРОВКИ ХИМИЧЕСКОЙ ДОБАВКИ В БЕТОНЕ С ДРЕВЕСНЫМ ЗАПОЛНИТЕЛЕМ(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Авторы Ягубкин Александр Николаевич Бозылев Василий Васильевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(56) ГОСТ 30459-96. Добавки для бетонов. Методы определения эффективности. БОЗЫЛЕВ В.В. и др. Перспективы развития новых технологий в строительстве и подготовке инженерных кадров Республики Беларусь. Сборник трудовмеждународного научно-методического семинара. - Брест, 2009. - С. 4648. ИЗОТОВ В.С. и др. Химические добавки для модификации бетона. - М. Палеотип, 2006. - С. 14-16.96116506 , 1998.(57) Способ определения оптимальной дозировки химической добавки в бетоне с древесным заполнителем, при котором готовят отфильтрованный раствор древесного заполнителя, для чего усредненную пробу заполнителя заливают водой в соотношении 14, кипятят в течение 30-60 мин, доливают воду до первоначального веса, охлаждают до комнатной температуры и фильтруют, готовят контрольный состав, содержащий следующие компоненты, мас.цемент 60-80 отфильтрованный раствор древесного заполнителя 10-20 вода остальное,и основные составы, содержащие вышеуказанные компоненты в аналогичном количестве и химическую добавку в количестве от 0,1 до 10,0 мас. , при этом компоненты вводят в следующей последовательности вода, химическая добавка, цемент и отфильтрованный раствор древесного заполнителя, изготавливают образцы из контрольного состава и основных составов размером 202020 мм, осуществляют их термовлажностную обработку, испытывают на прочность и определяют оптимальную дозировку химической добавки путем сравнения прочности образца контрольного состава и образцов основных составов. Изобретение относится к области строительства, в частности к способу определения оптимальных дозировок химических добавок в бетоне. 16528 1 2012.12.30 Для определения оптимальных дозировок химических добавок в бетоне с древесным заполнителем известны следующие способы определение вредных веществ, находящихся в древесном заполнителе 1-3, и подбор добавок, нейтрализующих эти вещества 4. Способ реализуется следующим образом химическими методами определяются вредные для цемента вещества, находящиеся в древесном заполнителе, оптимальная дозировка добавки определяется теоретически с последующей проверкой прямым методом в бетоне введение в состав цемента, наряду с исследуемой добавкой, веществ, вредно влияющих на цемент, например глюкозы 5. Все вышеперечисленные способы достаточно трудоемки и продолжительны, а также не учитывают комплексный характер вредного влияния различных видов соединений,входящих в состав древесного заполнителя. Наиболее близким к заявляемому способу является способ определения оптимальных дозировок химических добавок прямым методом - непосредственно в бетоне 6, включающий подбор контрольного состава бетона, приготовление основного состава с исследуемой добавкой и термовлажностную его обработку, последующее определение эффективности химической добавки путем выбора ее оптимальной дозировки на основе сравнения показателей контрольного и основного составов. При этом в качестве контрольного и основного составов принимают бетонные смеси. Однако известный способ имеет следующие недостатки большой расход материалов из-за необходимости изготовления образцов кубов размерами 150150150 мм, длительный период времени для изготовления образцов, т.к. возникает необходимость тщательного их уплотнения. Кроме того, в известном способе не учитывается комплексный характер вредного влияния различных видов соединений, входящих в состав древесного заполнителя. Задачей предлагаемого способа является уменьшение трудоемкости, материалоемкости и сокращение времени в способе определения оптимальных дозировок химических добавок в бетоне с древесным заполнителем. Поставленная задача достигается тем, что способ определения оптимальной дозировки химической добавки в бетоне с древесным заполнителем включает приготовление отфильтрованного раствора древесного заполнителя, для чего усредненную пробу заполнителя заливают водой в соотношении 14, кипятят в течение 30-60 мин, доливают воду до первоначального веса, охлаждают до комнатной температуры и фильтруют. Затем готовят контрольный состав, содержащий следующие компоненты, мас.цемент 60-80 отфильтрованный раствор древесного заполнителя 10-20 вода остальное,и основные составы, содержащие вышеуказанные компоненты в аналогичном количестве и химическую добавку в количестве от 0,1 до 10,0 мас. . При этом компоненты вводят в следующей последовательности вода, химическая добавка, цемент и отфильтрованный раствор древесного заполнителя. Далее изготавливают образцы из контрольного и основных составов размером 202020 мм, осуществляют их термовлажностную обработку,испытывают на прочность и определяют оптимальную дозировку химической добавки путем сравнения прочности образца контрольного состава и образцов основных составов. Отличительными признаками заявляемого способа являются наличие необходимых исходных веществ, без которых способ невыполним, а именно цементное тесто, а не бетонная смесьналичие операций и режимов его получения с использованием отфильтрованного раствора использование образцов иных размеров - 202020 мм. 16528 1 2012.12.30 Использование цементного теста вместо бетонной смеси позволяет снизить материалоемкость в осуществлении способа. При этом введение отфильтрованного раствора позволит отказаться от крупного заполнителя, который предполагает изготовление опытных образцов больших размеров. Заявляемый размер образцов 202020 мм вместо 150150150 мм позволит снизить материалоемкость, трудоемкость процесса оценки при сохранении достоверности показаний. Предлагаемый способ определения оптимальной дозировки химической добавки в бетоне с древесным заполнителем реализован следующим образом. На первом этапе определено оптимальное соотношение древесного заполнителя и воды,обеспечивающее максимальный выход в раствор водорастворимых соединений (табл. 1). Таблица 1 Соотношение древесного заполнителя и воды при кипячении для получения отфильтрованного раствора 11 12 14 18 116 Количество сухого остатка после 4 2 1 0,5 0,25 выпаривания 10 г пробы,Прочность контрольного соста 15 25 40 80 95 ва,Прочность основного состава,45 65 100 100 100- за 100 принята прочность состава без отфильтрованного раствора. Из табл. 1 следует, что соотношение 14 является оптимальным соотношением, при котором выделяется максимальное количество экстрактивных веществ. Увеличение соотношения приводит к низкой чувствительности заявляемого способа. На втором этапе определено оптимальное время кипячения древесного заполнителя при соотношении 14, обеспечивающее максимальный выход водорастворимых соединений, для получения отфильтрованного раствора (табл. 2). Таблица 2 Время кипячения, мин 5 10 15 20 30 40 50 60 Количество веществ после выпаривания 0 20 35 50 60 100 100 100 10 г пробы, мг Из табл. 2 следует, что 40 мин является минимальным временем кипячения, при котором выделяется максимальное количество экстрактивных веществ. По заявляемому способу была определена оптимальная дозировка следующих добавок хлористый кальций, жидкое стекло, медный купорос. В качестве показателя была выбрана прочность, которую определяли по ГОСТ 7. Для приготовления контрольного и основного составов получали отфильтрованный раствор. Для этого брали пробу древесного заполнителя по 1 массой 500 г и заливали ее 2 л воды в соотношении 14. Далее проводили кипячение раствора в течение 40 мин. После чего доливали воду до первоначального веса, т.е. до 2,5 кг, и остужали до температуры 20 С. Затем изготавливали образцы с использованием специальных форм с размерами образцов 202020 мм. После чего их подвергали термовлажностной обработке в пропарочной камере марки ПРТЭ-2 А. Состав цементного теста, режимы термовлажностной обработки и результаты испытаний приведены в табл. 3. 16528 1 2012.12.30 Таблица 3 Расход материалов для приготовления цементного теста Время Режим ПрочФиль со- Вид до- кипяВреДобавТВО ность,трованстава бавки чения Цемент, ка,масмя, ч Вода,МПа ный щепы кг сы л раствор,цемента л 140 0,4 0,057 0,057 10650 26 24 контр. 250 0,4 0,057 0,057 10650 23 24 контр. 360 0,4 0,057 0,057 10650 19 24 контр. 430 0,4 0,057 0,057 10650 28 24 контр. 5 2 60 0,5 4 0,140 0,016 10650 41 24 6 2 60 0,4 4 0,100 0,119 10660 41,6 24 7 2 60 0,6 4 0,075 0,003 10660 40,6 24 8 2 60 0,4 3 0,057 0,057 10650 38,6 24 9 2 60 0,4 4 0,057 0,057 10650 42,4 24 10 2 60 0,4 5 0,057 0,057 10650 42,4 24 11 жс 60 0,4 2 0,057 0,057 10640 31,1 24 12 жс 60 0,4 3 0,057 0,057 10640 37,3 24 13 жс 60 0,4 4 0,057 0,057 10640 37,3 24 14 4 60 0,4 0,2 0,057 0,057 10660 24,9 24 15 4 60 0,4 0,3 0,057 0,057 10660 32,8 24 16 4 60 0,4 0,4 0,057 0,057 10660 32,8 24 Примечание- жидкое стекло- скорость подъема температуры, С/ч- время изотермического прогрева, ч- температура изотермического прогрева, С. Из табл. 3 следует, что оптимальной дозировкой добавки хлористого кальция будет 4 от массы цемента (состав 9). Оптимальной дозировкой добавки жидкого стекла будет 3 от массы цемента (состав 12). Оптимальной дозировкой добавки медного купороса будет 0,3 от массы цемента (состав 15). Для сравнения и оценки результатов определения оптимальной дозировки добавки по заявляемому способу были проведены сравнительные испытания прочности образцов с добавками, размером 150150150 мм из арболита (графа 4) и цементного камня размером 202020 мм с добавками и отфильтрованным раствором (графа 3) - приведены в табл. 4. Определение оптимальной дозировки химических добавок для образцов размером 150150150 мм из арболита осуществлялось на основе ГОСТ 6, 7. Время реализации способа определения оптимальной дозировки добавки для арболитовых образцов составляет 72 ч. 16528 1 2012.12.30 Таблица 4 Прочность (прирост Прочность (прирост Расход добавки,прочности) по заявляепрочности) арболита,от массы цемента мому способу,МпаМПа 3,0 30,6 (0) 2,83 (0) Хлористый кальций 4,0 37,5 (22,55) 4,1 (44,88) 5,0 37,5 (22,55)4,1 (44,88) 2,0 19,2 (0) 2,23 (0) Жидкое стекло 3,0 22,4 (16,67) 2,98 (33,63) 4,0 20,4 (6,25) 2,51 (12,56) 0,2 24,3 (0) 1,32 (0) Медный купорос 0,3 26,9 (10,7) 1,61 (21,97) 0,4 25,6 (5,35) 1,46 (10,61)- образцы из цементного камня изготавливались по заявляемому способу.- состав арболита на 1 м 3 цемент - 350 кг, древесный заполнитель - 200 кг, вода 365 л. Из табл. 4 следует, что для всех испытанных добавок определенная прямым методом оптимальная дозировка путем испытания арболитовых образцов совпала с найденными значениями оптимальных дозировок добавок, полученными по заявляемому способу на цементных кубиках с добавками и отфильтрованным раствором. Вывод данный способ позволяет сократить время определения оптимальной дозировки химической добавки в бетоне с древесным заполнителем с 72 до 24 ч снизить материалоемкость и трудоемкость. Наименование добавки Источники информации 1. Арболит и изделия из него. Общие технические условия. ГОСТ 19222-84. 2. Арболит / Под ред. Г.А.Бужевича. - М. Изд-во литер. по строительству, 1968. С. 244. 3. Викулов В.В., Иванова А.Ф., Ситников Г.М. Новый критерий оценки качества органического заполнителя для производства арболита на цементном вяжущем. Пути совершенствования производства и применения стройматериалов в сельском стр-ве Тез. докл. всесоюзн. совещ. - Красково, 20-21 окт. 1982 г./Госуд. всесоюзн. научно-иссл. ин-т стр. мат-лов и констр. им. П.П.Будникова. - М., 1982. - С. 85-87. 4. Наназашвили И.Х. Строительные материалы из древесно-цементной композиции. 2 е изд., перераб. и доп. - Л. Стройиздат, 1990. - С. 415. 5. Брянская государственная инженерно-технологическая академия Электронный ресурс/Руденко Б.Д. Добавка для цементно-древесных композиций. Режим доступа//.-/2006/2006/ Дата доступа 19.11.2009. 6. Добавки для бетонов. Методы определения эффективности. ГОСТ 30459-96. 7. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. ГОСТ 10180-90. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5