Цитрат натрия добавка в бетон

Обновлено: 18.05.2024

Изобретение относится к составам проникающего действия, применяемым для нанесения на подвергающиеся воздействию воды поверхности бетона. Технический результат - повышение влагонепроницаемости, и морозостойкости. Состав для гидроизоляции пористых бетонных поверхностей состоит из цементно-песчаной смеси, углекислого натрия и лимонной кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%: углекислый натрий - 7-12; лимонная кислота - 3-6; портландцемент - 20-25; песок фракции до 600 мкм - остальное. 1 табл.

Формула изобретения

Состав для гидроизоляции пористых бетонных поверхностей, состоящий из портландцементно-песчаной смеси, углекислого натрия и лимонной кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углекислый натрий	7-12
лимонная кислота	3-6
портландцемент	20-25
песок фракции до 600 мкм	остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к материалам проникающего действия, применяемым для нанесения на подвергающиеся воздействию воды поверхности бетона, позволяющим повысить их влагонепроницаемость, и может найти применение в строительстве.

Известен состав добавки для бетонной смеси или поверхностной обработки бетона, включающий в мас.%: углекислый натрий (30,0-51,3), сернокислый натрий (20,5-40,0), хлористый натрий (0,4-0,5), азотнокислый натрий (14,5-27,7) и азотнокислый кальций (0,1-15,0) [патент RU №20524136, С04В 28/04. Состав добавки "Кальматрон" для бетонной смеси или поверхностной обработки бетона, 20.01.1996]. Для поверхностной обработки этот состав добавляется к цементно-песчаному раствору, содержащему негашеную известь. Недостатком такого состава является недостаточная глубина проникновения раствора в бетон (не более 15 см) и недостаточная степень влагонепроницаемости обработанного бетона.

Известен также герметик для пористых структур (взятый за прототип), включающий связанные функционально в одно целое три части в соотношении в мас.%: 77/0,42/остальное [патент RU №21498497, С04В 28/02. Герметик для пористых структур, 27.05.2000]. Первая часть состоит в мас.% из портландцемента ПЦ 500 до 40-60 и прокаленного кварцевого песка фракции менее 315 мкм - остальное. Вторая часть включает, мас.%: азотнокислый кальций - 14-16, сернокислый натрий - 34, углекислый натрий - 14-16, азотнокислый натрий - 22, известь негашеная - 5,5, метасиликат кальция - остальное. Третья часть - вода с показателем общей жесткости не более 6 мг-экв/л.

Повышение эксплуатационных характеристик достигается за счет введения в состав герметика метасиликата кальция (волластонита), основным достоинством которого является игольчатая форма частиц и щелочной рН. При взаимодействии с водой на поверхности кристаллов волластонита происходит гидролиз, связанный с вымыванием ионов кальция и образующийся силикагель защищает кристаллы от дальнейшего растворения. Структура волластонита представляет чередование тройных четырехгранников кварца, соединенных между собой через ион кальция. Именно благодаря такой структуре кристаллы волластонита приобретают игольчатую форму частиц и сохраняют эту игольчатую форму, что является его отличительной особенностью.

Из приведенных данных видно, что предлагаемый герметик имеет сложный многокомпонентный состав.

Задачей изобретения является разработка гидроизоляционного материала для поверхностной обработки бетона более простого по компонентному составу, но не уступающего прототипу по влагонепроницаемости и морозостойкости.

Для решения поставленной задачи предлагается состав для гидроизоляции пористых бетонных поверхностей, состоящий из портландцементно-песчаной смеси, углекислого натрия и лимонной кислоты при следующем соотношении компонетов, мас.%:

углекислый натрий - 7-12

лимонная кислота - 3-6

песок (фракции до 600 мкм) - остальное

При использовании заявленного состава создается щелочная среда, что способствует образованию хорошо растворимого цитрата натрия, а затем - цитратных комплексов с кальцием, алюминием и железом цементного клинкера. Растворимый цитрат натрия проникает глубоко в поры бетона, где в результате реакции с компонетами цементного клинкера образуется труднорастворимый цитрат кальция с игольчатой структурой, которая органически вписывается в структуру, образованную другими компонентами бетона. Это способствует уплотнению бетона, повышает влагонепроницаемость обработанной поверхности и ее морозостойкость.

Описания строительного состава, характеризующегося признаками, идентичными всем признакам заявляемого решения, в источниках информации не обнаружено. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию изобретения "новизна".

Предлагаемый гидроизоляционный состав содержит лимонную кислоту. Из уровня техники неизвестно использование лимонной кислоты в строительных составах. Известно использование в присадке для цемента и цементных смесей винной кислоты [патент AT №2149849, НКИ 80 е, 1. Присадка для цемента и цементных смесей, 10.01.1961]. В этом решении винная кислота в сочетании с углекислым натрием добавляется непосредственно в цементный раствор. В результате реакции винной кислоты с компонентами цемента образуется нерастворимый гидрофобный тартрат кальция, который обеспечивает кольматирующий эффект. Однако для тартрата кальция не характерна игольчатая структура, присущая цитрату кальция. Именно игольчатая структура цитрата кальция позволяет использовать предлагаемый состав в качестве гидроизоляционного состава проникающего действия для обработки бетонных поверхностей, тогда как вышеописанный состав с винной кислотой используется только в качестве присадки и добавляется непосредственно в цемент.

Методика обработки бетонной поверхности предлагаемым гидроизоляционным составом.

Перед нанесением гидроизоляционного состава обрабатываемую поверхность бетона очищают от штукатурки, грязи, нефтепродуктов, слабых шелушащихся слоев (цементного молочка) при помощи стальных щеток или любым механизированным способом. Поверхность промывают водопроводной водой до полного удаления остатков очистки. Перед нанесением гидроизоляционного состава поверхность необходимо тщательно смочить до полного насыщения водой. Она должна быть влажная, но не мокрая.

К предлагаемому составу при перемешивании добавляют водопроводную воду в соотношении в мас.ч. 5:2 и перемешивают до консистенции жидкого раствора. При регулярном перемешивании гидроизоляционный состав используют в течение 30 минут с начала замеса. Состав толщиной порядка 2 мм наносят жесткой кистью из синтетических волокон или шпателем на увлажненную поверхность бетона в один слой по горизонтальным и в два слоя по вертикальным и потолочным поверхностям. Второй слой наносят после того, как первый подсохнет, но не позднее, чем через 6 часов. Чтобы обеспечить достаточную глубину пропитки, обработанные таким образом бетонные поверхности, увлажняют в течение первых трех суток водой с помощью щеток или распылителя каждые 12 часов (при необходимости временные интервалы между увлажнениями уменьшаются).

Испытания проводили на образцах из бетонной смеси, включающей при соотношении, мас.%:

песок (фракции до 600 мкм) - 1,8

затворенные водой в соотношении В/Ц 2:1

Из смеси изготавливали контрольные образцы диаметром 150 мм и высотой 30 мм. На 50% образцов из бетонной смеси наносился гидроизоляционный материал. Состав наносили жесткой кистью из синтетических волокон в один слой толщиной 2 мм на увлажненную торцевую часть образца. 50% образцов оставались как контрольные, без покрытия.

Сравнительные испытания образцов, покрытых гидроизоляционным составом, с контрольными (непокрытыми) проводили на влагонепроницаемость в соответствии с ГОСТ 12730.5-84 (по мокрому пятну) и на морозостойкость по ГОСТ 10060-87.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Сравнение результатов испытаний с данными по прототипу показали, что предложенный гидроизоляционный состав превышает показатели по влагонепроницаемости обработанной им бетонной поверхности и не уступает по морозостойкости.

Современные тенденции развития стройиндустрии последних лет определяются возрастанием требований к эффективному, экономному и рациональному использованию материально-энергетических ресурсов. В первую очередь это касается основ капитального строительства - изготовления монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций.

Использование специальных добавок является определяющим фактором в решении этого вопроса при производстве бетоно-растворных смесей. Специалисты прогнозируют возрастание доли бетонов с добавками до половины от общего объема. Основными добавками будут пластификаторы, как по отдельности, так и в сочетании с противоморозными, гидрофобизирующими, стабилизирующими, повышающими плотность бетона, регулирующими скорость твердения и другими.

Назначение пластификаторов для бетона

Использование пластификаторов позволяет:

получить высокоподвижные бетонные смеси, укладываемые без вибратора;
понизить содержание воды бетона;
изменить время застывания;
увеличить прочность бетона;
экономить цемент до 20%;
существенно увеличить сроки твердения;

Бетонные пластификаторы: причины их применения.

В экономическом плане пластификаторы для бетона оказывают положительное влияние на:

сокращение времени и интенсивности вибрации вплоть до отказа от вибрации;
сокращение времени на формирование изделия или конструкции;
сокращается время высыхания;
экономия электроэнергии;
снижение трудозатрат;
улучшение поверхности изделий;
улучшение условий труда, снижение уровня шума и вибрации;
увеличение производительности труда.

Пластификатор используется в бетоне для подачи его по напорным трубам, для создания высокопрочных конструкций на рядовых цементах, для создания густоармированных конструкций, для создания массовых типовых железобетонных изделий. Особое значение имеет пластификатор как замедлитель схватывания бетона верхового слоя, когда происходит возведение монолитных бетонных и железобетонных конструкций.

Цитрат натрия – замедлитель схватывания бетона

Пластификаторы по своей сути являются веществами, обладающими поверхностно-активными свойствами, увеличивающими подвижность бетонной смеси. Добавки-пластификаторы осаждаются на зернах цемента и адсорбируются на них, создавая при этом эффект отталкивания. При этом количество воды уменьшается, а технические характеристики улучшаются. Однако структурообразование и отвердение бетона замедляется.

Пластификаторы, как замедлители схватывания имеют большое значение в практическом применении. Замедлитель схватывания бетона необходим при транспортировании, при подаче по трубопроводу растворной станцией, при монолитной укладке бетона в летнее время, при циклической заливке бетона, при технологических перерывах.

Замедлители затвердения создаются на основе органических веществ - мелассы, молочной сыворотки и как комплексы неорганических веществ - соли, щелочи, смолы.

Цитрат натрия как пластификатор бетона

Одной из составляющих в пластификаторах, используемых в нашей стране является цитрат натрия. История использования цитрата натрия восходит к далекому 1914 году, когда он был использован в качестве антикоагулянта крови, останавливая ее свертываемость за счет адсорбации на ионах кальция, отвечающего за свертываемость. Спустя более полувека был использован цитрат натрия для бетона. Его способность к адсорбации позволяет использовать отечественные добавки-пластификаторы. Цена на импортные добавки выше, к тому же российские пластификаторы-замедлители адаптированы к нашим цементам, а качество сопоставимо.

Цитрат натрия можно узнать по коду Е331. Такая пищевая добавка имеет структуру мелкого кристалловидного порошка белого цвета. Многие встревожены нынешней ситуацией некачественного изготовления продуктов. Покупатели в последнее время все чаще стали смотреть состав продуктов, поскольку проконтролировать добросовестность всех производителей государство не успевает. Часто возникает вопрос: вреден ли цитрат натрия? В этом необходимо разобраться.

Свойства цитрата натрия

Е331 отлично хранится. В воде добавка растворяется хорошо, а в спирте – слабо. Получить цитрат натрия можно из лимонной кислоты, если нейтрализовать ее едким натром.

Цитрат натрия (Е331) в продуктах питания

В пищевой отрасли цитрат натрия является многофункциональной добавкой. Ее используют и как консервант, и как стабилизатор, а в некоторых случаях – для усиления вкуса.
Рассмотрим его свойства на конкретных примерах:

в газированных напитках цитрат натрия выполняет функцию усилителя вкуса, который придает насыщенный цитрусовый вкусовой «оттенок» напитку. Е331 также используют в энергетических напитках в тех же целях;
как регулятор кислотности, цитрат натрия широко используется в йогуртах, а также в разных сладостях: в мармеладе, суфле или желе;
в редких случаях Е331 добавляют в готовое блюдо. В этом случае цитрат натрия выполняет функцию приправы;
в молочные и кисломолочные продукты Е331 добавляют в процессе стерилизации (продолжительная тепловая обработка). Также пищевую добавку вводят в состав детских смесей.

Вред VS Полезность

Е331 – это официально разрешенная добавка не только в России, а и в Европе. На вопрос вреден ли цитрат натрия, можно ответить так: в умеренных количествах эта добавка абсолютно безопасна для здоровья. Учитывая такое распространение этой добавки в продуктах питания (даже детских), ее можно считать даже полезной. Не зафиксировано ни одно случая отравления этим препаратом, а значит, он не токсичен.

Другие сферы использования цитрата натрия

Е331 также применяют в сфере медицины. Оно используется для изготовления препаратов, которые быстро растворяются (часто от простуды растворимые таблетки). Также цитрат натрия добавляют в донорскую кровь для увеличения срока ее хранения.

Чтобы и вы получили такой ошеломительный эффект, покупайте кондитерские ингредиенты по промокоду BLOG со скидкой в 10%, который распространяется на все заказы до 15 кг! И до встреч в новых статьях!

Люди, у меня истерика!
Моему директору рассказали сказку, а он меня теперь пытает "поди туда, не знаю куда, принеси то, не знаю что".
Предистория:
перевозчики бетона принесли ему (директору) новость, как галки на хвосте:
грузились у нашего самого злостного конкурента, после загрузки им в бочку засыпали какой то белый порошок (!), разгружали бетон спустя 6 (!) часов после загрузки, и якобы, не добавляли воды, а опалубку на том объекте снимают через через 10-12 ч.
Я, ничтоже сумнящееся, считаю, что чудес не бывает и никак не могу решить задачу - подобрать этот пресловутный порошок (добавку), который бы сохранял максимально долго подвижность смеси в миксере, и позволял бы максимально быстро твердеть бетону в конструкции.

Если белый порошок, то возможно это НТФ (НИТРИЛОТРИМЕТИЛФОСФОНОВАЯ КИСЛОТА) :roll:
НТФ является замедлителем сроков схватывания бетонных смесей. Выпускается в виде белого кристаллического порошка и соответствует ТУ 2439-347-05763441-2001 «Нитрилотриметилфосфоновая кислота. Технические условия».
Особое значение имеет эффект замедления схватывания при строительстве крупных объектов из монолитного бетона, где снижение тепловыделений в процессе гидратации уменьшает внутренние деформации. Кроме того, применение добавки НТФ замедляет процесс гидратации, в результате чего образуется большое количество сцепленных между собой длинных волокон гидросиликатов кальция, что и обеспечивает большую прочность бетона.
Область применения:
производство монолитного бетона в условиях сухого жаркого климата; возведение массивных монолитных конструкций; приготовление бетонных смесей, транспортируемых на большие расстояния.
Техническая эффективность:
сохраняемость подвижности до 6 часов при средней температуре 20 °С;
пластифицирующие действие.
Отличительная особенность:
добавка НТФ эффективна для всех видов цемента, в том числе для высокоалюминатных;
не вызывает коррозии арматуры.
Экономические показатели:
невысокая стоимость добавки по сравнению с аналогами.
Рекомендуемые дозировки:
0,02…0,15% от массы цемента.
Доставка: в картонных навивных барабанах вместимостью 50 дм3.

При большом объеме работ неизбежно возникает проблема, связанная с быстрым застыванием состава. Стыки участков, залитых ранее и покрытых свежим раствором (рабочие швы), являются слабым местом готовой конструкции, требуют трудоемкой обработки, иначе невозможно забетонировать надежно. Идеальный вариант — когда смесь заливают непрерывно или с небольшими интервалами, чтобы она не успевала застыть. Для этого добавляют специальные компоненты. Принцип их действия заключается в снижении скорости соединения цемента с водой (гидратации и гидролиза).

Преимущества и недостатки применения добавок

снижение затрат времени и энергии на вибрирование;
сохранение удобоукладываемости;
возможность бетонирования при температуре воздуха до +30°C за счет увеличения срока сохранения подвижности;
получение высокоподвижной смеси;
снижение расхода цемента;
исключение расслаиваемости;
снижение усадки;
повышение прочности;
улучшение поверхности готовой конструкции;
более комфортные условия работы за счет уменьшения шума от вибрации.

К недостаткам относят непредсказуемость влияния этих компонентов на характеристики. Рекомендуется определить экспериментально на небольшой порции прочность и другие свойства раствора после внесения добавки.

Виды замедлителей схватывания и твердения бетона

1. Химические добавки.

Первый тип — состоящие из одного компонента. Обычно они продаются в форме порошка:

Нитрилотриметиленфосфоновая кислота (НТФ). Средство не вызывает окисления арматуры. НТФ пригодна для всех видов цемента, но при превышении рекомендуемой дозы возможно понижение марки прочности. Добавка является одновременно пластификатором. Это вещество вносят в количестве 0,02—0,15 % от массы цемента.
Глюконат натрия. Продается в форме порошка, хорошо растворимого в воде. Вещество полностью разлагается естественным путем, обладает водоудерживающими, пластифицирующими свойствами. Засыпают в количестве 0,05—0,25 %.
Цитрат натрия. Добавление к бетонному раствору позволяет: уменьшить время вибрации или вовсе обойтись без нее, понизить расход цемента на 20 %.

2. Готовые составы из нескольких компонентов.

Их производят и продают в готовом виде (порошке или растворе) компании, специализирующиеся на изготовлении и поставках строительной химии:

SikaPlast 520 N. Его основа — уникальный полимер, разработанный производителем Sika. Вносят в количестве 0,2—1,5 % от массы цемента.
Замедлитель (поставщик компания Промснаб из Кемерово). Не содержит компонентов, вызывающих коррозию арматуры. Уменьшает скорость схватывания в 2—8 раз (зависит от дозировки), несовместим с противоморозными добавками.
Линамикс (компания Полипласт). Это целая серия на основе различных химических компонентов.
FREM LINAS 200 жидкий. Замедляет схватывание, повышает подвижность бетона до П3.

Готовые составы можно купить в мешках, бочках, бутылях или канистрах.

3. Отходы пищевого производства.

Более безопасными средствами для снижения скорости схватывания являются некоторые виды отходов пищевой промышленности:

Молочная сыворотка. Жидкость, получаемая при изготовлении творога или сыра. Ее состав: сывороточные белки, лактоза, молочный жир. Обладает сильным замедляющим действием при добавлении прямо в бетонную смесь, одновременно является пластификатором. Дозировка: 1,5—3 % от массы цемента.
Кормовая сахарная патока. Это густая темная вязкая жидкость, отход сахарного производства. Патока заменяет пластификатор, она непригодна для применения при изготовлении конструкций из сборного железобетона. Рекомендуемая дозировка: 0,05—0,3 % от массы цемента.

Помимо патоки или сыворотки применяют костный клей и крахмал.

Для технологии «мытый бетон»

Для создания декоративных рельефных элементов применяют методику «чистый бетон». Суть заключается в изменении скорости твердения разных слоев. Для этого на лицевую сторону конструкции наносят специальный замедлитель. Через некоторое время, не дожидаясь схватывания верхнего пласта, мощной струей воды вымывают незастывший цемент.

На 30-40 % оголяются частицы наполнителя, находящиеся на поверхности. В результате получается имитация отделки из натурального камня.

Для выполнения работ по этой технологии используют специальные средства — жидкие или гели-замедлители:

Цена средства для снижения скорости затвердевания смеси для бетонирования зависит от его типа, расфасовки, объема партии.

Читайте также: