все записи



Дата: 29.02.2008
«Вестник строительного комплекса» № 52
Рубрика: ***

Химические добавки для бетона


Возможности бетона в наши дни в значительной мере зависят от различных специальных добавок, используемых при его производстве. Применение добавок является одним из эффективных способов регулирования реологических и физико-механических свойств бетона. На сегодняшний день широкое распространение получили новые эффективные модификаторы, активные минеральные добавки и наполнители. 

 

Использование добавок позволяет не только создать и освоить производство новых видов бетона, но и значительно расширить номенклатуру применяемых в строительстве материалов: от суперлегких теплоизоляционных (с объемной массой менее 100 кг/м) до высокопрочных конструкционных (с прочностью на сжатие свыше 200 МПа).

Наиболее полно современные технологии проявились в создании и производстве высокотехнологичных бетонов. Под этим термином объединены многокомпонентные бетоны с высокими эксплуатационными свойствами, прочностью, долговечностью, адсорбционной способностью, надежными защитными свойствами по отношению к стальной арматуре и иными полезными свойствами.

Зарубежный опыт показывает, что более 70% всего объема бетона укладывается с применением химических добавок. Несмотря на некоторое удорожание стоимости бетона, применение добавок экономически оправдано из-за улучшения ряда технологических параметров и повышения эксплуатационных свойств.

Как отметил в своем докладе на международной конференции по бетонным технологиям ICCX ST. Petersburg- 2007 доктор Франк Дем, MFPA Leipzig GmbH (Университет Лейпцига), добавки вводятся в бетон с целью воздействия на химические и физические свойства свежего и затвердевшего бетона в соответствии с технологическими и механическими требованиями. Так как они используются, как правило, в очень небольших количествах, ими можно пренебречь при объемных расчетах материала. Исключение представляют воздухововлекающие добавки или пластифицирующие добавки, прежде всего, в случае с самоуплотняющимся, высокопрочным или сверхвысокопрочным бетоном. Эффективность добавок, а также их безопасность с точки зрения коррозии бетона и  арматуры должны быть подтверждены в ходе первичных испытаний, которые учитывают условия работы на стройплощадке.

В своем докладе Франк Дем также подчеркнул, что количество вводимых добавок по германским стандартам (DIN 1045-2/DIN EN 206-1) не может превышать 50 г/кг цемента. При использовании нескольких добавок общим объемом до 60 г/кг цемента не требуется дополнительных разрешений. При большем количестве добавок требуется подтверждение того, что это не скажется отрицательно на механических характеристиках и долговечности бетона. Для высокопрочных бетонов по германским стандартам количество пластификаторов или суперпластификаторов не может превышать 70 г/кг или 70 мл/кг цемента. При использовании нескольких добавок для высокопрочного бетона общее количество добавок ограничено 80 г/кг или 80 мл/кг цемента. Бетоны с очень пластичной или текучей консистенцией, как правило, производятся с использованием суперпластификаторов.

При возведении гидротехнических сооружений, в дорожном строительстве, при рассредоточенном и отдаленном строительстве объектов нередко возникает необходимость продолжительной транспортировки и укладки бетонной смеси. 

При этом особенно остро стоят проблемы доставки бетонных смесей при сохранении в полном объеме их качественных характеристик, а также использования возможностей бетононасосной техники для эффективной укладки бетона. Для изготовления качественных монолитных конструкций и достижения удобоперекачиваемости бетонных смесей важны такие характеристики, как расслаиваемость, водоотделение и водоудерживающая способность, которые обеспечивают качество бетонной поверхности и способность к оборачиваемости опалубки. Улучшить эти характеристики позволяет использование  гидроизолирующих добавок, которые увеличивают водонепроницаемость бетона, а также обеспечивают пластичность раствора без добавления избыточного количества воды, что в конечном итоге увеличивает прочность бетона.

Суперпластификаторы применяются, как правило,  в случаях, когда необходимо замедлить процесс схватывания бетона, например, при перевозке готового бетона на большие расстояния, при укладке бетона в жаркую погоду (во избежание образования холодных швов), а также с целью увеличения срока пригодности бетона. Суперпластификаторы при добавлении в готовую смесь «разжижают» бетон, увеличивая его растекаемость без добавления лишней воды, а также стабилизируют процесс гидратации цемента, тем самым повышая характеристики бетонной смеси, способствуют самоуплотнению бетона, препятствуют расслоению и образованию цементного молочка, значительно улучшают перекачиваемость бетона насосами. Добавки этого типа  уменьшают усадку бетона во время схватывания, предотвращают  образование трещин и смещение бетонных элементов относительно друг друга. Применение суперпластификаторов позволяет уменьшить капиллярное водопоглощение бетона, повысить его водонепроницаемость при воздействии воды под давлением, препятствует карбонизации бетона. 

Большое практическое значение имеет ускорение твердения бетона как в естественных условиях, так и при тепловой обработке. Это способствует сокращению производственных затрат и повышению производительности труда.

Необходимость введения в состав цементных смесей ускорителей схватывания и твердения чаще всего возникает для интенсификации  процесса твердения смесей,  в т.ч. используемых при низких и отрицательных температурах; при производстве смесей, предназначенных для ремонтных и восстановительных работ; для специальных работ: торкрет-масс, набрызг-растворов, инъекционных составов, для ускорения оборачиваемости форм при производстве изделий, для активации бетонной смеси при транспортировке бетона на дальние расстояния.

Производство монолитных работ в зимний период при отрицательных  температурах существенным образом влияет на качество и темпы строительства.

Уже при температуре окружающего воздуха +5°С бетонные смеси резко снижают набор прочности. Процесс протекания реакции гидратации замедляется, а при температуре ниже 0°С химически несвязанная вода превращается в лед. Как следствие в бетоне возникают напряжения, разрушающие его структуру, и бетон не может набрать проектной прочности.

Необходимый температурный режим твердения бетона создают различными приемами: подогревом бетона в процессе приготовления, выдерживанием в утепленных опалубках (метод термоса), внесением в бетон противоморозных химических добавок, снижающих температуру замерзания, тепловым воздействием на свежеуложенный бетон греющих опалубок, электродным прогревом, а так же инфракрасными источниками тепла.

В любом случае выбор технологии и материала определяется с учетом условий бетонирования, вида конструкций, особенностей используемых бетонов и экономической эффективности.

 Участникам строительного рынка мы задали вопрос: какие типы добавок наиболее эффективны и  востребованы рынком?

 

Михаил Валентинович Поленов, технический директор ООО «БалтМонолитСтрой»:

«Если оценивать ситуацию в целом, то на мой взгляд, на рынке наиболее востребованы химические добавки, позволяющие изготавливать высокопрочные бетоны марки В1000 на основе цемента
М 500 Д 0, применяемые в высотном строительстве. Безусловно,  соответствие бетонной конструкции проектной прочности во многом определяется  точностью дозировки, а также правильностью подбора цемента и инертных наполнителей. Ведущие производители товарного бетона имеют собственные аккредитованные лаборатории, осуществляющие входной контроль качества материалов, а также контроль каждой партии изготовленной продукции. Современные химические добавки способны улучшить качество бетона, а также сократить количество цемента в смеси. 

С внедрением новых технологий и ужесточением требований к качеству строительства особую актуальность приобрел  высокомарочный нагрузостойкий бетон, устойчивый к агрессивным воздействиям окружающей среды. Однако, бетон высокой плотности характеризуется и высокой жесткостью, его практически невозможно подать через бетононасос. Применение поликарбоксилатных добавок (GLENIUM) позволяет получить высокомарочный подвижный бетон, который легко укладывается, быстро набирает проектную прочность, успешно противостоит расслоению и не образует трещины в процессе твердения.

Очевидно, что уже сегодня наиболее востребованы бетоны улучшенного качества, поэтому рынок химических добавок для бетонов, позволяющих придать этому материалу пластичность, удобоукладываемость и прочность, будет активно развиваться».

 

Генеральный директор ООО «Гидромон» Татьяна Анатольевна Иванова:

«В современном строительстве при сооружении фундаментов, очистных сооружений, тоннелей и др. активно применяются добавки PLASTIPROOF, предназначенные   для любого типа строительных конструкций, в том числе несущих. Суперпластификаторы ADIUM 110, ADIUM 130, ADIUM 150 на основе поликарбоксилатных эфиров, специально разработаны для новейшей технологии модифицирования бетонов. Они незаменимы, когда необходимо придать бетону высокую удобоукладываемость, поддержание усадки конуса, высокую прочность и долговечность. Такие добавки по своим параметрам значительно превосходят  существующие суперпластификаторы, так как обеспечивают более значительное снижение количества воды затворения   - до 30 % или долговременное сохранение прекрасной текучести бетона при низкой дозировке добавки.  При добавлении в готовую смесь они «разжижают» бетон, увеличивая его растекаемость до 63 см (жидкий бетон) без добавления лишней воды, стабилизируют процесс гидратации цемента, тем самым, повышая характеристики бетонной смеси. Однако, когда выяснилось, к примеру, что применение хлорида кальция, несмотря на множество поучаемых полезных свойств,  привело к ускорению коррозии арматуры в бетоне, пришлось срочно искать равнозначную замену этой добавке, но уже не содержащей хлоридов. Теперь именно такая добавка востребована рынком.

Для интенсификации твердения смесей,  в т.ч. используемых при низких и отрицательных температурах, используются  ускорители схватывания и твердения сухих смесей. Они изготавливаются  на основе портландцемента и чаще всего представляют собой неорганические соли, соли органических кислот или продукты на их основе. Перечень солей - ускорителей схватывания включает многие соединения: K2CO3, Na2SO4, NaAlO2, NaF, Na2O•nSiO2•mH2O, Ca(NO3)2. В качестве ускорителя схватывания используют также формиаты натрия и кальция, щавелевую кислоту, технические продукты, содержащие алюминаты кальция, оксиды и гидроксиды алюминия. Поскольку в ряде случаев применение ускорителей схватывания приводит к некоторой потере конечной прочности изделий, выбор ускорителя схватывания является ответственным решением.

В завершение отмечу, что компания «ГидроМон» является официальным представителем по России и странам СНГ  самой крупной Компании – производителя  НИТРАТА КАЛЬЦИЯ , NITCAL (« YARA NORGE», Норвегия). Используя NITCAL,  вы имеете возможность получить прочность и качество, необходимое на строительных площадках, вне зависимости от  погодных условий и времени года, а  также ускорить рабочий процесс и сократить расходы».

 

Директор по качеству ОАО «Объединение 45»  Игорь Николаевич Рыжов: 

«На сегодняшний день, добавки – самый эффективный способ  моделирования структуры и регулирования свойств товарного бетона. При производстве высокопрочных бетонов без них не обойтись. Современная тенденция в строительстве – применение более пластичных бетонорастворных смесей. Высокая пластичность достигается путем введения в состав смеси пластифицирующих добавок. Они снижают водоцементное отношение и повышают прочность при высокой удобоукладываемости. «Объединение 45» работает со всеми видами добавок от  пластификаторов до добавок на основе поликарбоксилатов. Выбор добавки зависит от  требований заказчика к характеристикам товарного бетона. Сохранение подвижности бетона на время необходимое для транспортировки обеспечивается добавкой замедляющей схватывание. Приведу самый показательный пример из нашего опыта. Мы поставляли бетон на строительство  навигационных  створных знаков в Финском заливе.  Для реализации этого проекта «Объединение 45» выпустило новый вид бетона. Он способен сохранять подвижность более 6 часов и предназначен для доставки без применения бетоносмесительного оборудования на дальние расстояния. Подбор состава бетона производился совместно c институтом им. Веденеева. Согласно проекту, бетонирование фундаментной части навигационных знаков проходило в акватории залива на расстоянии 7 км от берега, куда бетон доставляли на барже непрерывно в течение 3-х дней на каждый знак. Заказчик работ – ФГУП «Росморпорт». Главный подрядчик и разработчик проекта –  ЗАО «ГТ Морстрой».

Подобные проекты очень редки в связи со сложностью их реализации. Так, створных знаков, расположенных в открытом море, всего около 10 в России.

Мы приступили к выпуску нового состава строительного раствора, срок начала схватывания которого достигает 6 часов. Новый состав имеет значимые преимущества перед обычным раствором. Во-первых, нет необходимости делать в течение дня две поставки  раствора. Смесь, поставленная на стройку с утра, сохранит свои свойства до вечера. Во-вторых, за 6 часов  строители успевают  выработать весь объем поставленного раствора».  

 

Главный технолог ООО «СЗНК-Бетон» Алексей Альбертович Лукконен:

«Сегодня Санкт-Петербург − крупный центр инвестирования на Северо-Западе России. Сейчас в нашем городе реализуются десятки сложных и ответственных строительных проектов, назначение которых весьма различно и каждый имеет свою специфику: это гидротехнические сооружения, высотные здания, промышленные комплексы, объекты дорожной инфраструктуры и другие. Несомненно, это выдвигает дополнительные требования к производству строительных материалов и их совершенствованию, это целиком относится и к традиционному бетону. Поэтому сегодня невозможно представить бетонное производство без применения добавок.

Наибольшее распространение получили пластификаторы, улучшающие подвижность бетонной смеси без увеличения водосодержания, а снижение расхода воды без ухудшения удобоукладываемости бетонных смесей позволяет улучшить такие свойства, как прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и др.

Особенности зимнего бетонирования требуют введения противоморозных добавок. Именно использование эффективных противоморозных добавок позволяет при отрицательных температурах проводить работы без ущерба качеству бетонных смесей.

Суперпластификаторы начали применять в производстве бетона еще в начале 1970-х годов. Благодаря им оказалось возможным улучшить свойства бетона без увеличения расхода цемента, получать бетоны из литых смесей с осадкой конуса более 20 смпри умеренном водосодержании, высокопрочные бетоны на обычных портландцементах и заполнителях, обладающие низкой проницаемостью, высокой коррозионной стойкостью и т.д.

Мы не стоим на месте и сегодня поставляем заказчикам бетонные смеси с применением суперпластификаторов последнего поколения, на основе поликарбоксилатов.

В настоящее время Дирекция по технологиям и инновациям ООО «СЗНК-Бетон» большое внимание уделяет самоуплотняющимся, литым и высокопрочным бетонам. Это новые, очень перспективные направления. И, могу сказать, что инновационная продукция в настоящий момент вызывает все больший интерес строителей».

 

Начальник ОТК и ЛИ завода «ЖБИ-6» Людмила Салеховна Гейдарова:

«Наиболее востребованы на рынке суперпластифицирующие добавки для бетона, ускорители твердения, противоморозные добавки.

Эффективность применения определяется, прежде всего, качеством самих добавок, их  воздействием на химико-минералогический и вещественный состав цемента. Большое значение имеет также правильность подбора оптимального количества добавок при их вводе в состав бетонной смеси. Кроме того, следует учитывать воздействия добавок на подвижность бетона при транспортировке на дальние расстояния.  

Очевидно, что каждый отечественный производитель в меру своих возможностей предпринимает попытку улучшить свойства добавок, сделать их многофункциональными.

Следует отметить, что при применении  добавок для создания экономически эффективных рецептур, необходимо осуществлять определение прочностных характеристик бетона не только в возрасте 28 суток, но и 3 месяцев, 6 месяцев и 1 года для изучения их строительно-технологических характеристик».


Полная или частичная перепечатка материалов - только с письменного разрешения редакции!


«« назад