Добавки для бетона — залог долговечности

После изобретения портландцемента в Англии и создания во Франции композитного материала — железобетона — началось его широкое применение в самых разнообразных областях строительства. В настоящее время железобетон применяется даже в машиностроении (базовые детали станков и агрегатов) и судостроении (доки, плавучие причалы). Он активно вытесняет сталь из мостостроения и высотного строительства. Однако настоящая революция в технологии бетона произошла, когда широкое распространение получили химические добавки-модификаторы (буквально: изменители свойств).

Одно время в российской практике в качестве добавок применялись в основном вещества, разработанные для использования в других отраслях промышленности. Фактически первой добавкой, выпускаемой для применения специально в бетоне, был суперпластификатор
С-3.

Следует отметить, что добавки в технологии бетона — это средство, а не самоцель. Основную задачу бетоноведения как науки можно определить как разработку методов проектирования составов бетона для обеспечения надежных эксплуатационных свойств материала в готовом сооружении с учетом различных технологических требований на стадии производства работ.
Особой необходимости в применении новых технологий в 60-70-х годах не было, так как почти 90% всего бетона выпускалось тогда с прочностью до 30 МПа (И22,5), что можно получить на "классических" (цемент, песок, щебень, вода) бетонах с использованием цементов общестроительного назначения и заполнителей, отвечающих требованиям ГОСТов. В "классическом" составе бетона прочность обеспечивалась расходом цемента, водоцементным отношением и рационально подобранным соотношением заполнителей.

В последние 10-15 лет подходы к разработке и назначению составов тяжелого бетона изменились. Экономия цемента в производстве отошла на второй план.
Сейчас главное — обеспечить заданные строительно-технические характеристики. В настоящее время при разработке составов бетона класса В25 и выше получили распространение многокомпонентные составы бетона, где, кроме цемента и заполнителей, в бетонную смесь вводят различные активные минеральные химические добавки типа пластификаторов, ускорителей твердения, воздухововлекающих и др.
Соответствие бетона особым требованиям по долговечности, водонепроницаемости и морозостойкости может быть получено благодаря использованию широкой гаммы различных добавок — модификаторов.

В заводской технологии особенно эффективно применение ускорителей твердения бетона совместно с различными пластификаторами, что в перспективе дает возможность снизить время тепловой обработки изделий и конструкций или полностью отказаться от нее.
В настоящее время за рубежом появились сообщения о разработке модифицированных бетонов нового поколения — так называемых бетонов на активном тонкодисперсном заполнителе.
В лабораторных условиях получена прочность такого бетона на сжатие до 800 МПа.
В связи с развитием монолитного строительства и повышением требований к качеству товарного бетона появилась необходимость новых технологических решений, так как использование только быстротвердеющих цементов было недостаточно для обеспечения классов бетона по прочности В30-В50.

В наши дни в проектах на здания и сооружения из монолитного бетона, особенно в Москве, все чаще применяются бетоны класса прочности до В45, для которых, помимо прочности, необходимо обеспечить и другие параметры, в том числе:
— высокую подвижность бетонной смеси и ее сохраняемость во времени;
— при ведении работ зимой — обеспечение набора необходимой прочности;
— регулирование температуры твердения бетона (снижение влияния экзотермии для массивных конструкций), а также в зависимости от условий эксплуатации — морозостойкость и водонепроницаемость.
В зависимости от предъявляемых требований и условий производства для этого необходимо:
— применять цементы определенного химико-минералогического состава и удельной поверхности, а также добавки-модификаторы и минеральные добавки, обеспечивающие определенную скорость твердения и позволяющие при традиционных приемах приготовления бетонной смеси и режимах твердения получать заданную начальную прочность;
— использовать добавки-модификаторы многофункционального назначения, увеличивающие сохраняемость свойств бетонных смесей;
— применять низко- и среднеалюминатные цементы, модификаторы водопонижающего и при необходимости воздухововлекающего или газообразующего действия для обеспечения требуемой морозостойкости;
— регулировать расход цемента, водоцементное отношение, введение модификаторов водопонижающего действия для выполнения требований по водонепроницаемости и т.д.

Как видно из перечисленного, роль химических добавок исключительно велика для достижения необходимых показателей качества бетона.
Весьма важно учитывать соотношение требований российских и международных стандартов в области бетонов и добавок.
Изготовителям бетонов следует покупать только те добавки, которые соответствуют требованиям действующих стандартов — местных или международных — по тем свойствам, которые нужны для получения бетона заданного качества. Но, строго говоря, все добавки необходимо проверять в производственных условиях на реальных цементах и заполнителях.

Сейчас на рынке добавок действует довольно много фирм. Из российских компаний — "Полимод", "Биотех-М", "Мастер-бетон", "Полипласт", "Досма", "Бенотех-М", "СКТ-стандарт". Из зарубежных — "Грейс", "МАК", "Мапей", "Сика", "Баушими" и др. В Европе вот уже 20 лет существует специальная федерация изготовителей добавок в бетон EFCA, члены которой контролируют 80% европейского рынка добавок.

Подготовил Вячеслав ГИЛЕВИЧ