Добавки для самоуплотняющегося бетона на основе поликарбоксилатов
В число энергосберегающих технологий строительного производства входит применение добавок вместо пропаривания форм и опалубок при изготовлении сборного железобетона и товарного бетона. Помимо экономии энергоресурсов, особенностью беспропарочной технологии является эффект ускорения твердения бетона. За 25-30 часов достигается требуемая (50-80%) прочность изделия перед распалубкой.
На сегодняшнем российском и белорусском рынке популярны такие эффективные ускорители и пластификаторы, как добавки «Хидетал-П». (В частности, добавка «Хидетал-П-6» позволяет, к тому же, заменить супердорогую СНВ, она же смола нейтрализованная воздухововлекающая, для дорожных бетонов и изделий.) Добавки «Хидетал-П» позволяют повысить морозостойкость бетона на 2-3 марки (200-350 циклов), повысить его водонепроницаемость на 2-3 марки (W 10-W16), сэкономить цемент (до 20%), повысить удобоукладываемость бетонной смеси, увеличить живучесть бетонной смеси (до 3 часов), а также избежать возникновения раковин и трещин в теле бетона. В добавки (за исключением «Хидетал-П-7») входят ингибиторы коррозии арматуры. Добавка «Хидетал-П-5» — суперпластификатор+ускоритель+ингибитор I группы. Дозировка составляет 0,5-0,6% массы цемента. Бетон достигает 60-80- процентной прочности на вторые сутки. «Хидетал-П-5» обеспечивает изменение подвижности бетонной смеси с П1 до П5, увеличивает морозостойкость до 300 циклов.
Добавка «Хидетал-П-6» применяется для бетонов с высокими требованиями по морозостойкости и водонепроницаемости в дорожном строительстве. Это пластификатор III группы, который обеспечивает изменение подвижности бетонной смеси с П1 до П3 без снижения прочности изделия, повышает морозостойкость с F150 до F300, водонепроницаемость — с W8 доW18. Дозировка составляет 0,2-0,4% массы цемента. Добавка вводится в бетонную смесь в сухом виде.
Добавка «Хидетал-П-7» — пластификатор+ускоритель III группы — позволяет сильно ускорить процесс твердения бетона. При температуре наружного воздуха +10оС и выше 80-процентная прочность достигается за 24 часа. Дозировка составляет 0,3-0,4% массы цемента. Морозостойкость — более 300 циклов. Водонепроницаемость повышается на 3-4 марки. Рабочий раствор при концентрации 10% не замерзает при температуре до -15°С. Все эти добавки прошли комплекс испытаний в лаборатории коррозии НИИЖБ (Москва) и имеют сертификаты Госстроя России.
В 2006 г. были разработаны комплексные добавки для бетонов на основе поликарбоксилатов «Хидетал-ГП-9 альфа, бета». В 2007 г. данные разработки были успешно протестированы не только в НИИЖБ, но и в Минске — научно-исследовательской лаборатории модифицированного бетона (НИЛ МБ) стройфака БНТУ. Сертификационные испытания завершились согласованием ТУ и выдачей технического свидетельства на добавку «Хидетал-ГП-9» марок «альфа» и «бета» соответственно для сборного железобетона и товарного бетона. К тому времени на рынке Беларуси уже присутствовало немало различного рода добавок — от пластификаторов и суперпластификаторов до замедлителей и ускорителей твердения бетонов. Тем не менее, необходимость разработки новых добавок была очевидной, и обуславливалось это и необходимостью производства самоуплотняющегося бетона, и необходимостью достижения сохраняемости подвижности бетонной смеси при транспортировке к месту укладки в течение более 3 часов, и необходимостью качественного улучшения структуры бетонной смеси по сравнению с уже достигнутыми параметрами. Кроме того, по причине отсутствия в СНГ производства добавок на основе поликарбоксилатов, за рубежом известных как гиперпластификаторы, приходилось импортировать эти добавки. По отношению ко всем добавкам для бетонов, разработанным на сегодняшний день в мире, добавки «Хидетал-ГП-9» на основе поликарбоксилатов являются добавками последнего поколения. В 30-е гг. появились добавки первого поколения — на основе лигносульфонатов. Их применение позволило снизить использование воды или цемента до 10%. Следующее десятилетие ознаменовано появлением добавок на основе глюконатов. Добавки второго поколения обеспечивали тот же эффект. Добавки же третьего поколения С-3 на основе нафталинов появились лишь в 70-е гг. Теперь снижающий показатель удалось удвоить. Следующее десятилетие и поколение — основа — меламины, тот же эффект. Пятое поколение добавок (на основе полиакрилатов, 90-е гг.) обеспечило 30-процентное снижение. Последнее же, шестое, появившееся в 2000 г., — это добавки на основе поликарбоксилатов, обеспечивающие 40-процентное снижение использования воды или цемента.
Несколько более подробно о результатах сводных испытаний добавок «Хидетал-ГП-9», проведенных разработчиками, НИИЖБ и заводами. Данный суперпластификатор соответствует требованиям DIN EN 934 2 и обладает максимальной подвижностью 27 см и расплывом конуса до 67 см. Норматив — повышение расплыва конуса на 16 см и более по сравнению с контрольным, введение же добавки позволяет увеличить повышение расплыва. Теперь оно составляет 24-32 см. Это позволяет изготавливать с помощью добавок «Хидетал-ГП-9» самоуплотняющийся бетон в условиях насыщения конструкций арматурой и фактически без применения вибраторов. Еще один фактор — длительная сохраняемость подвижности бетонной смеси, что особенно важно при перевозке бетона в условиях крупных городов и на дальние расстояния. Этот показатель удалось увеличить в 5-6 раз. Названные свойства позволяют широко использовать бетонную смесь с добавками «Хидетал-ГП-9» в монолитном домостроении, а именно производить высококачественную смесь в заводских условиях, доставлять ее без ухудшения свойств на объекты и подавать бетононасосами на любую высоту, что делает возможным высокая подвижность смеси. И, наконец, поскольку полученный бетон — самоуплотняющийся, укладывать его фактически без вибрации. При этом проектируется ли смесь с высокими показателями по водонепроницаемости и морозостойкости или же с не очень высокими, первый показатель бетона, изготовленного с добавлением «Хидетал-ГП-9», всегда будет не менее W16, второй — не менее F300, что повышает долговечность железобетонных конструкций и, соответственно, всего здания (сооружения).
А еще такой рост названных параметров (по сравнению с W6 и F100) устраняет необходимость принятия дополнительных мер по гидроизоляции бетона. Далее: применение в составе «Хидетал-ГП-9» поликарбоксилатов способствует снижению средней крупности пор и открытой интегральной пористости. То есть повышению плотности бетона, из чего и следуют свойства по водонепроницаемости и водостойкости, что, помимо прочего, и является важным условием повышения долговечности бетонов. Водоцементное отношение снижается с 0,52 до 0,3. Расход цемента — на 25%. При определенных условиях через 28 суток можно получить проектную прочность, на 30% превышающую марку контрольного состава (то есть на 4 марки). Коррозия арматуры абсолютно исключается — плотность тока при потенциале 300 милливольт не превышает 1,5 микроампер на квадратный сантиметр. То есть данная добавка не снижает устойчивости арматуры к коррозионному трещинообразованию. Полностью отсутствует растворо- и водоотделение бетонных смесей (Пр = 3,8 при норме не более 4,0, Пв = 0,0 при норме не более 0,8). Ни одна добавка не дает такого эффекта. Наконец, введение добавки в бетонную смесь не ведет к повышению воздухововлечения, а сопровождается повышением плотности бетона.
Сергей ЗОЛОТОВ
На сегодняшнем российском и белорусском рынке популярны такие эффективные ускорители и пластификаторы, как добавки «Хидетал-П». (В частности, добавка «Хидетал-П-6» позволяет, к тому же, заменить супердорогую СНВ, она же смола нейтрализованная воздухововлекающая, для дорожных бетонов и изделий.) Добавки «Хидетал-П» позволяют повысить морозостойкость бетона на 2-3 марки (200-350 циклов), повысить его водонепроницаемость на 2-3 марки (W 10-W16), сэкономить цемент (до 20%), повысить удобоукладываемость бетонной смеси, увеличить живучесть бетонной смеси (до 3 часов), а также избежать возникновения раковин и трещин в теле бетона. В добавки (за исключением «Хидетал-П-7») входят ингибиторы коррозии арматуры. Добавка «Хидетал-П-5» — суперпластификатор+ускоритель+ингибитор I группы. Дозировка составляет 0,5-0,6% массы цемента. Бетон достигает 60-80- процентной прочности на вторые сутки. «Хидетал-П-5» обеспечивает изменение подвижности бетонной смеси с П1 до П5, увеличивает морозостойкость до 300 циклов.
Добавка «Хидетал-П-6» применяется для бетонов с высокими требованиями по морозостойкости и водонепроницаемости в дорожном строительстве. Это пластификатор III группы, который обеспечивает изменение подвижности бетонной смеси с П1 до П3 без снижения прочности изделия, повышает морозостойкость с F150 до F300, водонепроницаемость — с W8 доW18. Дозировка составляет 0,2-0,4% массы цемента. Добавка вводится в бетонную смесь в сухом виде.
Добавка «Хидетал-П-7» — пластификатор+ускоритель III группы — позволяет сильно ускорить процесс твердения бетона. При температуре наружного воздуха +10оС и выше 80-процентная прочность достигается за 24 часа. Дозировка составляет 0,3-0,4% массы цемента. Морозостойкость — более 300 циклов. Водонепроницаемость повышается на 3-4 марки. Рабочий раствор при концентрации 10% не замерзает при температуре до -15°С. Все эти добавки прошли комплекс испытаний в лаборатории коррозии НИИЖБ (Москва) и имеют сертификаты Госстроя России.
В 2006 г. были разработаны комплексные добавки для бетонов на основе поликарбоксилатов «Хидетал-ГП-9 альфа, бета». В 2007 г. данные разработки были успешно протестированы не только в НИИЖБ, но и в Минске — научно-исследовательской лаборатории модифицированного бетона (НИЛ МБ) стройфака БНТУ. Сертификационные испытания завершились согласованием ТУ и выдачей технического свидетельства на добавку «Хидетал-ГП-9» марок «альфа» и «бета» соответственно для сборного железобетона и товарного бетона. К тому времени на рынке Беларуси уже присутствовало немало различного рода добавок — от пластификаторов и суперпластификаторов до замедлителей и ускорителей твердения бетонов. Тем не менее, необходимость разработки новых добавок была очевидной, и обуславливалось это и необходимостью производства самоуплотняющегося бетона, и необходимостью достижения сохраняемости подвижности бетонной смеси при транспортировке к месту укладки в течение более 3 часов, и необходимостью качественного улучшения структуры бетонной смеси по сравнению с уже достигнутыми параметрами. Кроме того, по причине отсутствия в СНГ производства добавок на основе поликарбоксилатов, за рубежом известных как гиперпластификаторы, приходилось импортировать эти добавки. По отношению ко всем добавкам для бетонов, разработанным на сегодняшний день в мире, добавки «Хидетал-ГП-9» на основе поликарбоксилатов являются добавками последнего поколения. В 30-е гг. появились добавки первого поколения — на основе лигносульфонатов. Их применение позволило снизить использование воды или цемента до 10%. Следующее десятилетие ознаменовано появлением добавок на основе глюконатов. Добавки второго поколения обеспечивали тот же эффект. Добавки же третьего поколения С-3 на основе нафталинов появились лишь в 70-е гг. Теперь снижающий показатель удалось удвоить. Следующее десятилетие и поколение — основа — меламины, тот же эффект. Пятое поколение добавок (на основе полиакрилатов, 90-е гг.) обеспечило 30-процентное снижение. Последнее же, шестое, появившееся в 2000 г., — это добавки на основе поликарбоксилатов, обеспечивающие 40-процентное снижение использования воды или цемента.
Несколько более подробно о результатах сводных испытаний добавок «Хидетал-ГП-9», проведенных разработчиками, НИИЖБ и заводами. Данный суперпластификатор соответствует требованиям DIN EN 934 2 и обладает максимальной подвижностью 27 см и расплывом конуса до 67 см. Норматив — повышение расплыва конуса на 16 см и более по сравнению с контрольным, введение же добавки позволяет увеличить повышение расплыва. Теперь оно составляет 24-32 см. Это позволяет изготавливать с помощью добавок «Хидетал-ГП-9» самоуплотняющийся бетон в условиях насыщения конструкций арматурой и фактически без применения вибраторов. Еще один фактор — длительная сохраняемость подвижности бетонной смеси, что особенно важно при перевозке бетона в условиях крупных городов и на дальние расстояния. Этот показатель удалось увеличить в 5-6 раз. Названные свойства позволяют широко использовать бетонную смесь с добавками «Хидетал-ГП-9» в монолитном домостроении, а именно производить высококачественную смесь в заводских условиях, доставлять ее без ухудшения свойств на объекты и подавать бетононасосами на любую высоту, что делает возможным высокая подвижность смеси. И, наконец, поскольку полученный бетон — самоуплотняющийся, укладывать его фактически без вибрации. При этом проектируется ли смесь с высокими показателями по водонепроницаемости и морозостойкости или же с не очень высокими, первый показатель бетона, изготовленного с добавлением «Хидетал-ГП-9», всегда будет не менее W16, второй — не менее F300, что повышает долговечность железобетонных конструкций и, соответственно, всего здания (сооружения).
А еще такой рост названных параметров (по сравнению с W6 и F100) устраняет необходимость принятия дополнительных мер по гидроизоляции бетона. Далее: применение в составе «Хидетал-ГП-9» поликарбоксилатов способствует снижению средней крупности пор и открытой интегральной пористости. То есть повышению плотности бетона, из чего и следуют свойства по водонепроницаемости и водостойкости, что, помимо прочего, и является важным условием повышения долговечности бетонов. Водоцементное отношение снижается с 0,52 до 0,3. Расход цемента — на 25%. При определенных условиях через 28 суток можно получить проектную прочность, на 30% превышающую марку контрольного состава (то есть на 4 марки). Коррозия арматуры абсолютно исключается — плотность тока при потенциале 300 милливольт не превышает 1,5 микроампер на квадратный сантиметр. То есть данная добавка не снижает устойчивости арматуры к коррозионному трещинообразованию. Полностью отсутствует растворо- и водоотделение бетонных смесей (Пр = 3,8 при норме не более 4,0, Пв = 0,0 при норме не более 0,8). Ни одна добавка не дает такого эффекта. Наконец, введение добавки в бетонную смесь не ведет к повышению воздухововлечения, а сопровождается повышением плотности бетона.
Сергей ЗОЛОТОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 12 за 2008 год в рубрике материалы и технологии
