Разработки БГТУ для защиты и твердения бетона
Сообщение, сделанное д.т.н., профессором, зав. кафедрой химических технологий вяжущих материалов БГТУ Михаилом Кузьменковым в рамках научно- технического семинара «Химические добавки в бетоны. Энергосберегающие технологии».
В подготовке данного сообщения, которое состояло из двух тем, приняла участие к.т.н., ассистент кафедры химических технологий вяжущих материалов БГТУ Оксана Хотянович. Вот мысль, которую Михаил Кузьменков озвучил по ходу своего выступления: в Европе химдобавками занялись с 1946 г., и сегодня постсоветские страны расплачиваются за допущенное промедление (и за то, что к данной теме не были в полном объеме привлечены все научные силы СССР), часто покупая нужное по очень высокой цене.
Отечественный пропиточный состав Сифтом для первичной и вторичной защиты бетона
В 2001 г. на состоявшемся в НИИСМ научно-практическом семинаре технический директор одной из московских фирм заявил, что специалистами данной фирмы полным ходом ведутся работы по защите как в России, так и в Беларуси различных бетонных и железобетонных конструкций — от взлетно- посадочных полос до различных зданий и технологических сооружений — с использованием пропиточного состава Burke-O-Lith производства США. Специалисты БГТУ поставили перед собой задачу разработать отечественный аналог этого пропиточного состава.
Такой продукт ими разработан на основе гексафторсиликата магния. Сырьем для его производства служит гексафторкремниевая кислота, которая в качестве побочного продукта образуется на Гомельском химическом заводе. Специалистами БГТУ была разработана технология получения пропиточного состава из гексафторкремниевой кислоты, и Гомельский химзавод освоил эту технологию. На получаемый продукт имеются техусловия, завод на протяжении последних лет производил опытные партии этого продукта, а в настоящее время, готовясь к производству продукта в промышленном масштабе, собирает заявки от потребителей. В ходе испытаний в течение контрольного времени водонасыщение пропитанных образцов было меньшим, чем контрольных образцов, которые не подвергались пропитке. Это свидетельствует о том, что поры бетона под воздействием гексафторсиликата магния закупориваются, что сказывается на всасывающей способности бетона. Пропитка проникла на глубину примерно 1 см и обеспечивала повышение прочности еще до замораживания. После замораживания прочность еще больше возросла, в то время как контрольный образец свою прочность потерял. В основе этого эффекта лежит реакция взаимодействия гексафторсиликата магния с гидроксидом кальция, который всегда присутствует в порах бетона, то есть MgSiF6+2Ca(OH)2, в результате чего образуются нерастворимые соли — фторид магния и фторид кальция, а также двуокись кремния (MdF2+2CaF2+SiО2), связывающая свободную известь, выделяющуюся в ходе твердения бетона. Далее эта реакция продолжается с участием карбоната кальция, образующегося (особенно в поверхностном слое) вследствие карбонизации гидроксида кальция — опять-таки, с образованием нерастворимых солей, которые концентрируются в основном в тонких порах бетона. Результаты испытаний показали равноценность свойств разработанного материала и американского продукта Burke-O-Lith, рекламирование которого на вышеупомянутом семинаре 2001 г. и дало толчок работам специалистов БГТУ. Пора сказать, что Гомельский химзавод производит разработанный ими материал под названием «Сифтом».
На втором этапе работы была поставлена задача обеспечить объемную пропитку — должна быть обеспечена технологичность пропитывания таких конструкций, как, например, мостовые. Нужно было обеспечить первичную защиту бетона путем введения добавки непосредственно в бетоносмеситель. Это удалось не сразу, хотя было известно, что одна из французских фирм успешно решает подобную задачу, вводя в состав бетона флюат. Для выяснения природы негативного явления пришлось индивидуально синтезировать ряд клинкерных минералов (C3S, C2S, C3A, C4AF) и определить, как каждый из этих минералов откликается на пропитывание бетонной смеси в ее объеме тем пропиточным составом (флюатом), работа над которым велась. Стало ясно, что в первую очередь теряет свою вяжущую потенцию основной клинкерный минерал — алит. Удалось сформулировать гипотезу, объясняющую разупрочняющее действие разрабатываемого флюата при введении его в объем. Идея сводилась к тому, чтобы ввести в состав бетона ускоритель твердения с тем, чтобы последний предотвратил негативное влияние гексафторсиликата магния. На поверхности клинкерного минерала (того же алита) вследствие гидролиза образуется гидроксид кальция. Далее гексафторсиликат магния вступает во взаимодействие с образующимся гидроксидом кальция, и таким образом на поверхности частицы алита образуется пленка, которая препятствует проникновению воды вглубь частицы. В результате атака, коей можно уподобить гидролиз, захлебывается.
Действие всех ускорителей твердения бетона состоит в том, что тепловыделение при введении ускорителей твердения увеличивается. Дело в том, что за счет химических добавок увеличивается поверхность взаимодействия между клинкерными минералами и водой, и, таким образом, вследствие того, что скорость гидратации возрастает, и количество выделяющейся в единицу времени теплоты больше. Поэтому химдобавка должна была выполнить миссию диспергатора клинкерных минералов с тем, чтобы дать им возможность прореагировать в большем объеме. Сначала в БГТУ работали с известными (карбонат, нитрит калия) ускорителями. За счет введения ускорителя нужный эффект достигался — флюат начинал работать и в объеме. Можно говорить о том, что флюатирующая добавка может использоваться не только для поверхностного упрочнения уже готовых изделий. (Подобная поверхностная обработка бетонных фасадов и поверхностей различных объектов, выполняемая специалистами США в разных странах мира, обеспечивает владельцам этих объектов существенную экономию эксплуатационных расходов, связанных, например, с содержанием тех же взлетно-посадочных полос). Сегодня же можно, вводя добавку в бетоносмеситель, использовать ее по всему объему конструкции. Михаил Кузьменков продемонстрировал сводную таблицу затрат в долларах США на обработку 1 м2 поверхности составами различных производителей, присутствующими сегодня на белорусском рынке. По этому параметру отечественный пропиточный состав «Сифтом» уверенно лидирует. Годовой объем производства этого продукта, который может обеспечивать Гомельский химзавод, исчисляется тысячами тонн. Пропиточный состав на основе гексафторсиликата магния уже доведен до законченного технического решения — на него есть и технические условия, и вся необходимая документация. Тестирование осуществила аккредитованная лаборатория БелдорНИИ, каковой институт принял активное участие и в разработке состава. Испытывался «Сифтом» и в НИИЖБ, где также была подтверждена параметральная близость его к Burke-O-Lith.
Новый ускоритель твердения бетона
Новый отечественный ускоритель твердения бетона представляет собой отход производства. Цена данного продукта минимальная (меньше быть уже не может), и все желающие потребители могут начать работать с ним, как только будет завершена работа над техническими условиями. К их услугам будут десятки тысяч тонн ускорителя. Исследования в лабораторных условиях показали, что эта добавка обеспечивает весьма значительный прирост прочности в ранние сроки. В трехсуточном — почти вдвое, к марочному возрасту бетона разница становится несколько меньшей. Это бесхлоридная добавка. Более того, в ее состав входит добавка, которая обеспечивает пассивирующий (с точки зрения ингибирующего воздействия на арматуру) эффект. Добавка водорастворима, причем растворимость ее весьма высока. Исходное состояние — твердое (удобно перевозить и хранить, причем время хранения не ограничено). Заинтригованная аудитория начала в один голос добиваться от профессора Кузьменкова названия нового ускорителя. Президиум ее поддержал было, но Михаил Иванович дал понять, что, когда будут техусловия, тогда и название продукта перестанет быть военной тайной.
Сергей ЗОЛОТОВ
В подготовке данного сообщения, которое состояло из двух тем, приняла участие к.т.н., ассистент кафедры химических технологий вяжущих материалов БГТУ Оксана Хотянович. Вот мысль, которую Михаил Кузьменков озвучил по ходу своего выступления: в Европе химдобавками занялись с 1946 г., и сегодня постсоветские страны расплачиваются за допущенное промедление (и за то, что к данной теме не были в полном объеме привлечены все научные силы СССР), часто покупая нужное по очень высокой цене.
Отечественный пропиточный состав Сифтом для первичной и вторичной защиты бетона
В 2001 г. на состоявшемся в НИИСМ научно-практическом семинаре технический директор одной из московских фирм заявил, что специалистами данной фирмы полным ходом ведутся работы по защите как в России, так и в Беларуси различных бетонных и железобетонных конструкций — от взлетно- посадочных полос до различных зданий и технологических сооружений — с использованием пропиточного состава Burke-O-Lith производства США. Специалисты БГТУ поставили перед собой задачу разработать отечественный аналог этого пропиточного состава.
Такой продукт ими разработан на основе гексафторсиликата магния. Сырьем для его производства служит гексафторкремниевая кислота, которая в качестве побочного продукта образуется на Гомельском химическом заводе. Специалистами БГТУ была разработана технология получения пропиточного состава из гексафторкремниевой кислоты, и Гомельский химзавод освоил эту технологию. На получаемый продукт имеются техусловия, завод на протяжении последних лет производил опытные партии этого продукта, а в настоящее время, готовясь к производству продукта в промышленном масштабе, собирает заявки от потребителей. В ходе испытаний в течение контрольного времени водонасыщение пропитанных образцов было меньшим, чем контрольных образцов, которые не подвергались пропитке. Это свидетельствует о том, что поры бетона под воздействием гексафторсиликата магния закупориваются, что сказывается на всасывающей способности бетона. Пропитка проникла на глубину примерно 1 см и обеспечивала повышение прочности еще до замораживания. После замораживания прочность еще больше возросла, в то время как контрольный образец свою прочность потерял. В основе этого эффекта лежит реакция взаимодействия гексафторсиликата магния с гидроксидом кальция, который всегда присутствует в порах бетона, то есть MgSiF6+2Ca(OH)2, в результате чего образуются нерастворимые соли — фторид магния и фторид кальция, а также двуокись кремния (MdF2+2CaF2+SiО2), связывающая свободную известь, выделяющуюся в ходе твердения бетона. Далее эта реакция продолжается с участием карбоната кальция, образующегося (особенно в поверхностном слое) вследствие карбонизации гидроксида кальция — опять-таки, с образованием нерастворимых солей, которые концентрируются в основном в тонких порах бетона. Результаты испытаний показали равноценность свойств разработанного материала и американского продукта Burke-O-Lith, рекламирование которого на вышеупомянутом семинаре 2001 г. и дало толчок работам специалистов БГТУ. Пора сказать, что Гомельский химзавод производит разработанный ими материал под названием «Сифтом».
На втором этапе работы была поставлена задача обеспечить объемную пропитку — должна быть обеспечена технологичность пропитывания таких конструкций, как, например, мостовые. Нужно было обеспечить первичную защиту бетона путем введения добавки непосредственно в бетоносмеситель. Это удалось не сразу, хотя было известно, что одна из французских фирм успешно решает подобную задачу, вводя в состав бетона флюат. Для выяснения природы негативного явления пришлось индивидуально синтезировать ряд клинкерных минералов (C3S, C2S, C3A, C4AF) и определить, как каждый из этих минералов откликается на пропитывание бетонной смеси в ее объеме тем пропиточным составом (флюатом), работа над которым велась. Стало ясно, что в первую очередь теряет свою вяжущую потенцию основной клинкерный минерал — алит. Удалось сформулировать гипотезу, объясняющую разупрочняющее действие разрабатываемого флюата при введении его в объем. Идея сводилась к тому, чтобы ввести в состав бетона ускоритель твердения с тем, чтобы последний предотвратил негативное влияние гексафторсиликата магния. На поверхности клинкерного минерала (того же алита) вследствие гидролиза образуется гидроксид кальция. Далее гексафторсиликат магния вступает во взаимодействие с образующимся гидроксидом кальция, и таким образом на поверхности частицы алита образуется пленка, которая препятствует проникновению воды вглубь частицы. В результате атака, коей можно уподобить гидролиз, захлебывается.
Действие всех ускорителей твердения бетона состоит в том, что тепловыделение при введении ускорителей твердения увеличивается. Дело в том, что за счет химических добавок увеличивается поверхность взаимодействия между клинкерными минералами и водой, и, таким образом, вследствие того, что скорость гидратации возрастает, и количество выделяющейся в единицу времени теплоты больше. Поэтому химдобавка должна была выполнить миссию диспергатора клинкерных минералов с тем, чтобы дать им возможность прореагировать в большем объеме. Сначала в БГТУ работали с известными (карбонат, нитрит калия) ускорителями. За счет введения ускорителя нужный эффект достигался — флюат начинал работать и в объеме. Можно говорить о том, что флюатирующая добавка может использоваться не только для поверхностного упрочнения уже готовых изделий. (Подобная поверхностная обработка бетонных фасадов и поверхностей различных объектов, выполняемая специалистами США в разных странах мира, обеспечивает владельцам этих объектов существенную экономию эксплуатационных расходов, связанных, например, с содержанием тех же взлетно-посадочных полос). Сегодня же можно, вводя добавку в бетоносмеситель, использовать ее по всему объему конструкции. Михаил Кузьменков продемонстрировал сводную таблицу затрат в долларах США на обработку 1 м2 поверхности составами различных производителей, присутствующими сегодня на белорусском рынке. По этому параметру отечественный пропиточный состав «Сифтом» уверенно лидирует. Годовой объем производства этого продукта, который может обеспечивать Гомельский химзавод, исчисляется тысячами тонн. Пропиточный состав на основе гексафторсиликата магния уже доведен до законченного технического решения — на него есть и технические условия, и вся необходимая документация. Тестирование осуществила аккредитованная лаборатория БелдорНИИ, каковой институт принял активное участие и в разработке состава. Испытывался «Сифтом» и в НИИЖБ, где также была подтверждена параметральная близость его к Burke-O-Lith.
Новый ускоритель твердения бетона
Новый отечественный ускоритель твердения бетона представляет собой отход производства. Цена данного продукта минимальная (меньше быть уже не может), и все желающие потребители могут начать работать с ним, как только будет завершена работа над техническими условиями. К их услугам будут десятки тысяч тонн ускорителя. Исследования в лабораторных условиях показали, что эта добавка обеспечивает весьма значительный прирост прочности в ранние сроки. В трехсуточном — почти вдвое, к марочному возрасту бетона разница становится несколько меньшей. Это бесхлоридная добавка. Более того, в ее состав входит добавка, которая обеспечивает пассивирующий (с точки зрения ингибирующего воздействия на арматуру) эффект. Добавка водорастворима, причем растворимость ее весьма высока. Исходное состояние — твердое (удобно перевозить и хранить, причем время хранения не ограничено). Заинтригованная аудитория начала в один голос добиваться от профессора Кузьменкова названия нового ускорителя. Президиум ее поддержал было, но Михаил Иванович дал понять, что, когда будут техусловия, тогда и название продукта перестанет быть военной тайной.
Сергей ЗОЛОТОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 24 за 2008 год в рубрике материалы и технологии
