Суперпластификатор СПАС для бетонных смесей
Сообщение, сделанное доцентом кафедры строительного производства Полоцкого государственного университета, кандидатом технических наук Александром Шведовым на научно-техническом семинаре «Химические добавки в бетоны. Энергосберегающие технологии».
Сегодня производителями всей номенклатуры применяемых добавок являются не более 20 ведущих фирм мира. С другой стороны, если говорить обо всем используемом при мировом производстве добавок сырье (меланин, нафталин, формалин), то как раз вот эти 20 фирм и используют это сырье. Это означает, что по своим параметрам в большинстве случаев предложения этих производителей незначительно отличаются друг от друга, и основным рыночным фактором оказывается стоимость добавок. На сегодняшний день в Беларуси нет ни меланина, ни нафталина, ни формалина. Поэтому белорусские производители должны ориентироваться на местное сырье. В течение ряда лет в Полоцком государственном университете ведутся разработки технологии получения добавок из местного сырья.
Была разработана технология получения добавки СНПИ, каковая технология была внедрена в АО «Нафтан», но широкого применения не нашла. В настоящее время ученые ПГУ вернулись к синтезу добавок из отечественного сырья. 1 т серной кислоты, которая сегодня производится АО «Нафтан», стоит всего Br96 тыс. Стоимость фракции С10+, также используемой при работе по презентуемой технологии, в пределах Br1 млн. При этом есть возможность получения 3 т С10+ в час (данная фракция является одним из наиболее распространенных в мире компонентов для производства поверхностноактивных веществ). Белорусские мощности производства С10+ загружены на 85-90%, откуда следует, что никаких проблем с получением этой составляющей возникать не может. Вся технология построена на абсолютно несложном процессе — сульфировании (соединение H2SO4 и С10+). Для дальнейшей полимеризации продукта в процесс вводятся ароматические углеводороды (которые также сульфируются). Это гораздо менее дефицитный, чем фракция С10+, продукт. Сульфирование — это то же, что осуществляется при получении добавки С-3, когда сульфируется нафталин. Но нафталин сульфируется в течение 12 часов, в данном же случае все происходит быстрее — на сульфирование С10+ и ароматических углеводородов, вместе взятых, требуется всего 2,5 часа. Далее при участии гидроокиси щелочного металла достаточно оперативно осуществляется нейтрализация, в процессе которой и получается готовый продукт — соли полимерсульфованных ароматических сульфатов (СПАС — кстати, такова же и аббревиатура самой технологии — сульфирование полимеризованных ароматических сульфокислот).
Для сравнения эффективности действия суперпластификаторов С-3 и СПАС были выполнены эксперименты по определению влияния содержания суперпластификатора на коэффициент нормальной густоты цементного теста. В исследованиях использовался кричевский портландцемент ПЦ 400-Д20. Характеристикой пластифицирующей способности модификаторов, предложенной профессором Николаем Блещиком, является коэффициент пластификации, определяемый по формуле Кпл = 1-(Кплнг/Кнг), где Кнг, Кплнг — коэффициенты нормальной густоты соответственно немодифицированного и модифицированного цементного теста. Анализ полученных данных показывает, что при увеличении дозировки добавок коэффициент нормальной густоты немодифицированного цементного теста снижается, то есть требуется меньшее количество воды затворения для получения требуемой консистенции. При этом суперпластификатор С-33 при дозировке 0,7% массы цемента обеспечивает уменьшение количества воды затворения на 11,4%, а суперпластификатор СПАС при дозировке 1,1-1,4% массы цемента — на 14-14,6%. Участвовал в этих исследованиях и поликарбоксилатный суперпластификатор.
При дозировках этого компонента 0,2-0,4% от массы цемента можно добиться уменьшения количества воды затворения на 16-20% по сравнению с бездобавочным цементным составом. Следовательно, по своей водоредуцирующей способности разработанный учеными ПГУ суперпластификатор занимает промежуточное положение между широкоиспользуемым С-3 и перспективным на данный момент суперпластификатором на поликарбоксилатной основе. При этом сырьевая база только ОАО «Полимир» в несколько раз превосходит потребность строителей Беларуси в данном продукте. Сегодня есть перспективы недорогого получения СПАС, помимо названного предприятия, на предприятиях Борисова, Смоленска и Нижнего Новгорода.
Сегодня производителями всей номенклатуры применяемых добавок являются не более 20 ведущих фирм мира. С другой стороны, если говорить обо всем используемом при мировом производстве добавок сырье (меланин, нафталин, формалин), то как раз вот эти 20 фирм и используют это сырье. Это означает, что по своим параметрам в большинстве случаев предложения этих производителей незначительно отличаются друг от друга, и основным рыночным фактором оказывается стоимость добавок. На сегодняшний день в Беларуси нет ни меланина, ни нафталина, ни формалина. Поэтому белорусские производители должны ориентироваться на местное сырье. В течение ряда лет в Полоцком государственном университете ведутся разработки технологии получения добавок из местного сырья.
Была разработана технология получения добавки СНПИ, каковая технология была внедрена в АО «Нафтан», но широкого применения не нашла. В настоящее время ученые ПГУ вернулись к синтезу добавок из отечественного сырья. 1 т серной кислоты, которая сегодня производится АО «Нафтан», стоит всего Br96 тыс. Стоимость фракции С10+, также используемой при работе по презентуемой технологии, в пределах Br1 млн. При этом есть возможность получения 3 т С10+ в час (данная фракция является одним из наиболее распространенных в мире компонентов для производства поверхностноактивных веществ). Белорусские мощности производства С10+ загружены на 85-90%, откуда следует, что никаких проблем с получением этой составляющей возникать не может. Вся технология построена на абсолютно несложном процессе — сульфировании (соединение H2SO4 и С10+). Для дальнейшей полимеризации продукта в процесс вводятся ароматические углеводороды (которые также сульфируются). Это гораздо менее дефицитный, чем фракция С10+, продукт. Сульфирование — это то же, что осуществляется при получении добавки С-3, когда сульфируется нафталин. Но нафталин сульфируется в течение 12 часов, в данном же случае все происходит быстрее — на сульфирование С10+ и ароматических углеводородов, вместе взятых, требуется всего 2,5 часа. Далее при участии гидроокиси щелочного металла достаточно оперативно осуществляется нейтрализация, в процессе которой и получается готовый продукт — соли полимерсульфованных ароматических сульфатов (СПАС — кстати, такова же и аббревиатура самой технологии — сульфирование полимеризованных ароматических сульфокислот).
Для сравнения эффективности действия суперпластификаторов С-3 и СПАС были выполнены эксперименты по определению влияния содержания суперпластификатора на коэффициент нормальной густоты цементного теста. В исследованиях использовался кричевский портландцемент ПЦ 400-Д20. Характеристикой пластифицирующей способности модификаторов, предложенной профессором Николаем Блещиком, является коэффициент пластификации, определяемый по формуле Кпл = 1-(Кплнг/Кнг), где Кнг, Кплнг — коэффициенты нормальной густоты соответственно немодифицированного и модифицированного цементного теста. Анализ полученных данных показывает, что при увеличении дозировки добавок коэффициент нормальной густоты немодифицированного цементного теста снижается, то есть требуется меньшее количество воды затворения для получения требуемой консистенции. При этом суперпластификатор С-33 при дозировке 0,7% массы цемента обеспечивает уменьшение количества воды затворения на 11,4%, а суперпластификатор СПАС при дозировке 1,1-1,4% массы цемента — на 14-14,6%. Участвовал в этих исследованиях и поликарбоксилатный суперпластификатор.
При дозировках этого компонента 0,2-0,4% от массы цемента можно добиться уменьшения количества воды затворения на 16-20% по сравнению с бездобавочным цементным составом. Следовательно, по своей водоредуцирующей способности разработанный учеными ПГУ суперпластификатор занимает промежуточное положение между широкоиспользуемым С-3 и перспективным на данный момент суперпластификатором на поликарбоксилатной основе. При этом сырьевая база только ОАО «Полимир» в несколько раз превосходит потребность строителей Беларуси в данном продукте. Сегодня есть перспективы недорогого получения СПАС, помимо названного предприятия, на предприятиях Борисова, Смоленска и Нижнего Новгорода.
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 26 за 2008 год в рубрике материалы и технологии
