Свищ И.С

ПОЛИКАРБОКСИЛАТЫ И ДОБАВКИ ДЛЯ БЕТОНОВ НА ИХ ОСНОВЕ

Национальная академия природоохранного и курортного строительства

Представлены результаты оптимизации составов тяжелых бетонов с применением гиперпластифицирующих (поликарбоксилатных) добавок. Установлены параметры прочностных характеристик оптимизированных составов в разные сроки набора прочности, а так же установлена морозостойкость и водонепроницаемость оптимизированных составов бетонов.

поликарбоксилат, цемент, бетон, прочность, морозостойкость, добавки, состав

Введение

Появление поликарбоксилатных диспергаторов (продуктов строительной химии), введение которых в материал позволяет существенно улучшать его свойства, стало поистине прорывом для бетонной промышленности. Суперпластификаторы нового поколения позволяют создавать новые типы цементных смесей и обеспечивают дополнительные преимущества.

Химические примеси широко применяются в индустрии бетона для повышения эффективности бетона. Воздухововлекающие, ускоряющие и разжижающие примеси являются существенным дополнением к комплекту материалов, доступных производителям бетона. Особенно полезны разжижающие примеси, так как они позволяют производителям выполнять два требования: хорошая обрабатываемость бетона во время его формования и снижение соотношения (в/ц) между водой и вяжущими материалами, которое способствует повышению прочности и других свойств затвердевшего бетона.

Строительство и техногенная безопасность №43 2012г.

Термин «разжижающая примесь» используется достаточно много лет. Стандарт ASTM С 494 классифицирует разжижающие примеси на несколько категорий:

Тип А, Разжижающая

Тип D, Разжижающая и замедляющая

Тип Е, Разжижающая и ускоряющая

Тип F, Разжижающая, высокоэффективная

Тип G, Разжижающая, высокоэффективная и замедляющая

ASTM С 1017 сосредоточен на обработке бетонной смеси с использованием химической примеси с единственной целью — производство подвижного бетона без редуцирования воды для приготовления раствора.

В большинстве случаев примеси классификации С 494 Тип F или G также можно использовать способом, указанным в ASTM С 1017. Эти высокоэффективные разжижающие примеси не просто редуцируют (уменьшают в количестве) воду затвердения, но также и рассеивают частицы цемента. Подобное рассеивающее действие впоследствии позволяет уменьшить количество воды или повысить степень подвижности, или получить оба эффекта.

За последние десять лет химия диспергаторов продвинулась далеко вперед. Сюда включается введение и использование поликарбоксилатных диспергаторов во всех областях бетонной промышленности. До этого большинству составов, лежащих в основе диспергаторов, были характерны ограничения в отношении внесения модификаций в молекулу. Но появление поликарбоксилатных диспергаторов предоставили возможность разрабатывать молекулы, способные влиять на эффективность материала определенным и заранее запланированным способом. Для бетонной промышленности это стало колоссальным прорывом, так как это позволяет использовать молекулы, разработанные с единственной целью - диспергировать портландцемент, при этом прежние диспергаторы представляли собой главным образом побочные продукты производства в других промышленностях.

Анализ публикаций

Архитектура молекулы поликарбоксилата позволяет лучше понимать, почему их использование в бетонной промышленности обещает эффективные преимущества и гибкость.

Во-первых, поликарбоксилаты классифицируются как гребнеобразные полимеры (Рис. 1). Само название многое говорит о структуре этих молекул, которые состоят из основной цепи с подвесными боковыми цепями, напоминающими зубья расчески. Чтобы эти молекулы стали эффективными диспергаторами, их необходимо перенести к поверхности частицы цемента.

Рис. 1 Гребнеобразные поликарбоксилатные полимеры

Основная цепь поликарбоксилата обычно выполняет две функции: место размещения точек связывания (с поверхностью частицы цемента) и предоставление точек закрепления для боковых цепей молекулы. Подвесные боковые цепи являются стерическими, или физическими, преградами для повторного группирования рассеянных частиц цемента.

В последние годы химические добавки в бетоны на основе поликарбоксилатов завоевывают все большую популярность у строителей.

На рынке добавок в последние годы появилась наиболее эффективная комплексная добавка Хидетал-ГП-9 для бетонов.

Комплексные добавки в бетон - ускорители твердения, супер - и гиперпластификаторы марок "Хидетал-ГП" для строительного комплекса играют важную роль.

В 2006 году ООО "Управляющая компания "Группа предприятий "СТК-Стандарт" разработали добавки комплексные для бетонов на основе поликарбоксилатов "ХИДЕТАЛ- ГП-9 α,β". Эти разработки были подтверждены в НИИЖБ проведением

сертификационных испытаний и согласованием технических условий на добавку "ХИДЕТАЛ-ГП-9", марок α и β соответственно, для сборного железобетона и товарного бетона.

Главными причинами производства и разработки добавок «Хидетал-ГП-9 α,β» являются:

необходимость производства самоуплотняющегося бетона;

- необходимость достижения сохраняемости подвижности бетонной смеси при транспортировке к месту укладки на срок более трех часов;

- отсутствие в странах СНГ производства класса добавок на основе поликарбоксилатов (за рубежом они называются гиперпластификаторами), которые приходится импортировать.

Рис. 2 Одна из формул карбоксилсодержащего сополимера

Во-первых, это суперпластификатор (соответствующий требованиям DIN EN 934 2) с максимальной подвижностью 27 см и расплывом конуса до 67 см. Если нормативом является осадка конуса на 16 см и более по сравнению с контрольным, то с добавкой осадка конуса составляет от 24 до 32 см по сравнению с контрольным. Это позволяет изготавливать с помощью "ХИДЕТАЛ-ГП-9" самоуплотняющийся бетон в условиях насыщения конструкции арматурой и фактически без применения вибраторов.

Второй фактор - длительная сохраняемость подвижности бетонной смеси, что особенно важно при транспортировке бетона в условиях крупных городов и на дальние расстояния. Бетонная смесь сохраняет заданную подвижность до трех часов, а с потерей подвижности 10% до 4-х часов транспортировки. Подливать воду в миксер бетоновоза, как часто делается, нет необходимости. Сравните с контрольным составом - максимум 40

- 50 минут.

Эти два свойства позволяют широко использовать бетонную смесь с "ХИДЕТАЛ- ГП-9" для монолитного домостроения - сделать качественную смесь на заводе, доставить ее без ухудшения свойств на объект, и закачать насосами при высокой подвижности на требуемую высоту, и при этом получить самоуплотняющийся бетон, фактически без вибрации проведя его укладку.

Применение поликарбоксилатов в составе "ХИДЕТАЛ-ГП-9" дает снижение средней крупности пор в бетонах, снижение открытой интегральной пористости и повышение плотности. Из чего и следуют свойства по морозостойкости и водонепроницаемости - одним из показателей долговечности бетонов.

Рис. 3. Стерическое отталкивание боковых цепей адсорбированных