Суперпластификатор С-3 – основа качества бетона!

Ни для кого не секрет, что одним из важнейших направлений в строительстве является повышение качества бетона. Перспективным и эффективным в этом деле является широкое использование различных органических и неорганических соединений в качестве специальных добавок к бетону. Вводимые в незначительных количествах – как правило, не более 1% по отношению к массе цемента – они существенно влияют на технологические показатели бетонной смеси, механические и физико-технические свойства бетона.

В современной технологии бетона химические добавки являются таким же обязательным компонентом бетонной смеси, как вяжущее, заполнители и вода. Среди большого разнообразия химических добавок для бетонов: пластификаторов, ускорителей схватывания и твердения, замедлителей, регуляторов структуры, воздухововлекающих и других, особое место занимают пластификаторы и среди них, наиболее эффективный их вид – суперпластификаторы.

Сегодня попросту невозможно представить себе качественное скоростное строительство без использования бетонов с суперпластификаторами. По оценке НИИЖБ, российские строители потребляют в год около 40 тыс. тонн суперпластификаторов, в том числе около 36 тыс. тонн «С-3».

Поворотный момент в деле повышения качества бетонов в России произошел в начале 80-х годов. Предшественником московских строителей в применении бетонов с су­перпластификатором был Мостотрест № 3, впервые применивший скоростной метод строительства (метод циклично-продольной надвижки) при сооружении экспериментального моста через реку Царица в г. Волгограде. Тогда впервые в транспортном строительстве была применена добавка С-3, позволившая по­лучить высокопрочную литую бетонную смесь, укладываемую с помощью бетононасосов. Твердение бетона с использованием экзотермии происходило столь быстро, что натяжение арматуры производилось уже на третьи-четвертые сутки, когда бетон набирал 80% проектной прочности! С помо­щью этого метода и с использованием бетонов с суперпластификаторами стало возможным возведение необычайно гибких и легких на взгляд транс­портных развязок, имеющих изгибы даже малых радиусов как в плане, так и в профиле. При этом обладающих повышенной прочностью, морозостойко­стью и долговечностью.

В настоящее время, одной из лидирующих фирм, выпускающей добавки для бетонов, в том числе и С-3 является компания «Полипласт».

ОАО «Полипласт» является объединением, в которое входят три завода. Первым стал химический завод "Урал-Пласт" в г. Первоуральске, который был восстановлен после кризиса 1999 года и в настоящее время успешно наращивает производство С-3 и других добавок на его основе.
В начале 2002 года было выведено на проектную мощность производство добавок на заводе в г. Новомосковск, затем, в середине года, восстановлено и модернизировано производство в г. Кингисепп.

В 2002 г. компания поставила на систематическую основу работу по оценке строительно-технологических показателей суперпластификатора «С-3». Производится определение качественных показателей в соответствии с требованиями ГОСТ 24211 и по методикам ГОСТ 30459. Тестирование на систематической основе, в одном испытательном независимом центре, на цементах и заполнителях близкого качества позволяет получать надежные и достоверные результаты и объективно оценивать качество и стабильность производственного процесса.

«С-3» является пластифицирующей добавкой, относящейся к классу суперпластификаторов. Представляет собой смесь натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот различной молекулярной массы. Специалисты «Полипласт» считают необходимым отметить весьма существенную особенность суперпластификатора С-3 по сравнению с другими поверхностно-активными пластификаторами. Последние, за редким исключением, действуют еще как замедлители схватывания и твердения бетона, в то время как введение С-3 практически не вызывает подобные процессы. Это обусловлено в первую очередь тем, что обычные пластификаторы получают, как правило, из отходов или побочных продуктов производств, которые на ряду с пластифицирующими веществами содержат балластные соединения оказывающие побочное действие на процессы гидратации цемента. В отличие от С-3 они имеют нестабильный состав и не всегда обеспечивают ожидаемый эффект. Суперпластификаторы, являясь заводским продуктом, вырабатываемым по строго установленной технологии, с нормируемыми химическими показателями лишены этих недостатков.

С-3 это универсальная добавка для бетона и железобетона она легко смешивается с другими добавками гидрофобизаторами, ускорителями или замедлителями схватывания и т.д. Таким образом, пластификатор С-3 позволяет решать основной комплекс задач стоящий перед производителями бетона.

С-3 применяется в производстве напорных железобетонных труб, сборных конструкций из высокопрочного бетона B20 и выше; изготовлении на стендах густоармированных конструкций (типа ферм, балок, колонн, пролетных строений мостов), плит и панелей в кассетах, на поточно-агрегатных и конвейерных линиях, при возведении ответственных конструкций монолитных сооружений с повышенной степенью армирования и сложной конфигурацией.

Применение С-3 позволяет достичь следующих показателей:

· увеличить подвижность бетонной смеси от П1 до П5

· снизить водопотребность при затворении вяжущего вещества на 20-25%

· увеличить конечные прочностные характеристики на 25% и более

· увеличить сроки схватывания и живучесть бетонной смеси

· в 1,5-1,6 раз увеличить сцепление бетона с закладной арматурой и металлоизделиями

· получить бетоны с повышенной влагонепронецаемостью, трещеностойкостью, морозостойкостью (350 циклов)

· снизить расход цемента на 15%

· снизить энергетические затраты (при вибрации, ТВО) на 30-50%, а в ряде случаев и полностью отказаться от дополнительных энергозатрат

· получать бетонные смеси, укладываемые без вибрации.

Влияние добавки С-3 на подвижность бетонной смеси и прочность бетона

Добавка		Бетонная смесь				Прочность бетона на сжатие, МПа в возрасте, сут.
Состав	Дозировка, %	В/Ц	Плотность, кг/м3	Расход цемента, кг/м3	ОК, см	1	3	7	28
Контр	0	0,5	2383	357	2,5	11,6	31	48,6	57,7
С-3 №1	0,6	0,5	2362	350	21,5	9,3	30,4	47,5	57,9
С-3 №2	0,6	0,42	2370	352	3	19	43,5	64,7	70,1

Примечание: Испытания проведены на портландцементе ПЦ500Д0 ГОСТ 10178-85; песке кварцевом Мкр.=2,5 ГОСТ 8736-85; щебне гранитном фр. 5-20 мм ГОСТ 8267-93; воде ГОСТ 23732-79

Экономический эффект от применения пластификатора С-3 при производстве 1 куб.м бетона с использованием цемента марки М400 Д20

Класс бетона по прочности на сжатие	Ближайшая марка бетона по прочности	Расход цемента М-400 с учетом всех коэффициентов по СНиП 82-02-95 без С-3, кг	Расход цемента М-400 с использованием С-3, кг	Расход С-3, %	Расход С-3, кг по сухому веществу	Экономия расхода цемента М-400, кг	Экономия расхода цемента М-400, %	Экономия при производстве 1 куб.м бетона, руб.
В 7,5	100	214	185	0,4	0,74	29	14	20,68
В 12,5	150	268	235	0,4	0,94	33	12	21,28
В 15,0	200	310	270	0,4	1,08	40	13	27,16
В 20,0	250	392	325	0,4	1,3	67	17	57,2
В 22,5	300	429	385	0,4	1,54	44	10	21,78

Примечание: Составы бетонной смеси изготовлены с учетом следующих материалов: 1. Цемент - портланд-цемент М400 Д20 нт =25,5 %; 2. Песок – модуль крупности не менее 1,5; 3. Щебень – карбонатных пород марки 400 фракции 5 – 20 мм; 4. Добавка – суперпластификатор С-3 производства ОАО «Полипласт».

 

С момента первого применения C-3, качество и возможности модифицирования этой добавки бла­годаря усилиям российской науки существенно выросли. Это особенно важ­но, поскольку, вступив в рыночные отношения, Россия получила доступ к широкому ассортименту продукции ведущих фирм мира. И только высокие цены сдержали их широкое рас­пространение на наших строительных просторах. Зато это заставило поторопиться с отечественными разработками. В конце 90-х годов, когда компания «Полипласт» только начинала этот бизнес, таких статей бюджета как «вложение в науку» даже и не было. Цель была – сохранить, не дать разрушиться тому, что было на тот момент. Но по прошествии трех лет, когда в объединении было уже три завода, руководство окончательно убедилось, что без «науки» пути вперед нет. А именно, без комплексного подхода к производству и реализации своей продукции, который в свою очередь невозможен без системной работы с научно-технической базой.

* (это может идти отдельным блоком)

Строго говоря, любой модификатор обладает полуфункциональностью свойств, однако, преобладающим является какое-либо одно из них. На этом принципе и построена классификация модификаторов бетона по основному эффекту их действия, положенная в основу ГОСТ 24211-91 «Добавки для бетонов. Общие технические требования».

Однако индивидуальные модификаторы не могут наряду с созданием или усилением необходимого эффекта, изменить в нужном направлении другие важные строительно-технические свойства бетонной смеси и бетона, а в ряде случаев даже ухудшают их.

Так, например, органические вещества, вводимые для пластификации бетонных смесей и гидрофобизации бетонов, замедляют процессы твердения вяжущих, что отрицательно сказывается на производительности заводов сборного железобетона, но в то же время оказываются полезными при бетонировании массивных сооружений. Электролиты ускоряют процесс твердения, но зачастую некоторые из них способствуют развитию коррозии арматуры, увеличивают гигроскопичность бетонов, вызывают появление высолов на поверхности изделий. Применение комплексных модификаторов, представляющих собой такое сочетание ингредиентов, которое позволило бы ослабить или совсем исключить отрицательнее действие отдельных компонентов и сохранить их положительный эффект, является шагом вперед в технологии бетона.

В зависимости от требований, предъявляемых к составу бетонной смеси и бетона, а также технологии производства работ могут быть сформулированы основные параметры вещественного состава комплексных модификаторов на базе уже накопленного отечественного и зарубежного опыта и изученного механизма действия исходных компонентов. Наиболее широко распространенный тип комплексного модификатора по своему вещественному составу состоит из пластификатора, регулятора процесса структурообразования цементных паст и бетонных (растворных) смесей, в частности ускорителя схватывания – тврдения и замедлителя, и струкрурообразующего компонента микропеногазообразующего действия.

Новую страницу в разработке комплексных модификаторов бетона открыло создание суперпластификатора С-3.

Благодаря химически малоактивной формуле он легко смешивается с любыми другими веществами в произвольных пропорциях. В отличие от других, менее сильных пластификаторов, С-3 не требует высокой дозировки для получения смесей высокой дозировки, поэтому даже замедление большой части С-3 другой добавкой позволяет получить хорошие результаты по подвижности и водоредуцированию. *

 В настоящее время компанией «Полипласт» производятся широкие исследования, направленные на разработку комплексных модификаторов бетона на базе С-3. Эта работа уже принесла свои плоды. Компанией разработан целый ряд комплексных модификаторов:

Реламикс – пластифицирующая добавка с эффектом ускорения набора прочности. Является комплексным продуктом, состоящим из смеси натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот с добавлением комплекса ускоряющего набор прочности. Применяется для ускорения производственного процесса и снижения затрат на выпуск изделий.

Линамикс – пластифицирующая добавка с эффектом замедления схватывания. Является комплексным продуктом, состоящим из смеси натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот с добавлением комплекса замедляющего схватывание на основе лигносульфонатов. Применяется для повышения живучести бетонной смеси при производстве товарного бетона.

Дефомикс – пластифицирующая добавка с эффектом подавления воздуха в бетонной смеси. Является комплексным продуктом, состоящим из смеси натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот с добавлением воздухоподавляющего компонента. Относится к пластификаторам 1 группы, по пластическим свойствам не уступает добавке С-3. Применяется для производства товарного бетона и железобетонных конструкций, где требуется высокое качество текстуры поверхности.

С-3М-15 – пластифицирующая добавка с противоморозным эффектом. Является комплексным продуктом, состоящим из смеси натриевых солей полиметиленнафталинсульфокислот с добавлением протривоморозного комплекса на основе формиата натрия. Используется для строительства в условиях низких температур окружающего воздуха.

ПФМ-НЛК – полифункциональный модификатор бетона. продукт, представляющий собой комплексную добавку на основе пластифицирующих, воздухововлекающих и гидрофобизирующих компонентов. Применяется для бетона и железобетонных конструкций, эксплуатируемых в агрессивных условиях внешней среды (частые промерзания-оттаивания, переменный уровень воды, вечная мерзлота и т.д.).

Компания «Полипласт», привлекая к работе ведущие научные кадры, используя собственные квалифицированные кадры, стремительно продвигается вперед и занимает достойное место в изысканиях новых добавок, которые позволяют получать бетоны с прогнозируемыми и управляемыми параметрами.