Алексей Фрейдун:
Применение химических добавок
По существу, применение химических добавок – это неотъемлемая составляющая производства бетонных смесей промышленного масштаба. Основные два фактора, определяющие безусловное введение модификаторов различной природы в бетонную смесь, – необходимость придания бетону определенных свойств и снижение его себестоимости. Однако стоит заметить, что эти факторы не всегда работают согласованно, то есть в некоторых случаях конкретная добавка, которая используется для достижения необходимых показателей, не будет обеспечивать экономический эффект для производства бетона. В этом направлении для достижения и той и другой поставленной цели при применении модификатора эффективной оказалась бы кооперация производителей: цемент – добавки – бетон, которая могла бы выработать определенные рекомендации для бетонного производства. В таком случае до момента изготовления бетонной смеси производитель получал бы необходимую информацию, которая стала бы еще более полезной, например, при отсутствии у него собственной лаборатории, что помогло бы использовать конкретный продукт для решения поставленной задачи.
Использование активных минеральных добавок в качестве замены части цемента
Цель введения данных неорганических природных или искусственных материалов состоит в придании бетонной смеси/бетону специфических свойств, будь то увеличение прочностных характеристик, снижение проницаемости бетонных изделий, изготовление самоуплотняющихся бетонов либо производство высокопрочных бетонов.
Использование различного рода минеральных добавок, безусловно, привносит положительный эффект в технологию бетонов, – как для определенных качественных характеристик смеси, так и для долговечности изделий и конструкций из нее, т.е. все определяется конкретно поставленной задачей и наиболее выгодным эффективным ее решением.
Основные проблемы зимнего бетонирования
Здесь можно выделить следующие условия обеспечения долговечности конструкций: выбор необходимого типа цемента, добавки, условия применения которой определяются температурой окружающей среды, а также принятие необходимых мер для твердения бетона – различные виды прогрева, укрывание конструкций и прочее, т.е. ряд мероприятий для бетонных работ в зимний период. Механизм действия используемых в данном случае противоморозных добавок комплексный – предотвращение замерзания воды и набор ранней прочности, иными словами, ускорение процесса гидратации.
Ремонтные составы
Ремонтные составы должны удовлетворять требованиям работ, проводимых на определенных объектах, где используется данный продукт.
Некоторый список свойств таких смесей:
– высокая адгезия (прочность сцепления с основанием);
– высокий набор прочности (в некоторых случаях определяется несколькими часами, в других – в гораздо меньшем возрасте);
– в зависимости от условий и характера работ должны быть продемонстрированы высокие качественные показатели удобоукладываемости смеси, свойства самоуплотнения для проникновения в труднодоступные участки конструкции, например, при густом армировании;
– со специальными свойствами в зависимости от условий среды и эксплуатации.
Александр Шатов:
Особенности выбора современных добавок для бетона
Производство бетона в нашей стране, специфика условий строительства и эксплуатации конструкций давно закрепили химические добавки в ряду обязательных компонентов бетонных и растворных смесей. Целесообразность их использования предопределена и экономическими, и технологическими аспектами. Применяя сырье для бетона рядового качества, становится возможным получение материала высокой прочности и долговечности. Укладка смесей в густоармированные конструкции сложной конфигурации практически невозможна без применения суперпластифицирующих добавок. Однако к основному объему производимого бетона, прежде всего ориентированному на гражданское строительство, не предъявляются высокие эксплуатационные требования. Рыночная конкуренция диктует постоянную потребность в снижении сырьевой себестоимости строительных материалов. При этом около десяти лет назад экономическая эффективность применения модификаторов была очевидна и определялась простой сравнительной арифметикой: затраты на добавку в значительной степени перекрывались снижением расхода цемента относительно составов без добавок. Нынешняя ситуация принципиально иная: в условиях, когда расходы наиболее дорогого компонента, портландцемента, предельно низкие для обеспечения требуемой прочности, дополнительная экономия достигается уже за счет поиска сырья меньшей ценовой категории, в том числе это касается и химических добавок.
Такой подход, безусловно, оправдан в тех случаях, когда речь идет о сопоставимом качестве компонентов. Однако достаточно ли исчерпывающую информацию можно получить от производителя сырья об опасностях, кроющихся в их применении?
Каждый, кто сталкивался с подобным, знает, что сделать это не всегда возможно. В отношении производителей добавок неполноценная характеристика реализуемой продукции может быть связана с намеренным умалчиванием о наличии опасных компонентов, удешевляющих добавку и в то же время делающих ее экономически привлекательной. Другой, пожалуй, основной проблемой является отсутствие профессионализма и должных знаний о химической природе и свойствах применяемых материалов у некоторых производителей химических добавок. Как правило, это довольно небольшие компании исключительно коммерческой направленности. Иметь собственный научно-химический центр, оснащенный дорогостоящим оборудованием и штатом компетентных сотрудников, для них – непозволительная роскошь.
В чем же может проявляться опасность применения некоторых добавок для бетона? Отвечая на этот вопрос, прежде всего необходимо понимать, какую пластифицирующе-водоредуцирующую основу имеет рассматриваемый к применению продукт. Как правило, она представлена лигносульфонатами натрия, полиметиленнафталинсульфонатами натрия, эфирами поликарбоксилатов либо смесями двух из перечисленных основ в различных соотношениях. Основы приведены в порядке возрастания их абсолютной рыночной стоимости. В то же время в отдельно рассматриваемом случае тот или иной пластификатор может быть выгоднее остальных в технико-экономическом плане. Стоит иметь в виду, что основа добавки обеспечивает подавляющий, если не стопроцентный эффект всего продукта. Затраты на каждую основу находятся в определенных сопоставимых рамках у каждого производителя и в условиях постоянного роста цен на сырье и технологические ресурсы в последние годы, к сожалению, имеют тенденцию к увеличению. Однако существуют противоречивое наблюдение: цены готовых добавок у некоторых производителей снижаются вплоть до уровня себестоимости пластифицирующей основы. Это непременно связано с использованием дополнительных составляющих. Наименее затратный путь – применение различных недорогих солей. Влияние их на прочностные показатели бетона может быть, на первый взгляд, и позитивным. Наиболее характерный пример – доступные и относительно дешевые хлориды натрия и кальция, известные как неплохие ускорители твердения. Стоит ли говорить о коррозионной опасности этих веществ, особенно в условиях агрессивных эксплуатационных сред, по отношению к арматуре бетона? В мировой практике известны случаи, когда масштабные сооружения из бетона, содержащего хлоридные соли, были демонтированы уже спустя 5-10 лет с момента возведения. Кроме того, наличие подобных компонентов, попадающих в бетон при его изготовлении или из окружающей среды, обязывает обеспечивать низкие значения В/Ц, другими словами, использовать высокий расход вяжущего и добавку суперпластифицирующего типа, что заведомо противоречит идее сэкономить на сырье, ведь, как правило, такие основы не являются дешевыми в абсолютном выражении.
Другой особенностью применения хлоридов, наблюдаемой с течением времени, является постепенное разупрочнение цементного камня. На рынке химических добавок таковых продуктов особенно много среди позиционируемых как ускорители твердения и противоморозные модификаторы.
Распространенный пример «опасных» добавок – использование при их изготовлении побочных продуктов различных производств. Химический состав этих компонентов может быть настолько разнообразен и неоднороден, что порой сложно подвергается анализу. Учитывая, что твердение бетона сопровождается множеством сложных химических реакций, предугадать влияние различных компонентов добавки на каждую из них практически невозможно. Результатом применения строительной химии сомнительного состава оказывается, например, эмиссия аммиака из бетона или катализ реакционной способности заполнителей бетона. Все это делает невозможным эксплуатацию объектов промышленного и гражданского строительства, несет немалый риск жизни и здоровью людей. Подобные последствия многочисленны и не всегда предсказуемы.
Каким же образом возможно обезопасить себя производителям бетона и обеспечить безопасность выпускаемых материалов? Во-первых, серьезную настороженность должна вызывать нетипично низкая цена продукта, нехарактерная для выбранной пластифицирующей основы. Во-вторых, непременно стоит требовать у производителя добавки подтверждения безопасности веществ в соответствии с общепринятыми нормативами или инициировать совместную проверку качества при возникновении каких-либо опасений. Кроме того, нелишним будет личное посещение производства, чтобы убедиться, каким образом осуществляются изготовление, контроль качества и техническое сопровождение продукции. Добросовестный производитель никогда не откажет в этом своему клиенту.
Менее распространенный, но эффективный способ получения качественной добавки состоит в обсуждении и принятии индивидуальных показателей качества и методик контроля, вызывающих доверие у производителей бетона. Допустимо согласовывать их договором поставки.
В конечном счете все эти действия призваны обеспечить не только безопасность строительства и эксплуатации объектов, но, что самое важное, настоящее и будущее наших граждан, для которых эти объекты возводятся.
От редакции . В экспресс-комментарии Алексея Фрей дуна многообещающей представляется тема взаимодействия участников цепочки «цемент – добавки – бетон», в частности, в области повышения эффективности производственных отношений, а в конечном счете, – создания качественного продукта. Но любой качественный продукт не может быть дешевым по определению. Проблемы качества, стоимости и цены, затронутые Александром Шатовым, составят тему очередного круглого стола из серии «Современные бетоны и технологии: проблемы, решения, перспективы».
