Технология производства тяжелого бетона с добавкой С-3

Применение модификаторов различного назначения позволяет в широких пределах изменять строительно-технологические свойства бетонных смесей. Благодаря высокой подвижности бетонной смеси, за счет использования суперпластификатора, при низком значении водоцементного отношения смесь легко подается к месту укладки в опалубку с помощью бетононасосов.

В ряде случаев применение суперпластификаторов совместно с другими модифицирующими добавками позволяет полностью отказаться от использования виброуплотнения. Для снижения расслаиваемости бетонной смеси в состав модификаторов включают стабилизирующие добавки. Благодаря применению модификаторов бетона, высота подачи бетонной смеси с помощью бетононасосов при бетонировании конструкций высотных зданий составила более 400 метров.

При использовании в составе модификаторов добавок регуляторов сроков схватывания и твердения удалось добиться беспрерывной подачи бетонной смеси при поярусном бетонировании. Это позволило практически в 2 раза сократить сроки возведения высотных зданий с железобетонными несущими конструкциями.

Для приготовления тяжелого бетона и изготовления железобетонных конструкций в настоящее время применяются вяжущие низкой водопотребности (ВНВ), приготовленных с суперпластификатором С-3 на заводах сборного железобетона и строительных площадках.

ВНВ представляет собой новый класс высокоэффективных гидравлических вяжущих веществ, имеющих ряд преимуществ по сравнению с традиционным портландцементом. В основе процесса получения ВНВ лежит механо-химическая активация сырьевой композиции при оптимальном соотношении компонентов. На основе этих вяжущих создаются строительные материалы низкой энергоемкости.

Вяжущие низкой водопотребности применяются в строительстве при возведении монолитных зданий и сооружений, при производстве сборных бетонных и железобетонных изделий и там, где требуются безвибрационные технологии и беспропарочные режимы твердения изделий.

При этом достигается высокая экономическая эффективность, т. к. по технологии получения ВНВ из имеющегося клинкера можно получать в 1,5-2 раза больше вяжущего материала нормального качества и значительно экономить энергозатраты на его производство (80 кг условного топлива против 210 кг), а также снизить транспортные расходы. Создание новых видов вяжущих обеспечивает снижение расхода клинкерной части цемента по сравнению с современным уровнем на 40-50%, приближает производство вяжущего к объектам строительства и, как следствие, снижает транспортные расходы до 70%.

Применение ВНВ позволяет потенциально увеличить реальную активность цемента в 2-2,8 раза, и соответственно, прочность бетона в 1,5-2 раза. Дальнейшее повышение прочности ограничивается свойствами и характеристиками заполнителей. Ясно, что такой прирост прочности может быть реализован в виде существенных технологических преимуществ.

Потенциальные возможности увеличения прочности бетона могут быть преобразованы в различные превышенные другие его характеристики и особенно технологические его свойства. Внедрение ВНВ с этой точки зрения обеспечивает возможности расширения этих свойств, которые позволяют говорить о принципиально новых технологических возможностях бетонных смесей.

Необходимо отметить, что использование ВНВ вместо цемента с различными добавками, вводимыми в бетономешалку, значительно (в 2-3 раза) увеличивает время начала и окончания схватывания бетонной смеси, что позволяет перевозить ее на значительно большие расстояния. Это в свою очередь приведет к тому, что в целом по каждому району строительства можно будет обходиться меньшим количеством бетонных заводов.

Применение ВНВ позволяет сократить в зимних условиях ухода за бетонной смесью, а также уменьшить продолжительность технологических перерывов, назначаемых обычно для набора прочности бетона. Может быть сокращено так же время ухода за свежеуложенным бетоном в жаркое время года и, естественно, снижены затраты труда, расход воды и т. д.

В целом же применение ВНВ в условиях стройплощадки, расширяя технологические и физико-механические свойства бетона и условия его применения не требует каких-либо существенных изменений в технологии бетонных работ.

Постепенный переход к более эффективным видам бетона будет предопределен их более высоким качеством и соответственно большей конкурентоспособностью на строительном рынке, большими возможностями в создании новых видов конструкций, возведении зданий и сооружений, всемерным снижением эксплуатационных затрат и инвестиционных рисков при строительстве сложных инженерных объектов.

Суперпластификатор С-3.

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.

«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.

Таблица 1

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

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.

Таблица 2

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

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».