Суперпластификаторы от компании Sika

В век всеобщей мобильности время на строительном объекте играет все более важную роль. В связи с долгой процедурой утверждения проектов сам строительный процесс должен быть ускорен в два раза. Плотный график работ повышает требования к срокам поставок и техническим характеристикам строительных материалов, которые должны соответствовать высоким темпам производства.
Еще недавно основными характеристиками бетона, как строительного материала, были прочность и долговечность. Дополнительные требования сегодня " время сохранения подвижности и скорость набора прочности в ранние сроки. Для того чтобы получить желаемые свойства бетона, потребовался качественный скачок в развитии технологий высокоэффективных суперпластификаторов.

Развитие технологии производства суперпластификаторов
Лигносульфонаты в качестве суперпластификаторов доминировали в течение первой половины ХХ века. Появление нафталинсульфонатов в 70-х годах ознаменовало начало бурного развития в области суперпластификаторов для бетона. После появления меламинсульфонатов в 80-х годах и винилсополимеров в 90-х на рубеже ХХ"ХХI столетий на рынке появились первые поликарбоксилаты.
С одной стороны, постоянное развитие технологий сделало возможным увеличить водопонижение и этим значительно улучшить прочность бетона. С другой стороны, это позволило улучшить его пластичность. В практике данные преимущества являются первостепенными.
Результатом интенсивных исследований в области добавок для бетона стало получение поликарбоксилатных полимеров, что позволило добиваться определенных характеристик бетона по индивидуальным требованиям заказчика.

Технологии и свойства полимеров нового поколения высокоэффективных суперпластификаторов
Новые высокоэффективные суперпластификаторы на базе модифицированных поликарбоксилатов (например, Sika ViscoCrete) существенно отличаются от всех молекул, используемых ранее. В то время как предыдущие продукты обеспечивали пластификацию за счет сил электростатического отталкивания, новые полимеры работают комбинированно путем взаимодействия сил пространственного и электростатического отталкивания.
Полимеры предыдущих поколений более или менее быстро адсорбируются на поверхности зерен цемента (т. е. молекулы пластификатора прикрепляются к цементным зернам) и остаются там постоянно. Поликарбоксилатные типы добавок ведут себя по-другому и изначально не блокируются на поверхности цементных зерен.
Свойствами данных полимеров (прежде всего адсорбцией) можно управлять с помощью целенаправленной вариации их молекулярной структуры, комбинация структурных элементов предоставляет многочисленные степени свободы.

Эти параметры позволяют производить полимеры для заранее заданной цели. Похожие друг на друга основные полимеры служат как составляющие для пластификаторов, используемых в производстве ЖБИ (сравнительно быстрое схватывание и быстрый набор прочности), а также пластификаторов для производства товарного бетона в условиях повышенной температуры окружающей среды (сохранение подвижности в течение длительного периода в комбинации с хорошим набором прочности) и полимеров для высокого и низкого водоцементного соотношения.
В ограниченном масштабе выполнение таких задач было возможно с применением пластификаторов ранних поколений. К основной молекуле пластификатора были присоединены дополнительные компоненты для получения специальной добавки в бетон. Такие формулировки компонентов могут разве что оказать влияние в лучшую сторону на определенное свойство пластификатора, так как они целенаправленно участвуют в гидратации цемента. Таким образом, было возможно добиться увеличения продолжительности подвижности только за счет негативного влияния на кинетику набора прочности или, наоборот, ускорения твердения за счет ограниченного времени сохранения подвижности.

У нового поколения высокоэффективных суперпластификаторов Sika ViscoCrete только небольшая часть цементного зерна покрыта полимером, и свободной поверхности цементного зерна достаточно для доступа воды и протекания реакции гидратации, также в период пластификации. Это означает, что эффективная пластификация длится до момента начала выделения тепла реакции гидратации.
Следующая преимущественная характеристика суперпластификаторов на основе поликарбоксилатов заключается в том, что различные структуры молекул сочетаются между собой, это означает, что свойства бетона могут быть модифицированы не только изменением молекул, но и за счет комбинации молекул полимеров с разными свойствами.

Использование новых высокоэффективных суперпластификаторов серии Sika ViscoCrete
В прошлом увеличение сроков сохранения подвижности или скорость набора ранней прочности достигались добавлением замедлителей или, соответственно, ускорителей твердения. Увеличение сроков сохранения подвижности всегда сопровождалось сильным замедлением набора прочности, а скорость набора ранней прочности сопровождалась быстрой потерей удобоукладываемости.
Новые пластификаторы на основе поликарбоксилатов Sika ViscoCrete позволяют снизить эти нежелательные побочные эффекты до минимума.

В зависимости от области применения улучшенные свойства новых суперпластификаторов дают существенные преимущества.

" Тоннельное бетонирование
Производительность в выработке грунта задает темп всем основным этапам работы. Поэтому бетонные работы должны производиться в том же темпе и удовлетворять жестким требованиям, в частности по отношению к скорости набора ранней прочности. Вследствие отсутствия свободного пространства бетон большей частью производится снаружи туннеля, и поэтому сохранение его удобоукладываемости должно быть гарантировано до момента его укладки в туннеле.
Чтобы подстраховаться, желательно чтобы бетон сохранял удобоукладываемость в течение нескольких часов. Помимо требований, относящихся к удобоукладываемости и набору ранней прочности, существуют еще очень жесткие требования ко времени сохранения подвижности и связности из-за того, что очень часто выработанный из туннеля материал должен быть использован при изготовлении бетона. На таких стройках ожидаются высокие температуры бетона и окружающей среды, что еще больше усугубляет ситуацию.
Использование новых типов современных суперпластификаторов типа Sika ViscoCrete 305 позволяет увязать эти диаметрально противоположные требования.

" Торкретбетон
Для немедленной фиксации породы после ее выработки требуется постоянное наличие торкретбетона на месте, а также его бесперебойная поставка. Поэтому бетон должен быть готовым к перекачиванию в течение нескольких часов (стабильность консистенции) и способным распыляться сжатым воздухом после перекачивания. До сих пор этого свойства можно добиться только с использованием специальных замедлителей.
При помощи новых типов высокоэффективных суперпластификаторов с бетоном можно работать в течение нескольких часов, причем его консистенция будет оставаться постоянной даже при высоких температурах. Благодаря этим свойствам такие продукты отвечают требованиям EN 934-5.

" Самоуплотняющийся бетон (SCC)
Самоуплотняющийся бетон, в связи с его отличной удобоукладываемостью, используется все чаще и чаще. Основой данной технологии являются суперпластификаторы на базе поликарбоксилатов Sika ViscoCrete, которые гарантируют текучесть и самоуплотнение бетона вместе с необходимым водопонижением. Правильное применение самоуплотняющегося бетона требует определенной консистенции (расплыв конуса 65"75 cм).
Долгое время транспортировки, а также высокие температуры являлись проблемой для консистенции бетона. Это приводило к некачественной поверхности изделий из самоуплотняющегося бетона. Новые типы высокоэффективных пластификаторов Sika ViscoCrete позволяют удобоукладываемости бетона оставаться на определенном уровне в течение более долгого периода времени и при более высоких температурах.

" Сборный железобетон
Будущее сборного железобетона принадлежит самоуплотняющемуся бетону. При производстве ЖБИ период укладки бетона относительно короток, если сравнивать его с условиями в строительстве тоннелей или для товарного бетона. Требования к ранней прочности здесь играют самую важную роль.
Чтобы добиться требуемых характеристик ранней прочности бетона, чаще всего используют суперпластификаторы, обеспечивающие ранний набор прочности, Sika ViscoCrete 20, ViscoCrete 3. В комбинации с повышенными температурами, несмотря на короткий период укладки, у самоуплотняющегося бетона возникают проблемы с удобоукладываемостью, что ведет к ухудшению качества поверхности бетона. Благодаря использованию высокоэффективных суперпластификаторов стало возможным улучшение свойств бетонной смеси без негативного влияния на нарастание прочности бетона.

Заключение
Эффективная укладка бетона зависит от различных факторов. Использование новых типов высокоэффективных суперпластификаторов Sika ViscoCrete является большим шагом вперед по оптимизации свойств бетона.
Чтобы полностью использовать потенциал данных суперпластификаторов, необходимо принять меры уже на стадии планирования. Все процессы могут быть адаптированы к модифицированным свойствам бетона так, чтобы их использование было оптимальным.
Применяя современные материалы и технологии Sika, специалисты компании подберут оптимальное комплексное решение задач, поставленных клиентом.

Д-р Франц Вомбахер, руководитель отдела развития "Добавки в бетон",
Sika Technology AG
Томас Хирши, руководитель направления "Добавки и растворы",
Sika Schweiz AG
перевод: М. Левин, А. Харламов, менеджеры направления "Добавки в бетон", Sika Russia

директор филиала Роман Тугарев СПб, Предпортовая ул., 8А, офис 315 Тел. (812) 723-1078, факс (812) 723-0372

документ получен с сервера stroy.spb.ru