История суперпластификаторов
В середине 70-х прошлого столетия годов была разработана технология бетона, основанная на использовании добавок в бетонные смеси — поверхностно-активных веществ. С начала 80-х годов эти добавки применялись в США и Японии при выпуске 80% монолитного и 100% сборного железобетона. В нашей стране эти добавки (суперпластификаторы) были созданы и освоены в конце 70-х годов, но применялись они только при выпуске 5—7% спецжелезобетона. Добавки с условными названиями «С-3» и «40-03» выпускались на специализированных установках, однако, в данное время по отпускной цене они доступны только ограниченному кругу потребителей.
Созданы новые типы суперпластификаторов, которые отличаются по сырью и химической структуре, но имеют стоимость на порядок меньше, чем «С-3». Использование суперпластификаторов приводит к повышению прочности бетона вплоть до марок 600—800 и упрощает все бетонные работы.
Свойства пластификаторов
Еще в 1950 г. Были опубликованы данные о свойствах высоко-марочного цемента, обладающего пониженной на 30% водопотребностью, и краткая характеристика образцов бетона на основе этого цемента. Для приготовления нового типа цемента использовалась механо-химическая обработка, при которой процесс домола клинкера проводился в присутствии поверхностно-активного вещества. Заметим, что процесс домола цемента изучался многими учеными. Тонкомолотые цементы (ТМЦ); были разработаны и освоены в 60-х годах. Изделия на основе ТМЦ отличались хорошим качеством, но требовали формования из очень жестких смесей и особых механизмов, что препятствовало массовому освоению ТМЦ.
Идея была реализована в опытно-промышленном масштабе только в 1983—1986 гг. В результате был получен новый тип цемента. Новый тип цемента не может претендовать на универсальность применения, но обладает рядом уникальных свойств, представляющих несомненный интерес для решения важных задач технологии бетона. Направления использования новых типов цемента оценены недостаточно, однако практически доказана целесообразность использования их для производства высокопрочного бетона, вплоть до марки 1500 (прочность при сжатии 150 МПа), для получения изделий с водонепроницаемостью до W12, для формования конструкций из литьевых бетонных смесей. При этом потребность в клинкерном цементе сокращается в два раза.
Применение
Принципиальное значение имеют практические разработки по применению новых типов цемента. Среди них — получение изделий и конструкций из мелкозернистого (песчаного) бетона, по прочности, усадке и ползучести соответствующих изделиям на щебне. Это направление использования новых цементов открывает реальные перспективы для сокращения добычи заполнителей из известняков, гранита и базальта, резкого снижения себестоимости бетона и строительства в целом, сохранения природного ландшафта. Расчеты показывают, что переход на широкое использование мелкозернистых бетонов может привести к снижению вложений в капитальное строительство на 10%. Инфориацию о наномодифицированном бетоне можно прочитать в этой статье.
Новые типы цемента позволяют существенно расширить использование отходов химии, металлургии, энергетики в производстве железобетона. Металлургические шлаки могут вводиться в бетон в количестве 70% от общей массы бетона. Золы электростанций, содержащие 10% несгоревших частиц твердого топлива, можно вводить в количестве 35%.
