Евгений ТУМАНИН, менеджер по работе с ключевыми сегментами ООО «Эм-Си Баухеми»

В статье описывается принцип действия, а также выгоды от применения нового бессолевого ускорителя твердения с водоредуцирующими свойствами MC-PowerFlow 6959 при возведении бетонных сооружений или изготовлении сборных железобетонных конструкций.

The article describes the principle of operation, as well as the benefits of using the new salt-free hardening accelerator with water-reducing properties MC-PowerFlow 6959 in the construction of concrete structures or in the manufacture of precast concrete structures.

Компания MC Bauchemie разработала новый бессолевой ускоритель твердения с водоредуцирующими свойствами на основе новейшей технологии MC. Данная технология обеспечивает получение высоких эксплуатационных свойств и характеристик бетона, включая высокие показатели ранней прочности, отсутствие негативного влияния на остальные характеристики, в том числе конечную проектную прочность. Принцип действия новой технологии придает бетону значительное ускорение процесса набора прочности (в период от 6 до 12 часов), тем самым существенно сокращая время цикла при производстве сборных железобетонных изделий, а также обеспечивая более короткое время твердения при возведении бетонных конструкций в зимний период.

Строительство ответственных, крупных зданий и сооружений, в особенности инженерных или транспортных, требует большой скорости сооружения в ограниченные сроки, не допуская простоев и технологических перерывов в работе. Поэтому набор ранней прочности бетона и для монолитного строительства, и для производства сборных железобетонных конструкции, является обязательным требованием и решающим фактором в процессе строительства.

	CEM I 52,5 N Heidelberg
	PF 7951		PF 7951 + 2% PF 6959		PF 7951 + 2% PF 6959
Дозировка	0,50%		0,20%		0,30%
	2,00 кг		0,80 кг		1,20 кг
Расход ­цемента	400,0 кг		400,0 кг		400,0 кг
ОК 5’	18 см	100%	16 см	89%	18 см	100%
ОК 30’	14 см	78%	10 см	71%	13 см	72%

Для увеличения скорости набора прочности все чаще применяются ускорители твердения бетона. Наиболее распространенные ускорители твердения бетона имеют солевые основания, это – хлорид кальция, нитрит-нитрат кальция, сульфат натрия и прочие. Данные солевые основания способны в некоторых случаях обеспечить уменьшение содержания воды затворения, что может привести к понижению температуры обработки и сокращению ее длительности.

Однако ускорители твердения бетона на основе хлорида кальция могут способст­вовать образованию коррозии арматуры, а наличие в составе сульфата натрия часто приводит к возникновению высолов на самих конструкциях, для удаления которых потребуются дополнительные меры. В связи с этим, нормативной документацией запрещается применение ускорителей твердения для изготовления сборных и железобетонных конструкций. К примеру, согласно п. 5.4.7. СП 28.13330.2017 Защита строительных конструкций от коррозии добавки, применяемые при изготовлении железобетонных изделий и конструкций, не должны оказывать коррозионного воздействия на бетон и арматуру. А именно, не допускается введение в состав бетона хлоридов (хлориды натрия, кальция и др.) при изготовлении железобетонных конст­рукций с предварительно напряженной арматурой, в особенности эксплуатируемых в условиях влажного или мокрого режима. Также как и пункт 9.65 СП 46.13330.2012 Мосты и трубы, который запрещает применение противоморозных добавок (читай солевых ускорителей) «…в предварительно напряженных железобетонных конструкциях; железобетонных, расположенных в зоне действия блуждающих токов или находящихся ближе 100 м от источников постоянного тока высокого напряжения; железобетонных, предназначенных для эксплуатации в агрессивной среде; в частях конструкций, находящихся в зоне переменного уровня воды».

	CEM I 52,5 N Heidelberg
	PF 7951		PF 7951 + 1% PF 6959		PF 7951 + 2% PF 6959		PF 7951 + 3% PF 6959
Дозировка	0,50%		0,50%		0,50%		0,50%
	2,00 кг		2,00 кг		2,00 кг		2,00 кг
Расход ­цемента	400,0 кг		400,0 кг		400,0 кг		400,0 кг
ОК 5’	16 см	100%	18 см	100%	21 см	100%	25 см	100%
ОК 30’	14 см	88%	14 см	78%	14 см	67%	14 см	56%
Прочность 8 ч	3,9 Мпа		17,6 Мпа		24,3 Мпа		26,5 Мпа

Кроме того, большинство солевых ускорителей малоэффективны, когда вопрос встает о наборе прочности в ранние сроки: от 6 до 12 часов, в особенности при неблагоприятных температурных условиях на стройплощадке или производстве или при полном отсутствии возможности дополнительного прогрева бетона. Достигнуть же требуемую прочность в столь ранние сроки можно только при помощи значительного прогрева бетона. Поэтому такие технологии, в частности тепловлажностная обработка (ТВО), пока остаются необходимыми и в тоже время самыми продолжительными технологическими переделами производст­ва. Сам процесс ТВО является металло- и энергоемким, что не всегда подходит для производства крупных бетонных или железобетонных изделий. Поэтому все чаще наблюдается тенденция к применению технологий без прогрева для производства бетонных и железобетонных изделий и росту спроса на добавки ускоряющего дейст­вия. Причем моно-ускорители твердения на основе солей в таких случаях становятся также неподходящими из-за образования коррозии или высолов. По этой причине все большее предпочтение отдается добавкам-ускорителям полифункциональным: комплексным пластификаторам или суперпластификаторам на основе поликарбоксилатов.

Задача по набору ранней прочности (от 6 до 12 часов) актуальна при омоноличивании массивных пролетных строений, когда скорость набора прочности бетона может существенно снизиться в момент значительного падения температуры окружающей среды или температуры применяемых инертных материалов. В таких случаях применение высокозатратных технологических элементов (пар или прогрев) может быть не достаточным или вовсе не применимым в связи с производственными ограничениями или ограниченными сроками возведения объекта.

Именно для таких задач компанией Эм-Си Баухеми был разработан бессолевой ускоритель твердения по новой, уникальной технологии, позволяющий обеспечить выполнение увеличенного производственного цикла изготовления железобетонного изделия или возведения бетонной конструкции, или позволить значительно сократить температуру прогрева или пропаривания. В результате новое решение обеспечит, в крайне ограниченных сроках, выполнение производственного графика или требуемый темп строительных работ.

	CEM I 52,5N Heidelberg
	PF 7951 + 2% PF 6959 10 °C		PF 7951 20 °C		PF 7951+ 2% PF 6959 20 °C		PF 7951 30 °C		PF 3130 + 2% PF 6959 30 °C
Дозировка	0,30%		0,70%		0,40%		0,70%		0,40%
	1,20 кг		2,80 кг		1,60 кг		2,80 кг		1,60 кг
Расход ­цемента	400,0 кг		8,0 кг		8,0 кг		8,0 кг		8,0 кг
OK 5’	16 cм	100%	21 мм	100%	21 мм	100%	21 мм	100%	21 мм	100%
Прочность 8 ч	3,59 Мпа		1,03 Мпа		23,3 Мпа		9,33 Мпа		43,1 Мпа

	CEM I 52,5 R Holcim
	PF 7951		PF 7951 + 3% PF 6959
Дозировка	0,50%		0,50%
Вода	224 кг/м3		194 кг/м3
Расход цемента	400,0 кг		400,0 кг
ОК 5’	21 см	100%	21 см	100%
Прочность 6 ч	Мпа		8,36 Мпа
Прочность 8 ч	6,91 МПа		20,4 МПа

Новый продукт получил название MC-PowerFlow 6959. Разработка ускорителя основана на большом практическом опыте компании в области создания химических модификаторов бетонных смесей и бетонов. Инновационный ускоритель набора прочности MC-PowerFlow 6959, активно взаимодействуя с частицами цемента, способствует в ранние сроки твердения бетона интенсивному образованию гидросиликата кальция (C-S-H), что, как известно, является основным продуктом гидратации порт­ландцемента и, в свою очередь, отвечает за твердение цементного теста, оказывая ключевое влияние на прочность и долговечность бетона.

Данный процесс обусловлен наличием в составе ускорителя набора прочности нано-дисперсных частиц гидросиликата кальция (C-S-H), обладающих минимальной полидисперсностью. Они специально стабилизированы в объеме в виде водной суспензии. Именно нано-дисперсные частицы позволяют сократить индукционный период гидратации цемента. В итоге стабилизированная суспензия частиц-затравок гидросиликата кальция (C-S-H) выступает в роли кристаллизационного катализатора, способствующего интенсификации процесса гидратации портландцемента. Результатом являются высокие значения ранней прочности бетона без негативного влияния на остальные характеристики, включая конечную проектную прочность.

MC-PowerFlow 6959 позволяет значительно повысить раннюю прочность бетона в первые часы. При этом ускоряющее действие решающим образом зависит от активности применяемых видов цемента. Примерное время максимального ускорения находится для CEM I в диапазоне 6-12 ч, для CEM II – 8-16 ч и для CEM III – 10-20 ч. Оптимальный ускоряющий эффект в большинстве случаев достигается при дозировке 2-3% от массы цемента.

Ускоритель набора прочности MC-PowerFlow 6959 позволяет, наряду с увеличением ранней прочности, еще и увеличить подвижность на величину до 2-х классов в комбинации с суперпластификаторами на основе поликарбоксилатов. Это дает возможность снизить дозировку суперпластификатора на 0,2-0,3% при одинаковой начальной подвижности. При этом сохраняемость подвижности бетонной смеси аналогична сохраняемости подвижности без ускорителя. Комбинация из суперпласти­фикатора MC-PowerFlow и ускорителя набора прочности MC-PowerFlow 6959 создает предпосылки для снижения В/Ц и экономии цемента. Он также способствует сокращению продолжительности и (или) температуры тепловой обработки, что приводит к экономии энергоресурсов и снижению затрат на тепловую обработку изделий (в теплое время года возможен полный отказ от ТО), а также увеличению оборачиваемости форм и, как следствие, росту количества выпускаемой продукции.

Эффективность набора ранней прочности с применением продукта MC-PowerFlow 6959 доступна в широком диапазоне температур. В особенности в зимний период, когда чаще всего возникают трудности с получением требуемых значений ранних прочностей.

Еще одним примером использования MC-PowerFlow 6959 является подбор технического решения для сооружения вантового мостового перехода.

Проектом предусматривались плиты заводского изготовления, и их омоноличивание бетоном (класс бетона B50, F2 300 (в солях)). Монолитные вставки планировалось изготавливать непосредственно на мосту с применением тепляков с температурой около 200°С.

Основной и наиболее сложной задачей было достижение набора прочности – 80% от В50 на 1 сутки при требуемой сохраняемости подвижности смеси 2-3 часа. Для возведения столь сложного и ответственного сооружения было подобрано комплексное решения, включавшее суперпластификатор МС-PowerFlow 7951, воздухововлекающий компонент Centrament Air 202 и ускоритель твердения PowerFlow 6959. Как видно из таблицы, подобранное техническое решение позволило при требуемом воздухововлечении достигнуть сохраняемости подвижности смеси 3 часа и прочность на первые сутки в НВУ – 80% от В50.

Цемент Holcim 52,5N

МС-Techni Flow 173 Кг/%

МС- Сentrament Air 202 Кг/%

MC-Power Flow 6959 Кг/%

Вода

ОК, см Р плотность ВВ, % 5 мин

ОК, см Р плотность ВВ, % 120 мин

ОК, см Р плотность ВВ,% 180 мин

Rср, МПа 1 сутки (НВУ)/ плотность кубика, Рсред

% от класса В50

520

4,68

0,9%

2,08

0,4%

15,6

3,0%

140

ОК=21 см Р-2450 VВВ=3,8%

ОК=22 см Р-2438 VВВ=4,3%

ОК=20 см Р-2446 VВВ=3,9%

51,3 МПа/ 2456

80%

Предложенная заказчику карта подбора прошла все необходимые заключения и требуемые испытания на морозостойкость F2 300, а также получение соответствующего протокола от НИИЖБ или ЦНИИС.

Проект был реализован в 2019 году.

Более подробную информацию о новом ускорителе набора прочности MC-PowerFlow 6959, его характеристиках и сферах применения можно получить, позвонив по телефону +7(962)727-2045.

MC-Bauchemie
www.mc-bauchemie.ru