В.Е. ХОВАНСКИЙ, генеральный директор ООО «БЕТОХИМИКС ГРУПП»

В статье говорится о промышленном полистиролбетоне, изготовленном без вовлечения воздуха и с применением инновационного комплексного продукта от российской компании «НПО БЕТОХИМИКС», который впервые за всю историю своего производства стал отвечать требованиям ГОСТ по прочности на сжатие, что можно рассматривать, как довольно серьезное достижение в химической модификации этого легкого бетона.

Industrial polystyrene concrete made without air involvement and using an innovative complex product from a Russian company «NPO BETOCHIMIKS», for the first time in the history of its production, began to meet the requirements of GOST for compressive strength, which can be considered as a rather serious achievement in the chemical modification of this lightweight concrete.

Полистиролбетон (далее ПСБ) известен с шестидесятых годов прошлого столетия. Последний ГОСТ на него вступил в действие в 2017 году. Технология производства совсем не сложная. Сначала из суспензионного полистирольного бисера крутым паром вспучивают полистирольные гранулы (далее ВПГ), которые после определенной выдержки замешивают в сильно подвижном цементном тесте.

Идеально гладкая поверхность сверхлегких пенополистирольных гранул обладает водоотталкивающим (гидрофобным) свойством, и поэтому цементный раствор не может удержать их от всплытия, что приводит к расслоению смеси. В данной ситуации для производства ПСБ такая поверхность должна быть предварительно покрыта специальным составом, или же требуется ввести воздухововлекающую химическую добавку в сам замес.

Наиболее известная воздухововлекающая и самая «популярная» химическая добавка для ПСБ – это отечественная СДО (смола древесная омыленная). Добавка обладает как воздухововлекающим, так и гидрофобизирующим свойствами. Но есть одно «но»!

Производится она из отходов, полученных при переработке древесины, не имеет стабильных свойств, и к тому же, обладая при испарении резким химическим запахом, может вызывать аллергию.

Различные породы древесины имеют неоднородный химический состав как омыляемых, так и не омыляемых смоляных кислот, поэтому каждая последующая партия произведенной добавки СДО заметно отличается от предыдущей.

Такое непостоянство свойств негативно сказывается на качестве продукции. И как только технолог на производстве приноровится к свойствам одной партии СДО, уже поступает другая, и все приходится начинать с самого начала. Отсюда нестабильные характеристики и довольно низкая прочность промышленного полистиролбетона.

Химическая добавка СДО в ПСБ смеси придает водоотталкивающей поверхности гранул только свойство смачивания, а не саму адгезию, которая просто невозможна по причине несовместимости таких разных материалов, как полимер и минеральное вяжущее – цемент. Последний, обладая всеми свойствами клея, соединяет между собой только подобные себе минеральные материалы, а при ныне существующей технологии производства ПСБ никакая химическая добавка проблему адгезии не решит.

Добавка СДО снижает поверхностное натяжение воды на границе раздела фаз жидкость-воздух и при этом, несмотря на снижение расхода самой воды, увеличивает объем цементного теста за счет вовлеченного воздуха. Его [воздуха – ред.] упругие пузырьки удерживают гранулы от всплытия, а ставший более легким цементный раствор от осаждения. В результате мы имеем ПСБ в котором, кроме легких пенопластовых шариков дополнительно присутствует воздух, на манер пенобетона и в довольно большом количестве.

Воздух, как известно, не только способствует раздвижке и удержанию гранул, но и приводит к серьезному падению прочности самого цементного камня на сжатие [7, с. 68-72]. Таким образом, мы, защищая гранулы от всплытия, а смесь от расслоения при помощи СДО сами наносим вред своей же продукции. В конечном итоге получаем материал, который только по внешнему виду и объемному весу может соответствовать ГОСТ, а по прочностным и иным характеристикам – совсем нет!

Теперь настоятельно рекомендуем забыть все, о чем вас до этого информировали про технологию производства промышленного полистиролбетона на добавке СДО или ей подобной. Даже несмотря на его определение в том же ГОСТ 33929-2016, что ПСБ «особо легкий бетон, произведенный с использованием воздухововлекающих добавок, поризующих цементный камень».

И обратить внимание на прогрессивную технологию, которая полностью исключает вовлечение воздуха в смесь. Инновация нашей технологии заключается в предварительной обработке поверхности вспученных полистирольных гранул специальным клеевым составом с последующей его полимеризацией.

По данной технологии, увеличение объема цементного теста для заполнения всего пространства между гранулами ПСБ в смеси произойдет только за счет расхода воды, а не вовлеченного воздуха, который теперь будет излишним. Вовлеченный добавкой СДО воздух в цементный камень, в крупных порах, не повысит его сопротивление теплопередаче, а скорее даже наоборот. Для повышения сопротивления теплопередачи материалу требуются микропоры определенного диаметра и особой формы расположения [3, c. 24-25].

Такое понятие, как водоцементное соотношение в легких и ячеистых бетонах не работает. Вода в них дозируется по потребности самой смеси до ее нужной подвижности и удобоукладываемости, не имея четкой привязки к количеству цемента. Химически не связанная вода после окончания твердения просто испарится, оставив после себя в цементном камне микропоры и тонкие капилляры. В конечном итоге, оба полистиролбетона в сухом состоянии будут иметь равный объемный вес при одинаковом количестве цемента и совершенно разную прочность на сжатие из-за большого различия в диаметрах воздушных пор между образцами [3, c. 24-25] [7, c. 68-72].

По новой технологии, гидрофобное свойство поверхности вспененных гранул требуется изменить на гидрофильное, покрыв их полимер-силикатным клеевым составом [8, c. 25-32] «ПОЛИТЕРМ-АДГЕЗИВ». Он был специально разработан для промышленного применения компанией «НПО БЕТОХИМИКС» (г. Симферополь). Такой прием не только сменит гидрофобность на гидрофильность, но и придаст для адгезии самой поверхности гранул свойства силикатов, из которых состоит портландцемент. Именно в этом и заключается инновация на уровне «ноу-хау».

С появлением свойства адгезии у поверхности полимерного заполнителя новая технология легко соединит его через кристаллические сростки вяжущего (со стороны цементного камня) с поверхностью полимер-силикатной пленки клея (со стороны гранул) в единый композит. Это при полном отсутствии вовлеченного воздуха приведет к обязательному повышению прочности в сравнении с составом на СДО [2, c. 156] [8, c. 25-32]. На месте разрыва образца ПСБ во время его испытания на сжатие все полистирольные гранулы будут просто разорваны пополам по причине высокой адгезии и ни одной выпавшей.

Сам процесс обработки гранул занимает очень мало времени. Клеевой состав «ПОЛИТЕРМ-АДГЕЗИВ» из нескольких клеев как органического, так и неорганического происхождения, комплексона и ПАВ, в предварительно разбавленном состоянии наносится методом распыления на не смачиваемую водой поверхность будущих гранул «ПОЛИТЕРМ» при перемешивании. Где он в силу своих особых свойств и низкого поверхностного натяжения практически мгновенно покрывает гранулы по всей поверхности, не осаждаясь на стенках промышленного смесителя.

Для визуального контроля за равномерностью покрытия в состав (при его разбавлении водой) рекомендуется вводить краситель нужного цвета. После быстрой обработки гранулы помещаются в перфорированные или сетчатые мешки для дальнейшей полимеризации клеевой пленки при их хранении на складе или перевозке в торговую сеть.

Обработанные гранулы в процессе полимеризации клея не слипаются и в последствии прекрасно замешиваются в цементном тесте как в производственных, так и в бытовых условиях, любым способом и на любом оборудовании. Смесь не подвержена расслоению [8, c. 25-32] и поэтому такие гранулы всегда будут востребованы на отечественном рынке строительных материалов, как самостоятельный товарный продукт. Также гранулы «ПОЛИТЕРМ» с измененными свойствами поверхности позволяют изготавливать полистиролбетонную смесь без применения СДО и каких-либо воздухововлекающих добавок! Только гранулы, цемент и вода.

Это, в свою очередь, приведет к более качественной подаче ПСБ смеси сплошной однородной массой. И не только при помощи героторного (винтового) насоса по шлангам, но и обычным бетононасосом по трубам, практически на любую высоту и расстояние. И без расслоения!

А для тех производителей, у которых нет условий вспенивать гранулы и покрывать их самостоятельно, или нет возможности приобретать уже обработанные, также есть шанс отказаться от такого нестабильного продукта, как СДО и перейти на наш химический комплекс.

Он состоит из микро-воздухововлекающей добавки «БЕТОПРЕСС ЗАМЕНИТЕЛЬ ИЗВЕСТИ» и стабилизатора смеси «БЕТОПРЕСС ЭКСТРУЗИЯ», с общим их расходом 1 кг на 1 м3 полистиролбетона. [1, c. 5,6].

Оба продукта содержат сульфонол в мизерных концентрациях, который не только улучшит качество вымешивания пенополистирольных гранул в цементном тесте, но и повысит конечную прочность самого ПСБ. Это произойдет при прорастании в образовавшиеся с его помощью поры в цементном камне кристаллов портландита и отдельных игл эттрингита [9, с. 10-16]. Правда, сцепления заполнителя с цементным камнем при этом тоже ждать не приходится, как, впрочем, и на самом СДО.

Модификатор «ЗАМЕНИТЕЛЬ ИЗВЕСТИ» был создан на основе отечественной кремнийорганической жидкости – метилсиликоната (силиконового полимера), который является гидрофобизатором поверхности минеральных материалов для защиты их от воды, образования и развития сырости, включая плесневые грибницы [5, c. 244-245] [4, с. 5-9]. Самая высокая эффективность данного гидрофобизатора проявляется на кальций содержащих материалах. В портландцементе при его гидролизе и гидратации образуется до 20% гидроокиси кальция.

Добавка-модификатор, вступая в химическую реакцию с продуктами гидратации цемента, конкретно с реакционно способной известью, образует новые соединения. Такие как органометаллокальцийсилоксаны и кремнийполимеры со связью –Si-O-Si- и гидроксильной группой атомов – ОН [4, с. 5-9]. Которые в комплексе с другими ингредиентами добавки, ускоряя набор прочности цементного камня, также увеличивают его морозостойкость, водостойкость и долговечность.

Подобный нашему инновационному клеевому покрытию «ПОЛИТЕРМ-АДГЕЗИВ», продукт «E.I.A» для изготовления полистиролбетона производится в Европе итальянской компанией «Edilteco S.P.A.», специализирующейся на разработке технологий и поставке эксклюзивных химических добавок, оборудования и материалов для легких бетонов, c непосредственной передачей «ноу-хау» на их применение. Несмотря на свою высокую стоимость, продукты этой компании имеют своих постоянных потребителей во всем мире.

Россия не исключение. Акционерное общество «Мосстрой-31» является единственной в России группой компаний (согласно информации на их официальном сайте), имеющей эксклюзивное право производить продукт «ПОЛИТЕРМ» – полистирольные вспученные гранулы голубого цвета, покрытые «адгезивным клеевым» составом по итальянской технологии, что они и делают на протяжении многих лет.

Однако теперь с выходом на рынок новых российских продуктов и технологий появилась хорошая возможность для конкуренции с зарубежными и отечественными монополистами и в жестких условиях западных санкций становится возможным реальное замещение импорта на более эффективные и менее дорогие отечественные продукты от российского разработчика и производителя.

Тем более, что конечная цена в России одного кг «клеевого» состава «E.I.A» от компании «Edilteco S.P.A.» ещё в 2021 году, с доставкой до потребителя составляла 3,5 евро при оптовой партии, и уже на тот момент превышала ценовой уровень российского производителя. При этом итальянский продукт не имеет никакого отношения к клею – им просто невозможно склеить две пенопластовые поверхности, в отличие от концентрата «ПОЛИТЕРМ-АДГЕЗИВ», который соединит их намертво, что легко проверяется опытным путем!

Итальянский «клеевой» состав, которому более подходит характеристика – мыльный, после нанесения и просушки меняет неполярное (гидрофобное) свойство поверхности пенополистирольных гранул на полярное (гидрофильное) и только. В итоге гранулы хорошо смачиваются цементным тестом и равномерно распределяются по всей массе полистиролбетонной смеси.

Импортный продукт не может изменить свойство поверхности материала гранул, например, с полистирольного на полимер-силикатное, для адгезии цемента, как в случае с применением «ПОЛИТЕРМ-АДГЕЗИВА», но и не требует воздухововлечения, как с СДО.

Ниже приводим отрывок текста, с официального сайта итальянской компании «Edilteco S.P.A.» с сохранением орфографии и стиля перевода: «Гранулы обрабатываются производственным способом специальной добавкой EIA, которая гарантирует отличное смешивание с гидравлическим вяжущим веществом, равномерное распределение компонентов в растворе, исключая всплывание гранул на поверхность». И всё! Ни адгезии, ни слова о клее!

В доме, построенном из прочного промышленного полистиролбетона нового поколения, произведенного по прогрессивной безвоздушной технологии на покрытых полимер-силикатным составом гранулах «ПОЛИТЕРМ», или же, на обычных, но с добавками «ЗАМЕНИТЕЛЬ ИЗВЕСТИ» и «ЭКСТРУЗИЯ», зимой будет тепло, а летом прохладно и всегда комфортно, из-за его благоприятного микроклимата [6 c. 101-103].

Компания «БЕТОХИМИКС ГРУПП» предлагает сотрудничество всем потенциальным изготовителям гранул «ПОЛИТЕРМ», с нанесенным на них отечественным продуктом, а, также, производителям сухих строительных смесей, товарного и заводского ПСБ, организациям и предприятиям, всем тем, кто проявляет интерес к нашими авторским продуктам.

Библиографический список:
1. Официальный сайт компании: https://betopres.ru /#products 5,6. ИНТЕРНЕТ-РЕСУРС.
2. Рыбьев И.А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ (искусственные строительные конгломераты): Учеб. Пособие для вузов. – М.: Высш. Школа, 1978. – 309 с., ил.
3. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающей частей зданий. Изд. 4-е, перераб. и доп. М., Стройиздат, 1973, с. 287.
4. Госстрой СССР. Научно-исследовательский институт бетона и железобетона. Батраков В.Г. Повышение долговечности бетона добавками кремнийорганических полимеров. Под редакцией д-ра техн. наук В.М. Москвина. М., Стройиздат, 1968. – 135 с., ил.
5. Сенченок Н.М. Сырость в жилых зданиях, её источники и борьба с ней. М., Стройиздат, 1967. – 255 с., ил.
6. Заварина М.В. Строительная климатология. Гидрометиоиздат. Ленинград 1976. – 311 с., ил.
7. Толмачев С.Н., Беличенко Е.А. Влияние вовлеченного воздуха на свойства дорожных бетонов и фибробетонов. Научно-технический и производственный журнал «Строительные материалы», январь/февраль.
8. Лукутцова Н.П., Пыкин А.А., Соболева Г.Н. Структура и свойства полистиролбетона с силикатными пастами. Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова, 2017, №11.
9. Сударев Е. А. Интенсификация процессов гидратации и твердения цемента при механохимической и химической активации. Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидат технических наук. Томск – 2012.

С протоколом проведенных испытаний можно ознакомиться по ссылке>>>

https://betohimiks.ru/
https://betopres.ru/
info@betohimiks.ru
+7 (978) 284-74-55
Адрес производства:
295001, РФ, Республика Крым, г. Симферополь, ул. Крылова, 155 А