В.Е. ХОВАНСКИЙ, генеральный директор ООО « БЕТОХИМИКС ГРУПП»
Статья – об уникальной возможности модифицировать не только цементные бетоны, но и сами химические добавки стабилизированными коллоидными растворами в виде лиофобных золей. Последние способны химически осаждать в цементном тесте через золь-гель метод реакционно активные микрочастицы гидроксида железа и гидрофобного диоксида кремния – будущие центры кристаллообразований.
The article is about the unique opportunity to modify not only cement concretes, but also chemical additives themselves with stabilized colloidal solutions in the form of lyophobic sols. The latter are capable of chemically depositing reactive microparticles of iron hydroxide and hydrophobic silicon dioxide in the cement paste through the sol-gel method – the future centers of crystal formation.
В последнее время в быстро развивающейся российской строительной индустрии многократно увеличился спрос на более технологичный цементный бетон с особыми, а иногда и с неординарными свойствами. Существующие химические добавки первого, второго и даже третьего поколений по сути своего воздействия на реологию бетонных смесей и на структуру цементного камня не могут полностью удовлетворить растущие технологические запросы. В тоже время их количество, как и число производителей, не предлагающих ничего существенно нового, кроме самих названий, растет в математической прогрессии.
Еще в самом начале зарождения химического модифицирования цементных бетонов в СССР стали повсеместно применять новый и довольно эффективный для того времени продукт – сульфитно-спиртовую барду (ССБ) на основе технического ЛСТ, что сразу привело к заметному прогрессу в строительной отрасли.
Один из самых известных объектов в советское время, успешно возведенный с применением химического модификатора первого поколения – ССБ – это Останкинская телевизионная башня. Она была построена на профессионально подобранном составе бетонной смеси, известным на то время ученым, к.т.н., инженером-технологом, но почему-то не заслуженно забытым в последствии – Борисом Давидовичем Тринкером. Телебашня до сих пор в эксплуатации, даже не смотря на происшедший в ней сильнейший пожар в августе 2000 года.
Вслед за ЛСТ – отечественным лигносульфонатом, появился еще более эффективный продукт на основе меламин-формальдегид-сульфитной смолы, который впервые был получен в ФРГ и затем привезен в СССР, как пластификатор Мельмент, для исследования. Тогда же группа российских ученых с участием профессора В.Г. Батракова после тщательного изучения его химической основы создала совершенно новый продукт второго поколения – нафталин-формальдегид-сульфонат. После чего, новый модификатор был зарегистрирован как всем нам известный Суперпластификатор С-3.
Самым настоящим прогрессом в технологии химической модификации цементных бетонов стала возможность производить целые линейки новых продуктов, используя эфиры поликарбоксилата. Это был уже серьезный инновационный прорыв, в котором, как и в случае с меламин-формальдегид-сульфитной смолой, нас снова опередил Запад. В 1981 году японская фирма Ниппон Шокубай приступила к разработке поликарбоксилата, базирующегося на эфире метакриловой кислоты, который уже в 1986 году поступил в продажу. До последнего времени продвижение продуктов третьего поколения в виде гиперпластификаторов на основе поликарбоксилатных эфиров осуществлялось только иностранными компаниями, но появление в России местных производителей качественного отечественного сырья кардинально изменило ситуацию.
Следующей ступенью развития химической модификации бетонов в виде продуктов четвертого поколения должны и могут стать лиофобные золи или зольсодержащие пластификаторы. И они уже существуют. Данные инновационные материалы разработаны, заявлены и производятся исключительно российской компанией «НПО БЕТОХИМИКС®» (г. Симферополь).
Все они способны через золь-гель метод [1, c. 46] химически осаждать активные микрочастицы непосредственно из самих продуктов по всей массе бетона, где из них, как из уже готовых центров кристаллизации [1, c. 43], образуются трехмерные пространственные сетки в виде матриц из кристаллов особой формы и сетчатых полимеров, повышающие прочность цементного камня по типу его армирования. Важный вопрос о необходимости создания в России подобных продуктов, иногда с приставкой «нано», за последние два десятка лет часто поднимался как на правительственном уровне, так и на различных научных конференциях. А выводы по многочисленным докладам в большом количестве публиковались в специализированных журналах [2], в которых довольно оптимистически рапортовалось о якобы уже существующих планах и не только по созданию самих инновационных продуктов, но и по их промышленному производству [3].
Даже по истечении двадцати лет все эти планы так и остались планами, а сами «разработки», зависнув на стадии лабораторных экспериментов, трансформировались в очень прибыльный и достаточно успешный «бизнес» бесконтрольного привлечения и «освоения» финансовых государственных активов в виде безвозвратных грантов под несуществующие продукты. В результате чего была полностью, и возможно даже навсегда, дискредитирована сама идея создания в России таких эксклюзивных химических соединений, как стабилизированные лиофобные золи, истинное предназначение которых – производство цементных бетонов с нестандартной прочностью и долговечностью.
Абсолютно все победные реляции, периодически появлявшиеся в обширном информационном поле страны, о создании и даже о промышленном испытании пробных партий таких материалов в последствии ничем не подтверждались, несмотря на имеющиеся факты об официальной регистрации Технических Условий на якобы уже существующие золь-модификаторы [3]. Также, после очень частого упоминания, поначалу снискавшая себе огромную популярность приставка «нано», затем, превратилась в настоящую антирекламу для любого российского продукта, в случае ее добавления к названию.
В тоже время развитие страны без собственных инновационных разработок, направленных на создание новых видов продукции с улучшенными характеристиками как в гражданском, так и в военно-промышленном секторах – просто невозможно. Простого решения этого вопроса не существует, но прямое внедрение новых отечественных технологий и материалов под Товарным Знаком БЕТОПРЕСС, на многих производствах химических добавок и цементных бетонов все же способно изменить сложившуюся на сегодня непростую ситуацию. Иначе мы окажемся далеко-далеко позади, что уже было не раз, тем более, что наша российская наука, не справившись с задачей, представила взамен справедливо ожидаемых от нее готовых золь-модификаторов огромное количество научных статей с множеством диссертаций [3] и абсолютно ни единого продукта. Надо понимать, что именно сами статьи и стали тем конечным результатом их научной деятельности в данной области, которая щедро оплачивалась и оплачивается из бюджета страны.
Чтобы совсем не отстать от коллективного Запада, который инвестирует в свои корпоративные программы по созданию продуктов категории «нано» миллиарды евро [1, c. 40], российская научно-производственная компания из Крыма – «НПО БЕТОХИМИКС®» готова прямо сейчас предоставить все свои наработки в виде промышленно произведенных золей и к ним, совершенно бесплатно, составы золь-модификаторов на основе отечественных поликарбоксилатов (включая ПМД). Технология производства золь-модификаторов малозатратная и совсем несложная, здесь только надо знать, как и из чего, строго по рецепту и вплоть до десятых долей грамма нужного ингредиента на килограмм каждого золь-модификатора – этакое «ноу-хау»! Здесь, практически, справится любой производитель, правда внедрить их в строительную индустрию страны, которая остро нуждается в подобных инновационных продуктах, ему будет довольно сложно, если судить по нашему горькому опыту! Оказалось, легче разработать эксклюзивный продукт, чем доказать его существование. Возможно, что безвозмездное предложение по уже готовым рецептам даст толчок к продвижению новых отечественных технологий и продуктов. Будем надеяться.
Выпуск разработчиком, по причине его малой известности, сравнительно небольших объемов своей продукции не может серьезно повлиять на формирование такого важного направления в отечественном строительстве, как производство высокопрочных цементных бетонов нового поколения. Только профессиональная презентация самой компании, желательно на государственном уровне, а также ее авторских продуктов, позволит изменить ситуацию. Возможно, отсутствие не столько компаний, сколько самих НИИ, способных разработать хоть один лиофобный золь в комплексе с технологией его промышленного производства, и стало той причиной, по которой все технологи отказываются не то, что тестировать, но и даже слышать про продукты четвертого поколения, просто не веря в возможность их существования.
Гидрозоли расходуются микродозами, если они настоящие, а не просто самые обычные жидкие гиперпластификаторы, якобы уже модифицированные, к примеру, углеродными нанотрубками, подтвердить наличие которых очень трудно, особенно при полном отсутствии положительного эффекта от применения самого продукта.
Теперь пришло время ответить на часто задаваемый вопрос о патентовании наших продуктов. Такое действие возможно, но лишь с последующей продажей патента, что зависит только от желания и наличия самого покупателя, иные варианты не рассматриваются. В нашем понимании брать патент на химическую добавку без дальнейшей его продажи – это пиар или реклама своего «изобретения», которое не то, что за деньги, но и даром никому не требуется. Патент ради патента. Для примера: самые известные и эффективные химические добавки не запатентованы, но в тоже время производятся и пользуются огромным спросом, а те, на которые патент выдан – существуют лишь на бумаге, как почетная грамота себе любимому или же целому коллективу и, таких, абсолютно никому не нужных, – несметное количество в Роспатенте.
Комплексные золи серии БЕТОПРЕСС®, как эффективные модификаторы четвертого поколения, в виде стабилизированных коллоидных растворов производятся не в стерильных лабораторных условиях, а в обычных производственных, но при этом, они дозируются как настоящий лабораторный продукт – не более чем 0,025% по весу к массе цемента. Для более ясного понимания: 1000 литров лиофобного золя хватит при самом максимальном его расходе на 4200 тонн вяжущего вещества для производства, например, гидрофобного бетона. Это порядка 60-ти железнодорожных вагонов цемента или же на модификацию 42000 килограмм химической добавки в жидкой форме при ее дозировке в границах 0,6-1,2%. Для экономии на логистике, учитывая огромные размеры нашей страны, лучшего продукта просто не найти, а тем более на экспорт.
Нашими разработками в форме коллоидных растворов можно модифицировать не только всевозможные легкие газобетоны, пенобетоны, полистиролбетоны, включая вибропрессованные изделия, но и сами химические добавки для товарных бетонов и ЖБИ. Так, с помощью довольно мизерной дозы можно перевести уже готовую химическую добавку из обычного рядового продукта сразу в инновационный, с применением которого бетонная смесь, бетон или бетонное изделие приобретают иные свойства и статус. Или же создать абсолютно новый, например, комплексный гиперпластификатор, лишь добавив в его поликарбоксилатную основу, как в сырье, сам золь, воду и пеногаситель, что под силу любому предприятию, у которого для осуществления строительства имеются собственные бетонные заводы с лабораториями, тем более российские ГОСТы это не запрещают.
Используя весь свой профессиональный опыт инновационная компания «НПО БЕТОХИМИКС®» с 2022-го года открыла новое для себя направление – разработку готовых составов для промышленного производства гиперпластификаторов четвертого поколения на основе эфиров поликарбоксилата от компании «Синтез ОКА» и собственных гидрозолей серии БЕТОПРЕСС®. Цель проекта – показать саму возможность производства отечественных золь-модификаторов четвертого поколения для тяжелого бетона. Уже получены первые положительные результаты в условиях лаборатории (протокол № СТ 0140-0143). Но это только капля в море. Если по нашему примеру производители химических добавок также начнут выпускать, опираясь на наш профессиональный опыт, такие же золь-модификаторы, то в пределах России, а может даже и в мировом масштабе произойдет стремительный переход на совсем иной технологический уровень!
В таком случае, комплексные стабилизированные золи, благо у них очень мизерный расход, мы стали бы поставлять не только с рекомендациями, но и с рецептурой самих гиперпластификаторов. Компания не выступает в роли конкурента производителям химических добавок, наоборот, она может стать надежным партнером и поставщиком эксклюзивного сырья для их производств. Так, как наши золи в чистом виде применяются только в вибропрессовании жестких смесей и при приготовлении легких ячеистых бетонов, а в других технологиях, где используют литые смеси, лишь с водоредуцирующими добавками, например, с гиперпластификаторами на основе эфира поликарбоксилата, производство которого в нашей компании отсутствует. Поэтому мы занимаемся разработкой составов и технологий для собственного производства гидрозолей – именно тем, что у нас получается лучше всего.
Российская компания «НПО БЕТОХИМИКС» без сторонней помощи смогла самостоятельно разработать не только не имеющий аналога состав лиофобного золя, но и саму технологию его промышленного производства без применения дорогостоящего автоклавного оборудования в виде химических реакторов, используя в его синтезе при обычном атмосферном давлении только нормальные температуры. К тому же не просто один-единственный, а целую серию абсолютно разных по свойству, составу, цвету, вязкости и даже запаху продуктов. Хочется добавить, несмотря на то, что в России и не только в одной нашей стране было предпринято довольно большое количество попыток произвести хотя бы один такой продукт, наши потенциальные конкуренты за все десять лет производства компанией зольсодержащих модификаторов и лиофобных золей под Товарным Знаком БЕТОПРЕСС®, так и не появились.
С самого начала 2015 года продукция от НПО БЕТОХИМИКС® практически не востребована в РФ, даже не смотря на ее первоначальный успех в 2012-14 годах, когда Крым еще был в составе Украины. Такая, просто невероятная, невостребованность имеет под собой две основные причины. Первая – это необоснованное недоверие российских технологов ко всем тем техническим описаниям продуктов, включая протоколы испытаний, которые есть на официальных сайтах двух наших компаний, а также в журнальных статьях и на строительном форуме. Вторая – это реальное отсутствие на многих российских производствах настоящих специалистов не по наличию диплома, они есть на руках, а именно по знаниям и таланту, что бы правильно испытать, сравнить и применить те образцы, которые мы им любезно предоставили.
В результате, всего лишь 5% из них, все же смогли разобраться в эффективных свойствах модификаторов серии БЕТОПРЕСС®. В последствии все те предприятия, которые они представляли, стали нашими постоянными партнерами на многие годы. Но это, как вы понимаете, очень ограниченное количество. Вышеуказанные причины связаны между собой в один «заколдованный» круг неверия и неумения, круг, который практически невозможно разорвать, а иногда и само нежелание, что-то менять, пусть даже и к лучшему, становится непреодолимой преградой для любых инноваций.
Все попытки автора в течение десяти лет наладить контакт с официальной российской наукой не принесли никаких положительных результатов, кроме получения им одного единственного предложения; «прибыть и выступить с докладом на заседании экспертного совета РАН со всей «своей доказательной базой?!». Зачем кому-то, тем более тому, кто сам не смог решить такую задачу надо еще доказывать то, что не только реально существует, но и отлично работает не один год.
Компания за все время своего существования уже достаточно много раз доказала на практике способность не только к разработке коллоидных растворов в форме золей, но и самих товарных продуктов в виде золь-модификаторов. Общее количество которых давно перевалило за два десятка, вот именно к ним, по праву, подошла бы приставка «нано» [2]. Российская строительная индустрия давно ждет подобные инновации, кстати они уже лет десять как существуют! Свою часть работы мы выполнили и готовы к сотрудничеству.
Применяя наши многоцелевые стабилизированные коллоидные растворы серии БЕТОПРЕСС®, не имеющие аналогов ни в России, ни на Западе, теперь совсем несложно будет разрабатывать десятки и даже сотни различных отечественных комплексных золь-модификаторов четвертого поколения с иными свойствами воздействия на бетонную смесь и бетон, в сравнении со всеми до этого существующими.
Прочность тяжелого бетона на сжатие не зависит на прямую от количества в нем цемента. Прочность подвижного зависит от В/Ц, а вибропрессованного – от коэффициента уплотнения. Применение химических водоредуцирующих добавок в первом случае и тиксотропных, повышающих способность жесткой смеси при механическом воздействии к уплотнению во втором, приводит к экономии самого дорогого компонента – цемента. Лиофобные золи с расходом 0,025% дополнительно увеличивают на сжатие прочность цементного камня на 25-40% за счет образования в нем трехмерной сетки в виде матрицы из кристаллов особой прочности и сетчатых полимеров, а некоторые из них, при этом, способны даже заменить энергоемкую пропарку бетонных изделий (протоколы № СТ 0135-0137, № СТ 0138-0139).
P.S. Слово инновация означает научное открытие, доведенное до уровня практического использования.
Библиографический список:
1. Синтез наномодифицирующих добавок для технологии строительных материалов: монография / О.В. Артамонова; Воронежский ГАСУ. – Воронеж, 2016, – 100 стр.
2. Сватовская Л.Б., Соловьёва В.Я., Степанова И.В., Старчуков Д.С. Нанодобавки из кремне- и железосодержащего (III) золя для тяжёлого бетона на рядовых цементах // Нанотехнологии в строительстве: научный Интернет-журнал. М.: ЦНТ «НаноСтроительство». 2010, Том 2, № 5. С. 61-68.
3. Степанова И.В. Разработка и применение новых зольсодержащих добавок для повышения качества бетонов разной плотности : автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук : спец. (05.23.05) / Степанова Ирина Витальевна; [C.- Петербургский госуниверситет путей сообщения МПС РФ]. – Санкт-Петербург, 2004. – 24 с.: ил.; 21 СМ. – Библиогр.: с. 23-24 (назв.)
Генеральный директор ООО «БЕТОХИМИКС ГРУПП»
Владимир Евгеньевич Хованский.
https://betopress.ru
+79782847455 Волна.
info@betohimiks.ru
