В данной статье речь пойдёт о реальной возможности производить на смену обычному бетону – бетон, структурированный коллоидными наночастицами, который, теперь, будет относиться к новому поколению наноструктурированных строительных материалов согласно ГОСТ ISO/TS 80004-1-2017. Такой инновационный бетон станет просто незаменимым при возведении ответственных зданий и при устройстве долговечных фундаментов, а также мостов, плотин, дорог, аэродромов и портовых сооружений, что особенно важно в суровых климатических условиях Крайнего Севера и Арктики.
This article will focus on the real possibility of replacing conventional concrete with concrete structured with colloidal nanoparticles, which will now belong to a new generation of nanostructured building materials in accordance with GOST ISO/TS 80004-1-2017. Such innovative concrete will become simply indispensable in the construction of responsible buildings and in the construction of durable foundations, as well as bridges, dams, roads, airfields and port facilities, which is especially important in the harsh climatic conditions of the Far North and the Arctic.
В.Е. ХОВАНСКИЙ, Генеральный директор ООО НПО «БЕТОХИМИКС» и ООО «БЕТОХИМИКС ГРУПП»
Научная идея производить на основе золей особо эффективные химические добавки для наноструктурирования цементных бетонов постоянно обсуждается вот уже почти четверть века практически во всех строительных ВУЗах страны, вплоть до сегодняшнего дня. Даже была создана корпорация АО «РОСНАНО» для успешного продвижения отечественных нанотехнологий, для обретения Россией технологического суверенитета в этой области. За весь прошедший период, с 2000-го года, в России уже было якобы не только разработано, но и запатентовано, и применено в промышленных условиях некое количество продуктов в виде коллоидных растворов, представляющих золи, на часть которых даже смогли зарегистрировать Технические условия, взять патенты и защитить диссертации. Патенты были получены не только на сами золи, но и на все разработанные в лабораторных условиях с их применением рецептурные составы тяжёлых и лёгких бетонов, которые потом стали именоваться во всех официальных документах «наномодифицированными» бетонами или же, кратко, – «нанобетонами», а сами золи – просто «нанодобавками».
Только лишь со временем всем стало предельно ясно, что все эти золь-модификаторы для бетона, кремнезоли и прочие золи, о наличии которых нас периодически ставили в известность каждый раз при их очередном «научном открытии», на самом деле существуют лишь только в информационном поле или на лабораторном уровне. Они нигде и никем, ни тогда, ни сейчас, не применялись и не применяются при промышленном производстве бетона. Все компании, все эти ООО и АО, которые фигурировали в текстах диссертаций или иных публикаций о внедрении на своих производствах в экспериментальных партиях бетона различных золей от научных коллективов и отдельных авторов, уже много лет как прекратили существование в результате своей ликвидации. И только сами авторы, получив грант или защитив диссертацию, продолжают трудиться и сегодня. В то же время до сих пор нет ни одного практического подтверждения того, что синтезированные ими золи, или же, как во всех диссертациях и ТУ, – «кремнезоли» на основе жидкого стекла, могут принести цементному бетону хоть какую-то пользу при применении.
Коллоидные растворы, именуемые кремнезолями, для производства наноструктурированных цементных бетонов продолжают свою «активную» жизнь и в наши дни, но лишь на бумаге: в научных статьях и в таких же докладах, а больше всего – в лекциях, диссертациях и патентах; не отстаёт и пресса. Например: «Российские учёные, применяя золь, получили нанобетон и к нему патент!» Здесь следует пояснить, что такие определения, как «наномодифицированный» бетон, «нанобетон» или тот же самый «наноцемент», полностью отсутствуют в столь важном международном документе, как ГОСТ ISO/TS 80004-1-2017 «Нанотехнологии, основные термины и определения». В нём есть наноулучшенные или же наноструктурированные продукты, а сами патенты нужны были только лишь как обязательное условие для получения грантов, а отнюдь не для производства по ним продуктов категории НАНО, что и подтверждается полным их отсутствием на российском рынке.
В то же время инновационная научно-производственная компания ООО «НПО БЕТОХИМИКС»® (Республика Крым, г. Симферополь), одна-единственная в своём роде на всю Россию, своими силами, как бы соревнуясь сразу со всеми строительными ВУЗами страны, за последние 13 лет смогла не только разработать целую серию коллоидных растворов, но и довести её до массового как производства, так и применения, практически с самых первых дней создания каждого из нанопродуктов и при наличии всех разрешительных на то документов. Фактически компания в данном негласном соревновании одержала полную победу, выставив против научных статей и невостребованных патентов полностью готовые к промышленному применению продукты. Все наши золи – из отечественного сырья! Все они разработаны автором на основе последних научных достижений физической, коллоидной химии и химии высокомолекулярных соединений и не имеют себе аналогов по многим своим характеристикам.
Серия «БЕТОПРЕСС»® НАНО представляет собой три группы стабилизированных коллоидных растворов, где одна – это золи из мицелл гидроксида железа ТУ 2601-001-00823210-2015, вторая – тоже золи, но уже из мицелл кремнийорганического полимера силикона ТУ 23.64.10-001-00476814-2024. Последняя, третья группа продуктов, состоит из большого количества комплексных золь-модификаторов, производимых на основе вышеназванных гидрозолей. Для подтверждения их эксклюзивности возьмём, к примеру, такой продукт, как золь-гидрофобизатор «Флюкс-2ГФ», разработанный ещё в 2017 году и имеющий оптимальную величину своей дозировки в 0,01% к массе вяжущего, что по сухому веществу составляет всего лишь 2 грамма при номинальной стоимости такого расхода в 12 рублей на 100 килограмм цемента. Затем будем пытаться подобрать ему аналог среди многих и многих сотен иных химических добавок для бетона, представленных в России, и, конечно же, ничего даже похожего среди них мы найти просто не сможем.
Компания ООО «НПО БЕТОХИМИКС»® имеет полное право называться инновационной компанией, так как термин «инновация» может трактоваться напрямую как прогрессивная научная идея, полностью доведённая до своего практического применения, что нам, собственно, удалось, и даже во множестве. Продуктов, подлежащих патентованию, у компании уже десятки, только нас доходы в виде грантов совсем не интересуют. Самая главная наша цель — не гранты, а именно суверенитет России в области строительных нанотехнологий, основанный на промышленном производстве таких коллоидных растворов, подобных которым до сих пор нет ни в странах Азии, ни в странах Европы, ни даже в самой России, даже несмотря на наличие у граждан и вузов большого количества всевозможных патентов на подобные продукты. Патенты есть! Продуктов нет!
Продвижение продуктов и технологий под Товарным Знаком «БЕТОПРЕСС»® и есть тот самый верный путь для достижения нашей страной технологического суверенитета в области строительных нанотехнологий на деле, а не просто на словах. Наличие у целых коллективов или отдельных авторов большого количества невостребованных патентов на золи информирует нас об их научной деятельности без результата. Настоящим результатом может считаться только наличие нанотехнологического продукта в материальном исполнении, изготовленного в промышленных условиях и объёмах и применяемого на производстве бетона, как это происходит с нашими золями, а не многолетнее существование никому не нужного патента в качестве «почётной грамоты» самому себе или же целому коллективу.
Далее в тексте речь пойдёт лишь только о двух коллоидных растворах из линейки «Флюкс», какие в своё время были разработаны автором на основе мицелл силикона (кремнийорганика) для производства водонепроницаемого и гидрофобного бетона. Среди некоторых горе-специалистов бытует такое ошибочное мнение, что гидрофобный бетон обязательно должен быть ещё и водонепроницаемым! Совсем не обязательно! Точно так же, как и не обязательно водонепроницаемому бетону быть вдобавок и гидрофобным, он может быть и просто гидрофильным, всё будет зависеть только от того, какое именно из двух свойств придаст ему химический модификатор – полярное или же неполярное. Гидрофобность и водонепроницаемость – это разные свойства материалов, но они могут сочетаться в одном изделии.
Уникальность наших золей не в том, что их расход всего 0,01%, а в том, что влияния столь мизерной дозы (10 грамм продукта в жидкой форме на 100 килограмм цемента) будет вполне достаточно, чтобы такой удачно синтезированный нанозоль, как «Флюкс-2ГФ», смог продлить жизнеспособность бетонной смеси при транспортировке (с изменённой им же её реологией) до трёх и более часов. Затем, придать товарному бетону по окончании фазы его основного твердения (согласно ГОСТ) на 28-е сутки – гидрофобность, водонепроницаемость, морозостойкость, а также высокую стойкость ко всем противоморозным реагентам с надёжной защитой бетонной поверхности от её шелушения. Это просто незаменимые качественные свойства абсолютно для всех бетонов, прошедших наноструктурирование гидрозолем, включая снижение линейной усадки и только за счёт дисперсного самоармирования цементного камня, что очень важно при устройстве аэродромов, мостов, дорог и портовых сооружений, эксплуатируемых в жёстких климатических условиях Крайнего Севера и Арктики. В том числе и для любого подземного бетонирования, которому теперь гидроизоляция вовсе не потребуется, включая все фундаменты и буронабивные сваи.
Продолжим описание свойств продукта «Флюкс-2ГФ». Данный золь универсален и может быть использован в качестве одной-единственной добавки – регулятора реологических свойств как в подвижном товарном бетоне, так и в полусухой бетонной смеси, применяемой в различных технологиях интенсивного формования: в вибропрессовании и гиперпрессовании или же при послойной трамбовке жёсткого бетона. При этом прочность литого бетона на сжатие, включая сухопрессованные изделия, должна увеличиться на +30% к контрольному и только лишь за счёт механизма наноструктурирования цементного камня коллоидными частицами, образующими в нём трёхмерные пространственные сетки в виде матрицы, обладающей высокой прочностью. В ходе растворения цемента водой происходит гидратация продуктов его гидролиза с образованием наноразмерных частиц минералов; в данном процессе молекулам от любых простых химических добавок в виде истинных растворов делать нечего, а для коллоидных мицелл работа как раз есть: именно в этих условиях лишь они смогут, применяя свою поверхностную энергию в узком нанодиапазоне от 1-го и до 100 нанометров, придать зарождающимся кристаллам особые свойства и формы!
Для устройства любых ответственных фундаментов в суровых условиях вечной мерзлоты автор рекомендует суперпластификатор «Флюкс ПМД-35», который позволяет твердеть холодному бетону до минус 35 градусов мороза. Сам тяжёлый инновационный бетон с зольсодержащим наномодификатором может характеризоваться и как гидротехнический водонепроницаемый, и как гидрофобный. Подробную рецептуру вместе с технологией приготовления данного химического продукта предприятиям мы готовы предоставлять на безвозмездной основе. При отсутствии на российском рынке строительной химии любых иных зольсодержащих модификаторов для бетона, кроме как продуктов из серии «БЕТОПРЕСС»®, данное предложение можно будет рассматривать как эксклюзивное и не имеющее аналогов. «Флюкс ПМД-35» был разработан в 2023 году на основе существующего с середины 2017 года гидрозоля «Флюкс-1ГФ», дополнительно модифицированного в 2022 году, а также многоатомного спирта, глюконата натрия и поликарбоксилатного эфира. Данный продукт может быть успешно применён для производства изделий, в составе которых, кроме самих инертных наполнителей, используется гипс как вяжущее вещество или же при проведении водонепроницаемого торкрета бетонной смесью с быстрым её схватыванием, мгновенно переходящим в ускоренное твердение.
Как уже было сказано выше, самой компанией не только была разработана, но и успешно доведена до промышленного производства нанотехнологическая продукция в виде химических добавок в форме коллоидных растворов, наименования которых уже исчисляются десятками. Поэтому перечислить их, включая описания самих технических характеристик всех наших инновационных продуктов серии «БЕТОПРЕСС»®, в данной статье не представляется возможным из-за слишком большого объёма информации. К тому же почти обо всех продуктах было опубликовано более десятка статей в различных специализированных журналах, которые доступны для прочтения на двух наших сайтах. Там же можно будет просмотреть видео и официальные протоколы лабораторных испытаний гидрозолей и некоторых зольсодержащих модификаторов в бетонных образцах, начиная с 2012 года.
Температурный диапазон при применении химических продуктов линейки «Флюкс» из серии «БЕТОПРЕСС»® от +40 градусов жары до минус 8-ми (расход 0,01%) и даже до минус 35-ти градусов мороза, максимум расхода 1,7% золя в жидкой форме при -35 для холодного бетона к весу цемента. Перечень технологий и самих видов как бетонов, так и любых изделий с нашими гидрозолями очень обширный. По всем видам бетонов это наноструктурированные тяжёлые или лёгкие, такие как гидротехнические водонепроницаемые или ячеистые автоклавные газобетоны; последние, кроме повышенной прочности и водостойкости, будут надёжно защищены от зарождения и развития в них как стеновой сырости, так и самой плесени, а также прочные в соответствии с требованиями ГОСТ 33929-2016 полистиролбетоны. По технологиям это вибропрессование, виброэкструзия, гиперпрессование, трамбование, торкрет, вибролитьё, автоклавирование, бетон товарный, бетон заводского цикла и даже печать на 3-Д принтере.
В 2020 году в городе Симферополе ООО «СК Столица» произвело работы по укреплению фундамента здания Совета министров Республики Крым с применением золя «Экструзия» при устройстве цементных буро-инъекционных свай, проведённые в соответствии со специально разработанным для подобных мероприятий технологическим регламентом. Предварительно коллоидный золь-стабилизатор на основе мицелл гидроксида железа прошёл тест на эффективность наравне с десятком обычных химических добавок в виде истинных растворов от разных производителей и был однозначно признан лучшим, согласно экспертному заключению научно-исследовательской лаборатории ООО «НПО Кратон» под руководством к.т.н. Ю.А. Шеплякова (г. Симферополь).
Истинные растворы – это обычные химические добавки для рядовых бетонов, где ингредиенты растворены до молекул и ионов с размерами менее одного нанометра, у которых полностью отсутствуют свойства коллоидных частиц, вследствие чего данные составы не могут быть отнесены к такой уникальной категории, как нанотехнологическая продукция, по определению из ГОСТ ISO/TS 80004-1-2017. В то же время абсолютно все продукты ООО «НПО БЕТОХИМИКС»® – это коллоидные растворы мицелл гидроксида железа или диоксида силикона, с помощью которых можно воздействовать на свойства материи с целью получения физических характеристик, отличных от характеристик обычных строительных материалов. Именно в нашем случае это цементные бетоны, гипсобетоны и автоклавные газобетоны, вяжущее вещество которых приобретает во время гидратации дисперсное самоармирование при прохождении нанотехнологического процесса зарождения пространственной матрицы.
Наши химические золь-модификаторы совсем не для замены уже существующих в России химических добавок, что технически вполне даже возможно, а только для их наноулучшения до уровня коллоидных растворов. Все отечественные химические добавки в бетон могут быть доведены до класса нанопродуктов простым введением любого нашего золя из расчёта 10 грамм на 100 килограмм цемента непосредственно в качестве присадки в уже готовый продукт, находящийся в жидкой форме. Данную нанотехнологию по присадке золей к химическим добавкам стоит всем рассматривать как настоящую революцию в бетонной промышленности с доступностью её применения по всей территории России. На сегодня все затраты государства, выделяемые на гранты для научных исследований и разработок в области бетонных нанотехнологий, к сожалению, не дали тех результатов, каких ожидали от научного сообщества страны. Их попросту нет, а если посчитать те научные статьи и доклады, диссертации и невостребованные патенты за результат, то он нулевой из-за полного отсутствия самих нанопродуктов!
Приглашаем всех тех, кто по-настоящему заинтересовался нашей неординарной и в то же время сравнительно очень недорогой по цене своего расхода инновационной продукцией, к долгосрочному и выгодному сотрудничеству. На сегодня все коллоидные растворы в форме золей под Товарным знаком «БЕТОПРЕСС»®, которые при своей ну просто нереально мизерной дозировке всегда дают ощутимые результаты при их применении в бетоне, поставить Вам сможем только лишь мы одни как единственные в СНГ их разработчики и производители!
P.S. Промышленные нанотехнологии от компании смогут дать России технологический суверенитет в наноструктурировании бетонов, если на уровне наших министерств это кому-то вдруг станет интересно!
Хованский В.Е., Генеральный директор ООО НПО «БЕТОХИМИКС» и ООО «БЕТОХИМИКС ГРУПП»
Волна мобайл +79782847455, Вин мобайл +79789172797
info@betohimiks.ru
https://betohimiks.ru
https://betopress.ru
