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

Статья информирует о новых продуктах серии БЕТОПРЕСС^® от российской компании НПО БЕТОХИМИКС^® в форме золь-модификаторов, разработанных в 2023 году на основе эфира поликарбоксилата и коллоидных растворов (лиофобных золей) гидроксида железа и диоксида кремния. В статье есть не только описание свойств данных продуктов с протоколами лабораторных испытаний, но и сами составы новых золь-модификаторов для их свободного применения в технологиях производства бетона или строительной химии в пределах Российской Федерации.

The article informs about new products of the BETOPRESS^® series from the Russian company NPO BETOCHEMIKS^® in the form of modifier sols developed in 2023 based on polycarboxylate ether and colloidal solutions (lyophobic sols) of iron hydroxide and silicon dioxide. The article contains not only a description of the properties of these products with laboratory test reports, but also the compositions of new sol modifiers for their free use in concrete production technologies or construction chemicals within the Russian Federation.

Стремительный прогресс в строительной отрасли требует от отечественной науки все новых и новых материалов и технологий, и только лишь один цементный бетон не заменим при возведении высотных зданий, ответственных сооружений, плотин, каналов, мостов, метрополитенов, аэродромов и т. д. Заменить его невозможно! Да и надо ли? Поэтому нам только и остается, что избирательно воздействовать на его структуру и свойства с целью изменения их в лучшую сторону, при помощи различных химических модификаторов.

Самые эффективные на сегодня химические модификаторы бетона – это современные гиперпластификаторы на базе поликарбоксилатных эфиров. Следующим за ними поколением инновационных продуктов должны стать золь-модификаторы, которые могут быть созданы как на основе тех же поликарбоксилатов, так и на основе вполне уже устаревших нафталинсульфонатов и лигносульфонатов, дав двум последним новую жизнь.

Золь-модификаторы и зольсодержащие химические добавки, а также модифицированные лиофобными золями супер- и гиперпластификаторы от любого отечественного производителя, способны в прямой зависимости от того или иного золя придать бетонам нового поколения различные положительные свойства. К примеру такие, как гидрофобность, водостойкость, долговечность, стойкость к коррозии в солях, практически нулевое водопоглощение, трещиностойкость, водонепроницаемость под давлением, морозостойкость, улучшенную реологию бетонной смеси, особую поверхностную прочность бетонных изделий и покрытий и даже уникальную возможность бетонировать до -35 градусов мороза.

На сегодня поставлять коллоидные растворы (золи) в промышленных объемах на производства химических добавок как сырье для приготовления золь-модификаторов имеет возможность лишь только одна российская компания – НПО БЕТОХИМИКС^® Республика Крым, г. Симферополь [1, c. 33-38]. Вся ее продукция с 2012 года создавалась исключительно собственными силами и без какой-либо помощи извне, что дает ей определенную независимость. Компания, несмотря на полное отсутствие положенных ей государственных грантов и иной финансовой поддержки, смогла самостоятельно разработать как очень сложные рецептуры, так и прогрессивные технологии производства свыше двух десятков химических продуктов и к ним целую линейку достаточно простых составов поликарбоксилатных золь-модификаторов. Сами составы, не являясь предметом для продажи, при приобретении определенного объема лиофобных золей, предоставляются безвозмездно.

Практически вся производимая компанией продукция, как результат особого и нестандартного подхода к ее проектированию и синтезу, не имеет себе аналогов. Это не импортозамещение, а совершенно новые материалы и технологии, каких нет и на западе, и которые способны избирательно влиять на физико-химические процессы, проходящие в нанометровом диапазоне в цементном камне. Так, в 2023 году три новых продукта из серии БЕТОПРЕСС^® были взяты в работу для подготовки диссертации на соискание научной степени кандидата наук, в которой будут исследованы и установлены закономерности влияния коллоидных растворов в форме готовых золь-модификаторов на цементный бетон. Данные исследования будут проведены не только с использованием продуктов, полученных в лабораторных условиях. Впервые опытным путем будет доказана реальная возможность получения золь-модификаторов в промышленных объемах и практически с неограниченными сроками хранения, чего до этого еще ни разу не случалось. Для российской науки – это огромное поле деятельности как для изучения свойств самих золей, так и для создания на их основе новых материалов в виде золь-модификаторов на любой основе и, соответственно, абсолютно новых под это технологий.

В предыдущей нашей статье было вполне доступно доведено, что прочность тяжелого бетона на сжатие не зависит от количества в нем цемента, а зависит только от его плотности – объемного веса [2, c. 48‑53]. Следует обратить внимание на то, что варианты подходов к получению литых и жестких бетонных смесей различны и имеют два типа добавок: один обладает свойством редукции воды за счет химического разжижения бетонной смеси, другой – обильным в нее воздухововлечением. Прочность бетона из подвижных смесей изначально зависит от количества воды затворения и, конечно же, воздуха, а бетона из жестких смесей, уплотненных способом вибропрессования – только от коэффициента его уплотнения.

Благодаря инновационным разработкам компании появился третий способ повышения прочности тяжелого бетона – это химическая активация зольсодержащими модификаторами процессов гидратации и твердения вяжущего вещества. Модификатор через золь-гель метод химическим способом равномерно осаждает по всему телу бетона коллоидные частицы гидроксида железа или диоксида кремния – будущие центры кристаллизации. Из центров продуктами гидратации цемента формируется матрица в виде трехмерной сетки из цепочных полимеров и кристаллогидратов особой формы, в результате чего прочность цементного камня растет независимо от значения В/Ц.

Таким образом, некоторые наши продукты при одинаковом расходе воды, вяжущего вещества и плотности бетона способны химическим способом увеличить его прочность на сжатие на 35-40% к контрольному бездобавочному образцу.

Из результатов испытаний образцов бетона с зольсодержащим модификатором БЕТОПРЕСС^® СП-3Н, разработанного в 2014 году на основе ЛСТ от ОАО «Выборгская Целлюлоза» (протокол испытаний от 10.09.2018 г. № СТ0856-0857-4), видно, что явно нарушается закон водоцементного отношения реальным повышением прочности мелкозернистого бетона на сжатие на 35,5% к контрольному при абсолютно одинаковых составах и значениях В/Ц–0,5.

Проведенные аккредитованной лабораторией испытания показали, что даже такой малоэффективный разжижитель бетона, как лигносульфонат, полученный из отходов целлюлозно-бумажного производства, находясь в составе модификатора, содержащего лиофобный золь, способен нарушить закон водоцементного отношения. Который гласит: «прочность бетона Rb, приготовленного на одних и тех же материалах, не зависит от его состава (1 : x : y) и, следовательно, от расхода цемента, а определяется водоцементным отношением В/Ц». Следует уточнить, что речь идет о прочности подвижного бетона, так как прочность жесткого вибропрессованного определяется вовсе не В/Ц, а коэффициентом его уплотнения – Ку.

Таким образом, модификация готовых химических добавок микродозами коллоидных растворов – это технология будущего. Она позволит не только улучшить свойства давно известных, и по сей день востребованных модификаторов, но и предоставит уникальную возможность российским производителям строительной химии и цементных бетонов выйти на иной, более качественный уровень. На сегодня появилась возможность многое изменить в лучшую сторону, благодаря новейшим технологиям и продуктам от инновационной компании НПО БЕТОХИМИКС^®. Подобных продуктов еще недавно не было в России и нет на западе. Например, технический лигносульфонат, который представляет собой химическое сырье, одним лишь вводом микродозы лиофобного золя можно перевести в товарный продукт полностью готовый к применению. Останется только дать ему название и наладить производство, а рекомендации мы предоставим.

Следует отметить, что в России создалась довольно сложная экологическая ситуация из-за огромного скопления отходов деятельности целлюлозно-бумажных комбинатов. Эти отходы, переработав в технический лигносульфонат, который сразу же после последующей модификации отечественными золями можно будет поставлять как эксклюзивные и экологически чистые продукты, например, в Китай. В данном вопросе потребуются усилия российской науки для решения проблемы по переработке выше обозначенных отходов в востребованный в будущем зольсодержащий лигносульфонат [3].

Как и было ранее анонсировано, предлагаем специально разработанный нами простой состав золь-модификатора на базе поликарбоксилатного эфира марки SINTEFLOW^® Мега 50 (0,4 кг), коллоидного раствора марки BETOPRESS^® Флюкс-1ГФ (0,025 кг) и пеногасителя триизобутилфосфата (0,2 мл) плюс водопроводная вода до объема 1 литр. Следует отметить, что Мега 50 от ООО «Синтез Ока-Строительная химия» в жидкой форме представляет собой стабильное сырье незаменимое в производстве качественных гиперпластификаторов, которое, в свою очередь, в чистом виде не может выступать готовым продуктом для применения в бетоне как, впрочем, и сам коллоидный раствор. В данном случае в создании новейшего золь-гиперпластификатора в роли наномодификатора использовался лиофобный кремнезоль Флюкс-1ГФ, который являясь реакционноспособным веществом, практически мгновенно образует вместе с поликарбоксилатом и триизобутилфосфатом не комплекс, а единый продукт одной формулы.

В результате этих довольно несложных действий был получен весьма эксклюзивный состав, полностью готовый к промышленному применению, с дозировкой в границах 0,6-1,2% по весу жидкой формы к массе цемента и с «идеальной» реологией самоуплотняющейся бетонной смеси. Получаемый бетон по своим физико-механическим свойствам соответствует гидротехническому и обладает практически нулевым водопоглощением, при этом не требует для этого специальной защиты.

Публикуем два протокола лабораторных испытаний данного продукта в бетонных образцах. Первый – с результатом повышения прочности на сжатие более чем на 50% к контрольному без добавочному составу, второй – с результатами испытаний на водонепроницаемость W 16 и на водопоглощение по массе, которое составляет не выше 0,87%. Результаты испытаний на водопоглощение свидетельствует, что вода глубже поверхностного слоя в бетон не проникла. Во втором протоколе нет результатов сравнительных испытаний по причине отсутствия на российском рынке аналогов, имеется ввиду подобных химических модификаторов, а не минеральных добавок типа Пенетрон Адмикс [4, c. 55-59] или Д-5 [5, c. 41-44]. Расходы поликарбоксилатного эфира Мега 50 и кремнезоля Флюкс-1ГФ указаны по сухому веществу.

Предлагаем всем желающим приобрести пробник и испытать его на своем производстве. В таком ключе, не меняя состав, а меняя лишь только сами золи можно будет произвести еще четыре продукта на Мега 50, но с другими свойствами и предназначением. Также можем предложить на основе Флюкс-1ГФ иной, более сложный состав для ПМД в виде противоморозного зольсодержащего гиперпластификатора с максимальным расходом 1,7% к цементу. Новый состав для холодного бетона, до -35 градусов мороза, придаст ему дополнительно гидрофобные и водостойкие свойства и исключит фильтрацию воды.

Сразу предупреждаем, что наша компания работает только с юридическими лицами.

В завершении статьи информируем, что все разработанные компанией составы золь-модификаторов и готовые зольсодержащие продукты, обладающие уникальной способностью образовывать в цементном камне пространственные трехмерные сетки в виде различных матриц, представляют собой самодостаточные материалы категории «нано». Они полностью готовы к применению в цементном бетоне и не нуждаются в дополнении каких-то иных веществ или компонентов.

В тоже время данное обстоятельство совсем не мешает использовать индивидуально коллоидные растворы (лиофобные золи), как инновационное сырье в простых и сложных продуктах, включая прямое их введение в уже существующие химические модификаторы. Такое весьма нестандартное применение отечественных реакционноспособных золей от компании НПО БЕТОХИМИКС^®, на сегодня их уже пять, по своей новизне, без всякого сомнения, представляет собой технологию будущего, которая реально обгоняет западные технологии и, возможно, даже на целые десятилетия.

P.S. В связи с тем, что для коллоидных растворов в виде лиофобных золей не существует ГОСТов, то для определения их эффективности в бетоне следует обращаться в ООО «НПО БЕТОХИМИКС^®» за рекомендациями.

Библиографический список

1. В.Е. Хованский Лиофобные золи БЕТОПРЕСС^® для производства химических модификаторов четвёртого поколения, высокопрочных цементных бетонов и строительных растворов. Журнал Технология бетонов, №3, 2023 / Сухие строительные смеси. Издательство Композит XXI век.
2. В.Е. Хованский Прочность тяжёлого бетона не зависит от количества цемента. Журнал Технология бетонов, №4, 2023 / Сухие строительные смеси. Издательство Композит XXI век.
3. Тринкер Б.Д. Способ приготовления пластимента для бетонов, №87043, описание изобретения к авторскому свидетельству. – Москва, 24 декабря 1948 г.
4. Балакин Д.В., Ермолаев Д.А., Исаков П.Ю., Карнет Ю.Н. Использование гидроизоляционной добавки «Пенетрон Адмикс» для исключения внешней гидроизоляции подземных железобетонных конструкций. // Промышленное и гражданское строительство. 2017. № 2. С. 55-59.
5. Базоев О.К. Универсальная добавка «Д-5» для бетонов нового поколения. Вестник Владикавказского научного центра. № 3, 2006 г.

Генеральный директор ООО «БЕТОХИМИКС ГРУПП»
Владимир Евгеньевич Хованский
https://betopress.ru
+79782847455 Волна.
info@betohimiks.ru