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

Вторая часть статьи – об особом подходе к химической модификации тяжелого бетона автор­скими продуктами от малоизвестной, но достаточно продуктивной российской компании «НПО БЕТОХИМИКС», с более подробным описанием двух ее последних разработок в виде гидрофобизирующих наномодификаторов на основе кремнийорганики и с рекомендациями по их применению.

The second part of the article is about a special approach to the chemical modification of heavy concrete with author’s products from a little-known, but quite productive Russian company NPO ­BETOCHEMIKS, with a description of its two latest developments in the form of water-repellent nanomodifiers based on organosilicon, with professional recommendations on the selection of the most effective from a huge number of chemical additives, offered by the domestic market.

Россия пока отстает в области практического внедрения нанотехнологии в строительной сфере от США, Японии и некоторых стран Европы, несмотря на успехи в теоретических исследованиях наноструктур [11]. Но, благодаря инновационным разработкам нашей компанией новых продуктов появилась реальная возможность изменить сложившуюся ситуацию.

Полимерная жидкость ГКЖ-11, разбавленная водой, эффективна при поверхностной гидрофобизации зрелого бетона при ее нанесении. Однако не востребована в самом замесе. Дело в том, что жидкость (в виде заводского товарного продукта) из-за такого побочного свойства, как замедление процесса гидратации цемента с последующим снижением его начальной прочности [2, c. 51], не является самодостаточной добавкой. Автором она всегда рассматривалась только в виде одного из немаловажных компонентов при создании химических модификаторов для бетона, и который непосредственно входит в составы шести наших продуктов.
Более того, силиконат не придает зрелому бетону хоть какую-нибудь заметную гидрофобность при его введении в бетонную смесь.

Все многочисленные попытки научно-исследовательских лабораторий и отдельных технологов на протяжении целых десятилетий получить гидрофобный бетон с применением ГКЖ-11 терпели неудачу. Удалось лишь увеличить морозостойкость и долговечность тяжелых бетонов за счет структурирования капиллярной пористости цементного камня. Поэтому в процессе жидкостного синтеза двух гидрофобизирующих наномодификаторов серии БЕТОПРЕСС к отечественному ГКЖ-11 нам пришлось дополнительно ввести в составы от шести до семи как простых, так и сложных химических веществ для создания идеальной формулы и применить особую технологию изготовления.
Сложность технологии заключается в том, что сама жидкость ГКЖ-11 обладает довольно высоким рН 13-14, а конечный продукт должен быть в пределах 7-9, не выше. Иначе ингредиенты добавок при таком высоком значении рН во время хранения готового продукта в виде концентрата или в разбавленном водой состоянии могут спровоцировать, не смотря на наличие стабилизатора, реакцию осаждения намного раньше, чем она должна произойти в бетонной смеси. Попытка применить специальные регуляторы рН не только ничего не дала, но даже стала вредить гидратации самого цемента, поэтому для решения создавшейся проблемы пришлось синтезировать, используя технологию омыления, абсолютно новое соединение.

Первым номером в тандеме новых воздухововлекающих наносодержащих продуктов идет полимер-химический пластификатор, регулятор реологических свойств бетонной смеси БЕТОПРЕСС ФЛЮКС-1ГФ, который рекомендован нами для производства долговечного гидротехнического товарного бетона при возведении портовых сооружений, каналов, плотин, мостов, дорог [7, c. 68-72], ответственных фундаментов, а также при возведении элеваторов (зернохранилищ), овощехранилищ, винных подвалов. В этом же перечне строительство жилых зданий. В жилых – для снижения коэффициента теплопроводности сухих наружных стен, который очень высок у отсыревших (иногда в два раза). На промышленных объектах – с целью исключить поглощение бетоном или штукатурным покрытием сорбционной или конденсатной влаги во избежание зарождения хронической стеновой сырости и развития на поверхности целых колоний плесневых грибов, поры которых, находясь в воздухе любого помещения, приносят большой вред здоровью людей, а иногда и самой продукции.

Второй продукт – также на кремнийорганической основе – БЕТОПРЕСС ФЛЮКС-2ГФ. Назначение этого наномодификатора – производство аэродромного бетона для сооружения взлетно-посадочных полос, где есть особые требования как к свойствам самой малоподвижной смеси при ее укладке машинным способом, так и к затвердевшему покрытию. Для которого прочность на растяжение при изгибе, – один из основных показателей, не считая истирания и морозостойкости в солях.

Оба комплексных продукта практически нечем заменить там, где сооружения и покрытия подвергаются цикличным температурным перепадам. В случае с аэродромными, гидротехническими и дорожными бетонами, то и попеременному воздействию воды и мороза. Самый высокий эффект по гидрофобности показывает бетон на карбонатных инертных заполнителях, таких как классический известняк, мраморизованный известняк и мрамор, что намного расширяет сферу применения любого карбонатного щебня повышением коэффициента морозостойкости самого бетона.

Добавки производятся и поставляются в виде двух стабильных, не имеющих цвета и запаха, полимер-химических жидкостей. Единственное требование при перевозке и хранении – не допускать заморозки продукта, иначе сразу после его оттаивания золь начнет переходить в гель, осаждаясь на дно тарной емкости, что может привести к порче добавки [9].

Количество вовлеченного воздуха в виде эмульсии в зависимости от требований по морозостойкости и водостойкости в бетонной смеси всегда стабильно, но может регулироваться различными дозировками добавок по весу продукта к массе цемента.

Оба пластификатора могут быть использованы по отдельности, как самодостаточные реологические модификаторы бетонной смеси и эффективные пептизаторы цементных зерен, предотвращающие их слипание в флоккулы [2, c. 25] или в комплексе с различными добавками в качестве микро-воздухововлекающих гидрофобизаторов при максимально рекомендуемой дозировке в 0,1 килограмма золя на 1 м3 бетонной смеси при расходе цемента 0,4 тонны. Для более точного дозирования перед применением добавки предварительно рекомендуется разбавить водой 1:39 и установить максимальный расход рабочего раствора в 1% к весу цемента, что составит 0,025% по товарному продукту или 0,00425% по сухому остатку на 100 кг вяжущего вещества.
Нанопродукты на основе силикона являются довольно универсальными добавками. Универсальность заключается в том, что они могут самостоятельно или в комплексе с иными пластификаторами успешно использоваться как в литых, так и в малоподвижных бетонах. Главная цель их применения – это придание особых свойств для защиты цементного камня от коррозии, а также увеличение его долговечности и морозостойкости за счет структурирования замкнутой капиллярной пористости у бетонных покрытий дорожной группы – тротуарных плит и бортовых камней, произведенных по вибролитьевой технологии. Эти свойства востребованы также в ограждающих конструкциях, плитах перекрытия и бетонных полах на производствах водно-агрессивного цикла, на различных пищевых предприятиях, таких как молокозаводы и пивзаводы или же в животноводческом секторе при устройстве тех же бетонных полов в коровниках и на свинофермах [2].

Вовлеченные микропузырьки воздуха и структурированная капиллярная пористость цементного камня отвечают за водостойкость и морозостойкость бетона, а значит и за его долговечность [7, c.68-72]. Это подтверждается практическими исследованиями известного российского ученого, доктора наук, профессора В.Г. Батракова при натурных испытаниях в зоне переменного горизонта воды Баренцева моря (Кольский полуостров) и соленого озера Сиваш (Республика Крым) [2, c. 2].

В семидесятые годы там были успешно проведены долговременные испытания тяжелых бетонов с отечественными кремнийорганическими полимерами из группы ГКЖ на их морозостойкость и долговечность в агрессивной водной среде зоны прилива-отлива [2, c.69-74]. Тогда же было подтверждено на практике, что вовлеченная эмульсия воздуха и структурированная под воздействием силиконата замкнутая поровая система цементного камня, блокирует подсос воды, исключая появление высолов на бетоне [2, c.67-68]. Еще одно полезное свойство кремнийорганического продукта, с которым бетонная смесь при абсолютно одинаковых осадках конуса с бетоном без добавок, обладает более высокой удобоукладываемостью – в 1,5-2 раза [2, c.46-48].

Свои исследования Батраков опубликовал в книге «Повышение долговечности бетона добавками кремнийорганических полимеров» под редакцией доктора наук, академика В.М. Москвина, Москва – 1968 год. Автор раскрыл роль ГКЖ-10(11) во взаимодействии с минералами цемента. Опытным путем было установлено, что товарный заводской продукт, вступая в химическую реакцию с продуктами гидратации – реакционно способной известью, образует новые соединения, такие как органометаллокальцийсилоксаны и кремнийполимеры со связью -Si-O-Si- и гидроксильной группой атомов – OH [2, c. 5-9].

Позднее применение ГКЖ-11 в бетоне было рекомендовано в ГОСТ, в Рекомендациях и в Руководствах по применению химических добавок от НИИЖБ при устройстве аэродромов, взлетных полос, портовых сооружений, мостов и бетонов дорожной группы. Но разработать гидрофобизирующие комплексы в виде готовых товарных продуктов на основе ГКЖ-11 (а не просто его добавление), не говоря уже о наномодификаторах, сегодня реально получилось только у компании «­НПО БЕТОХИМИКС».

Главное свойство при введении гидрофобизирующей добавки в бетон – не красивый эффект отталкивания воды его поверхностью, как это происходит после внешней обработки, а реальное повышение морозостойкости самого бетона в объеме. Оно происходит за счет эмульсии вовлеченного в смесь воздуха и перестройки всей системы пористости, где сам диаметр замкнутых пор и капилляров с внутренней гидрофобной поверхностью настолько ссужен, что вода в них просто не замерзает в пределах от нуля и до минус 17-ти градусов включительно. Данные положительные свойства морозостойкости бетона не только сохраняются, но и усиливаются в процессе длительной его эксплуатации.

Эффект отталкивания воды поверхностью тяжелого бетона при его объемной гидрофобизации наносодержащими комплексами ФЛЮКС практически такой же, как и после его пропитки (эффект лотоса) [4, c. 18, 19-20]. Он начинает проявлять себя уже на вторые-третьи сутки твердения и продолжает усиливаться по мере роста прочности бетона. Эффект не исчезает со временем, как это часто бывает после поверхностного нанесения водного раствора ГКЖ-11. Сами же добавки, как и все наши химические продукты без исключения, обладают полезной способностью удерживать влагу в твердеющем бетоне от ее интенсивного испарения для более полной гидратации цемента, что дает возможность бетонировать объекты с большим модулем поверхности в жаркую погоду, даже без применения защитных пленкообразующих материалов [6, c. 142-143].

Наномодифицированный бетон не подвержен фильтрации воды, поэтому надежно защищен от коррозии выщелачивания. В случае, если она проникнет в тело зрелого бетона (в бетоне наличие влаги – вещь обязательная), то не нанесет ему никакого вреда даже при замораживании. Адгезия льда к гидрофобной поверхности стенок пор и капилляров снижается в разы, препятствуя их обледенению, что также служит его долговечности [2, c. 9]. (Резерв упорядочено вовлеченного воздуха, в свою очередь, сведет на нет разрушительное давление воды в момент образования в ней кристаллов льда, которое может достигать весьма значительных величин.)

Еще одно применение добавок – это «тощие» бетоны и строительные растворы с минимальным содержанием цементного вяжущего. В таких смесях, как правило, суперпластификаторы технологически и экономически не очень выгодны по той причине, что им не хватает вяжущего вещества для полноценной работы. Поэтому многие производители вообще не используют химические добавки в бетонных смесях низких марок, считая это экономически не целесообразным, что негативно сказывается на качестве последних.

Но в данном случае микро-воздухововлекающий наномодификатор, который в «тощем» бетоне больше работает с песком, чем с цементом, как регулятор реологических свойств просто не заменим для реального повышения его долговечности, прочности на сжатие, включая удобоукладываемость и обрабатываемость. Ценовая политика компании позволяет, несмотря на дорогостоящую технологию производст­ва наносодержащих продуктов, уверенно конкурировать на российском рынке с абсолютно любыми химическими добавками по стоимости максимальных расходов и, конечно же, эффективности.

ООО «НПО БЕТОХИМИКС» – не участник государственной программы по импортозамещению. Причина очевидна – наша продукция не имеет аналогов, поэтому замещать компании нечего; вопрос – в продвижении ее продуктов на отечественном рынке.

Мы рекомендуем при производстве работ по устройству бетонных и цементно-песчаных покрытий, а также различных вибролитых изделий применять наши авторские полимер-химические наномодификаторы ФЛЮКС-1ГФ и ФЛЮКС-2ГФ в целях повышения эксплуатационной долговечности бетона. Их возможно использовать как по отдельности, так и в комплексе с различными химическими добавками (в том числе и от иных производителей).
Представляемая нами достоверная информация отличается от всевозможных трудов в виде научных статей, монографий, методичек, диссертаций, докладов с различных конференций, лекций и даже патентов тем, что она – о реально существующих наномодификаторах, а не о планах по их созданию и будущему внедрению [12]. Опубликованная в данной статье информация о наномодификаторах – это самостоятельно разработанные автором без какой-либо сторонней помощи и участия инновационные продукты в период с апреля 2012 года и по сей день.
На разработку подобных нанопродуктов государство ежегодно выделяет серьезные средства в виде многочисленных грантов, которые тут же быстро осваиваются, но фактически новые предложения по наносодержащим добавкам в бетон на рынке модификаторов не фиксируются, от слова совсем. Если они и существуют, то в свободном доступе их все равно не найти. В связи с этим обстоятельством проведение сравнительных испытаний наших продуктов в аккредитованной лаборатории с любыми им подобными нанодобавками просто не представляется возможным из-за полного отсутствия таковых. По крайней мере, ни одна наша попытка отыскать хотя бы один наномодификатор, отвечающий характеристикам нанопродукта по своим свойст­вам, с целью свободного приобретения и испытания, не увенчалась успехом.

Скептиков и всех тех, кто уже давно не верит в саму возможность существования отечественных химических наномодификаторов информируем, что для придания подвижному бетону свойства объемной гидрофобности теперь будет вполне достаточно нанокомплекса из семи-восьми ингредиентов с общим весом 4,25 грамма по сухому веществу на сто килограмм цемента. Если провести сравнение по расходам сухих веществ заводского ГКЖ-11 при его дозировке в 0,2% по товарному продукту с нашей кремнийорганической составляющей, то разница между ними будет 80-ти кратная! При такой мизерной дозировке для достижения явной гидрофобности, включая реальное повышение прочности бетона на сжатие к контрольному, могут проявить себя лишь только наномодификаторы, в которых определить содержание сухого вещества вполне легко и доступно – достаточно будет выпарить из них всю воду.

Перечень направлений для внедрения в строительную индустрию новой серии наномодификаторов в зависимости от предназначения каждого продукта очень обширный. Это тяжелые подвижные и малоподвижные бетоны, как товарные, так и заводского цикла, жесткие вибропрессованные в виде таких изделий, как плиты перекрытия, фундаментные блоки, дорожные бордюры и лотки, плитка тротуарная, мелкоштучные стеновые полнотелые и пустотные блоки, а также штукатурные и кладочные растворы. Из легких ячеистых бетонов – полистиролбетон, пенобетон и газобетон. Все эти изделия, покрытия и сами бетоны будут иметь явное конкурент­ное превосходство над любой продукцией на иных химических добавках. Преимущест­во в том, что, во-первых, они теперь могут декларироваться как наномодифицированные, а во-вторых, обладать в той или иной степени структурированной капиллярной пористостью и объемной гидрофобностью, а это отличительные черты абсолютно всех наших разработок без исключения. Более конкретно по некоторым продуктам мы постараемся проинформировать вас в последующих статьях.

Самое поразительное в том, что нашу продукцию с большим успехом применяют практически во всех регионах России: от Краснодара до Владивостока включительно, в Казахстане, но только не в родном Крыму. На полуострове существует ажиотажный спрос на все привозное, эффективность и качество которого справедливо вызывает сомнение. Здесь просматривается прямая связь с распространенным, но весьма ошибочным предубеждением, «что все любое чужое завсегда лучше своего родного». В такой ситуации, как нельзя, более всего подойдёт древний фразеологизм: «Нет пророка в своем отечестве».

P.S. Рассмотрим обоюдовыгодные деловые бизнес-предложения по реализации некоторых наших продуктов в любом регионе на территории Российской Федерации, кроме Республики Крым. Предпочтение компаниям, имеющим налаженную сеть по сбыту и реальный опыт в продаже химических добавок в бетон.

Библиографический список:

1. Синтез наномодифицирующих добавок для технологии строительных композитов: монография /О.В. Артамонова; Воронежский ГАСУ. – Воронеж, 2016, – 100 стр.
2. Батраков В.Г. Повышение долговечности бетона добавками кремнийорганических полимеров. Стройиздат, Москва – 1968 год, 134 стр.
3. Хрусталев Б.М., Яглов В.Н., Романюк В.Н., ­Бурак Г.А., Меженцев А.А., Гуриненко Н.С. ­Белорусский национальный технический университет (Минск, Республика Беларусь), журнал Наука и техника, №6, 2015 год. Научная статья.
4. Доктор Константин Соболев (США). Наноинженерный бетон: новые материалы в современном строительстве. Открытый лекторий. Университет Висконсин-Милуоки, 52 стр. ­ИНТЕРНЕТ-РЕСУРС. EDUNARO.RU 06.06.2017 год.
5. Фролов А.В., Чумакова Л.И., Черкашин А.В., ­Акимов Л.И. Экономичность использования и влияние наноразмерных частиц на свойства лёгких бетонов. Строительство уникальных зданий и сооружений, 2014, №4 (19).
6. В.С Балицкий, Л.С. Марченко, Бетонные работы (технология и организация), Киев «Будивельник» 1977, 240 с.
7. Толмачев С.Н., Беличко Е.А. Влияние вовлеченного воздуха на свойства дорожных бетонов и фибробетонов. // Строительные материалы. 2017. №1-2. С. 68-72.
8. Нгуен Ань Тьен. Формирование наночастиц LaFeO3, полученных золь – гель методом. Всероссийский журнал научных публикаций, ­август 2011.
9. Комохов П.Г. Золь – гель как концепция нанотехнологии цементного композита, структура системы и пути её реализации. Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2007, №1.
10.  Кен Ольга Сергеевна. Фотоэлектрические и оптические свойства структур на основе аморфных и кристаллических кремниевых наночастиц. Диссертация на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук: 01,04,10/ Санкт-Петербург 2017, – 140 с.
11.  Глухова О.Е., Кириллова И.В., Салий Н.Н., ­Колесникова А.С., Коссович Е.Л., Слепченков М.М., Савин А.Н., Шмыгин Д.С. Теоретические методы исследования наноструктур. Вестник СамГУ – Естественнонаучная серия. 2012. №9(100) Математическое моделирование.
12.  Лукутцова Н.П., д-р техн. наук, Наномодифицирующие добавки в бетон. Научно-технический и производственный журнал Строительные Материалы, сентябрь 2010.

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