Опыт промышленного применения наномодифицированных бетонных смесей
Начиная с 2006 года ООО «Бетон» осваивает производство бетонных смесей с применением наномодификаторов. Причиной использования наномодификаторов послужило повышение требований к технологичности бетонной смеси (подвижности) и прочности бетона. Добиться улучшения указанных характеристик возможно за счет применения новых эффективных добавок зарубежного производства на основе поликарбоксилатов. Однако их использование приводило к повышению себестоимости продукции. В связи с этим совместно с сотрудниками кафедры ТСИиК СПбГАСУ под руководством Ю. В. Пухаренко мы начали использовать наномодификаторы для производства бетонных смесей. Это позволило уменьшить расход добавки, а главное, расход цемента, что особенно актуально в условиях сложившегося тотального дефицита этого материала.
Первые промышленные опыты производства наномодифицированных бетонных смесей приведены в табл. 1.
|
№ состава |
Марка бетонной смеси и класс бетона |
Характеристики состава бетонной смеси (В/Ц = 0,45) |
Осадка конуса, см, через |
Предел прочности при сжатии в возрасте 28 сут., МПа |
|||
|
Расход цемента (ПЦ500 Д0), кг/м3 |
Вид и количество добавки, масс. % |
0 ч |
1 ч |
3 ч |
|||
|
1 |
П4, В30 |
405 |
Лигнопан Б1, 1,1 |
18,0 |
16,0 |
12,0 |
38,7 |
|
2 |
П4, В30 |
370 |
Murаplast FK-63, 0,4 |
18.0 |
16,5 |
14,0 |
39,0 |
|
3 |
П4, В30 |
370 |
Расплыв конуса 50 см |
42,0 |
|||
|
4 |
П4, В30 |
315 |
19,0 |
18,0 |
16,0 |
40,0 |
|
Таблица 1. Сравнительные характеристики бетонных смесей и бетонов
Примечание: бетонные смеси составов 1 и 2 приготовлены на воде без наномодификатора; бетонные смеси составов 3 и 4 приготовлены на наноструктурированной воде.
Из табл. 1 следует, что бетон с применением наномодификаторов позволяет: снизить расход цемента; уменьшить расход добавки; увеличить время сохранения подвижности бетонной смеси.
Первые партии бетонной смеси с применением наномодификаторов были уложены в конструкции при строительстве завода «Тойота». Заказчиками предъявлялись высокие требования по прочности (класс бетона В45) и водонепроницаемости (W16), а также высокой подвижности П5 (ОК 21–25 см). Получение заданных характеристик при использовании обычных суперпластификаторов на основе лигносульфанатов было невозможно, а при использовании поликарбоксилатов существенно увеличивалась стоимость продукции. Таким образом, практически единственным выходом стало применение наномодификаторов. Следует отметить, что подрядчик (турецкая компания) предъявлял к качеству смесей повышенные требования и при выборе поставщика, и, отклонив заводы, расположенные в непосредственной близости от объекта, остановила свой выбор на нашем предприятии, несмотря на его относительную удаленность от стройплощадки. Примерно 90 % бетонных смесей, а это около 15 тыс. м3 бетона, было впервые изготовлено с применением наномодификаторов для строительства данного объекта.
Получив экономический эффект при производстве наномодифицированных бетонных смесей, мы начали разработку новых рецептур для традиционных бетонных смесей классов В25–30 подвижностью П3 и П4. После проведения испытаний бетонов, изготовленных на основе наномодификаторов, было определено, что при сохранении прочностных характеристик возможно снижение расходов цемента на 50–60 кг, а расхода добавки — на 50 %. При этом испытания показали, что морозостойкость повышается на 1–2 класса, а водонепроницаемость — на 2–3 класса. Результаты испытаний приведены на рис. 1–2.

Рис. 1. Влияние наномодифицирования на водонепроницаемость бетона

Рис. 2. Влияние наномодифицирования на морозостойкость бетона
После проведения всех необходимых испытаний традиционные бетонные смеси стали производиться с применением наномодификаторов, а экономический эффект увеличился с 60 руб./м3 в 2006 г. до 200 руб./м3 в 2007 г.
Сегодня наше предприятие ежемесячно поставляет на стройки города около 5 тыс. м3 наномодифицированных бетонных смесей. Среди основных потребителей следует отметить турецкую компанию «Энка» (строительство завода «Тойота» и «Дженерал Моторз»), ЮИТ Лентек (строительство мясоперерабатывающего комбината в Горелово); УПТК ЛенСпецСМУ, МО-19 (строительство железнодорожного путепровода на станции Мга, возведение пилонов на проспекте Александровские фермы) и др.
Автор: А. Ю. Ковалева, Ж. В. Беляева, И. У. Аубакирова, В. Д. Староверов
Похожие статьи: