Модификаторы

Модификаторы бетонов - вещества, добавляемые в бетонные смеси с целью изменения одного или нескольких параметров бетонных смесей при сохранении неизменными остальных характеристик.

В последние годы появились и получили широкое распространение новые эффективные вяжущие, модификаторы для вяжущих и бетонов, активные минеральные добавки и наполнители, армирующие волокна, новые технологические приемы и методы получения строительных композитов.

Все это позволило не только создать и освоить производство новых видов бетона, но и значительно расширить номенклатуру применяемых в строительстве материалов от очень легких теплоизоляционных до высокопрочных конструкционных.

Наибольшее развитие получили высококачественные высокотехнологичные бетоны. Под этим термином объединены многокомпонентные бетоны с высокими эксплуатационными свойствами, прочностью, долговечностью, низкими коэффициентом диффузии и истираемостью, надежными защитными свойствами по отношению к стальной арматуре, высокой химической стойкостью.

Эти задачи во многих случаях могут быть успешно решены с помощью различных химических модификаторов, которые при введении в малых количествах существенно влияют на физико-химические процессы твердения вяжущих и в результате на технологические свойства бетонных смесей.

Номенклатура модификаторов, предложенных к применению, весьма обширна (количество модификаторов превышает 80 наименований), но, к сожалению, широкого применения они не находят. Отдельные группы модификаторов придают бетону и конструкциям на его основе совершенно новые свойства.

Модификаторы по своему назначению подразделяются на:

1. Регулирующие свойства бетонных смесей: пластифицирующие:

• пластифицирующие I группы (суперпластификаторы);
• пластифицирующие II группы (сильнопластифицирующие);
• пластифицирующие III и IV группы (средне- и слабопластифицирующие);
• стабилизирующие;
• регулирующие сохраняемость подвижности;
• поризующие (воздухововлекающие, пенообразующие, газообразующие).

2. Изменяющие свойства: регулирующие кинетику твердения (ускорители, замедлители);

• повышающие прочность;
• снижающие проницаемость;
• повышающие защитные свойства по отношению к стальной арматуре;
• повышающие морозостойкость;
• повышающие коррозионную стойкость;
• регулирующие процессы усадки и расширения.

3. Придающие специальные свойства:

• противоморозные;
• гидрофобизирующие;
• биоцидные;
• повышающие стойкость к высолообразованию.

Наиболее широко в бетонах применяются модификаторы структурирующего, пластифицирующего действия, регуляторы твердения бетона, а также комплексные модификаторы полифункционального действия.

Среди модификаторов структурообразующего действия особая роль принадлежит кремнийорганическим соединениям различных классов, применение которых позволило разработать группу бетонов высокой морозо- и коррозионной стойкости.
Важное место среди химических модификаторов занимают пластификаторы и суперпластификаторы бетонных смесей.

Суперпластификаторы позволяют резко снизить продолжительность виброобработки, как правило, в 3"4 раза. Это позволяет исключить высокочастотную вибрацию или заменить ее непродолжительным низкочастотным воздействием для улучшения распределения бетонной смеси в форме, снизить энергозатраты и трудоемкость, а также повысить качество конструкций. При этом коренным образом улучшаются условия труда при укладке и уплотнении бетонных смесей.

В состав комплексных модификаторов могут входить активные и малоактивные компоненты типа высокодисперсного микрокремнезема, золы-уноса и др., существенно улучшающие технологические свойства бетонных смесей и физико-технические свойства бетонов. Это в еще большей степени повышает актуальность применения модификаторов, позволяющих утилизировать многотоннажные неорганические отходы производства.

Особая роль в этом принадлежит микрокремнезему, на основе которого получены комплексные порошкообразные модификаторы полифункционального действия насыпной плотностью 750"800 кг/м3.

В ближайшее время стоит задача создания высокоэффективных регуляторов схватывания и твердения бетонов. Применяемые в настоящее время ускорители твердения на основе хлоридов имеют ряд ограничений, связанных с понижением защитных свойств бетона по отношению к арматуре.

Намечены основные направления создания бесхлоридных ускорителей твердения на основе солей органических кислот и модифицированных олигомеров. Решение этой задачи позволит разработать высокоэффективные комплексные модификаторы полифункционального действия для беспропарочных технологий ускоренного твердения бетона. Применение таких ПФМ позволит, вероятно, более эффективно и экономично использовать экзотермические процессы гидратации цемента в герметичной опалубке с целью самотермообработки бетона без подачи дополнительного тепла извне.

Широкое применение химических модификаторов позволяет решить многие задачи, стоящие перед строительным комплексом. Теперь можно и необходимо получать высококачественные и высокотехнологичные бетоны и растворы, которые имеют увеличенный срок эксплуатации материала до 100 лет и более.