Современное производство строительных материалов

Органо-минеральные добавки

Комплексные добавки, получаемые при объединении активных минеральных компонентов и органических модификаторов, называют органоминеральными добавками (ОМД).

Использование органоминеральных добавок в бетонах произвело революцию в строительном производстве. Бетоны, в состав которых могут включаться до 12 компонентов комплексных модификаторов, назвали бетонами нового поколения. Впервые концепция получения таких бетонов была сформулирована в 1986 году, основными критериями которой являются:

Высокая прочность, включая раннюю прочность (R28 = 120 МПа и выше, R1 — не менее 25...30 МПа);

Высокая морозостойкость (F400 и выше);

Высокая водонепроницаемость (W12 и выше);

Высокая химическая стойкость;

Высокое сопротивление истираемости (не более 0,4 г/см2);

Высокий модуль упругости;

Низкое водопоглощение (менее 2,5 % по массе);

Низкая адсорбционная способность;

Бактерицидность и фунгицидность;

Регулируемые показатели деформативности.

Технология бетонов нового поколения (называемых еще высококачественными, высоко-функциональными бетонами) основывается на принципах направленного структурообразования на всех этапах производства. Обязательным элементом технологии является введение в состав бетона реакционно-способных порошковых компонентов и высокоэффективных химических модификаторов.

Способ приготовления ОМД предусматривает затворение водными растворами ПАВ предварительно размолотого минерального компонента (или материала в тонкодисперсном состоянии) и дальнейшее высушивание при температуре 150...170 °С. Сушка осуществляется до остаточной влажности материала 1...1,5 %. Полученная порошкообразная добавка легко формуется и поддается брикетированию. В таком виде ОМД легко складируется, транспортируется, дозируется и вводится в бетонную смесь, не требуя дополнительных устройств в технологической цепи.

Таким образом реализуется основной принцип физико-химической механики — поверхностная активация минерального наполнителя, способствующая повышению его поверхностной энергии. Присутствие ПАВ предотвращает агрегацию высокодисперсных частиц наполнителя и стабилизирует его свойства, а сам он становится носителем ПАВ. По аналогии с вяжущими низкой водопотребности, органоминеральные добавки становятся более активными элементами в процессе структурообразования бетона, по сравнению с добавками, вводимыми в смесь раздельно.

Органо-минеральные добавки получают, объединяя органический и минеральный компоненты, которые обладают модифицирующим эффектом.

Доказано, что тонкодисперсные минеральные добавки повышают эффективность действия пластификаторов, а сами пластификаторы способствуют положительному действию минеральных наполнителей на структуру бетонной смеси и бетона.

На данный момент предложен специальный органо - минеральный комплексный модификатор структуры и свойств бетона полифункционального действия. Он включает в себя суперпластификатор (от 6 до 12% по массе) и микрокремнезем. Он представляет собой порошкообразный продукт насыпной плотностью 750–800 кг/м3 с размером гранул до 100 мкм. В качестве регулятора твердения (РТ) в него введен фосфорорганический комплекс. При использовании такой добавки возрастает консистенция бетонной смеси, а также появляется возможность получать бетоны с прочностью свыше 100 МПа, низкой проницаемостью и высокой долговечностью. По похожему принципу создан органо - минеральный модификатор, который включает суперпластификатор, микрокремнезем и золу-унос (25–45% микрокремнезема заменено золой-уносом, без заметного снижения эффективности добавки). Как правило, органо - минеральные добавки продаются в порошкообразном виде, что во многом облегчает их введение в бетонную смесь. При применении добавок следует проводить технико-экономические расчеты для прогнозирования нужного эффекта. Также следует учитывать, что использование добавок при производстве бетона требует дополнительных затрат для создания складов добавок, узлов подготовки добавок, дополнительных дозаторов в бетоносмесительных цехах.

Именно поэтому необходимо использовать добавки в первую очередь тогда, когда их применение дает наибольший технико-экономический эффект.