[:ru]ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИКАРБОКСИЛАТОВ В БЕТОНЕ — СОВРЕМЕННЫЙ ПУТЬ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ И БЕТОНА[:en]APPLICATION OF POLYCARBOXYLATES IN CONCRETE — MODERN METHOD OF IMPROVING QUALITY OF CONCRETE AND CONCRETE MIXES[:]

[:ru]Обобщены результаты исследований, проведенных за последние несколько лет в ОАО ЦНИИС и других организациях, по изучению свойств нового класса добавок поликарбоксилатов, их влияния на свойства бетонных смесей, твердение бетона, физико-механические свойства и долговечность. В 2000 году в работе [1] по результатам анализа зарубежных публикаций испытаний фирмы «Полимод» отмечалась необходимость изучения группы водорастворимых карбоксилатных полимеров как добавок в бетон. Химическая модификация карбоксилполимеров позволяла ввести в макромолекулы длинные боковые олигоалкиленоксидные цепи через образование соответствующих сложно-эфирных или амидных групп. Было установлено, что добавки поликарбоксилатов являются активными суперпластификаторами и имеют определенные преимущества по сравнению с известными пластификаторами типа СНФ и могут быть использованы для производства сборного и монолитного бетона. Однако по мнению, изложенному в работе [2], анализ представлений о роли адсорбции ПАВ на зернах цемента и гидратных новообразованиях, сил электростатического и стерического отталкивания, взаимосвязи строения макромолекул со структурой и составом адсорбционных слоев не привели пока к однозначному толкованию достигаемых результатов. Барьерный механизм при сохранении эффекта разжижения не препятствует гидратационному взаимодействию. Поликарбоксилаты следует отнести к модификатору бетона многоцелевого назначения, обладающего пластифицирующе-стабилизирующим действием [3]. Эффективность его автор связывает с низкими оптимальными дозировками, пониженной чувствительностью к виду и составу цемента, длительным сохранением первоначальной консистенции бетонной смеси и повышенной связанностью. Подробный анализ возможных химических процессов при введении синтетических добавок на основе поликарбоксилатов в бетон [4] привел к выводу о необратимости связывания суперпластификатора продуктами гидратации портландцемента, доказанной в многочисленных лабораторных экспериментах. Следует отметить интересный вывод автора о том, что механизм адсорбции суперпластификаторов на продуктах гидратации цемента и минеральных заполнителях принципиально различен. В первом случае наблюдается необратимая хемосорбция, тогда как во втором – обратимая физическая адсорбция. В последние годы производители бетонных смесей при участии авторов статьи начали промышленное производство бетона с добавкой поликарбоксилата. Для монолитного строительства большой интерес представляют добавки поликарбоксилатов, обладающие высокими водоредуцирующими свойствами и позволяющие транспортировать бетонную смесь на дальние расстояния без существенной потери подвижности. На строительный рынок РФ поступают добавки поликарбоксилатов из ряда стран (Швейцарии, Австрии, Германии и др.), отличающиеся по способу их производства, применяемому сырью, структуре основного полимерного компонента.[:en]In the present report, authors summarize results of researches carried out during several years at the Research Institute of Transport Construction (TsNIIS) and other organizations. These researches concern study of properties of new class of polycarboxylate admixtures, their influence onto properties of concrete mixes, hardening of concrete, its physical and mechanical properties, and endurance. The article [1] of year 2000, in which results of tests carried out by company Polimod and published abroad were summarized, points out a necessity to study a group of water-soluble carboxylated polymers as admixtures to concrete. Chemical modification of carboxyl polymers enables to introduce long side oligo alkylene oxide lateral chains into macromolecules through formation of corresponding polyester or amide groups. It was found that polycarboxylate additives were active superplasticizers having certain advantages for well-known plasticizing agents of SNF (sulfo-naphtalene-formaldehyde) type, and they could be used for production of both precast, and cast-in-place concrete. According to report [2], however, there is no clear understanding of obtained results yet, based on theoretical conceptions of a role of adsorption of surfactants on cement grains and hydrate structures, forces of electrostatic and steric repulsive interaction, interrelation between macromolecules structure and adsorption layers composition and structure. Barrier mechanism, while the effect of liquefaction is still present, does not prevent hydration. Polycarboxylates should be classified as a multipurpose modifying additives to concrete, that provide plastisizing and stabilizing effects [3]. According to the author, efficiency of such modifying additive comes from low optimal dosage rate, low sensitivity to type and composition of cement, long-term stability of initial consistency of concrete mix, and increased adhesion. Detailed analysis of possible chemical processes going when polycarboxylate-based synthetic admixtures are added to concrete [4] led to a conclusion that a superplasticizer is non-reversibly fixed with products of Portland cement hydration. This was proved by numerous laboratory experiments The author makes an interesting conclusion that mechanism of superplasticizers adsorption on products of cement hydration and on mineral filling is radically different. In the first case, non-resersible chemosorption takes place, in the second case – reversible physical adsorption. In recent years, some producers of concrete mixes in co-operation with authors of the present article set up industrial production of concrete with polycarboxylate additive. For monolithic construction, the most interesting are polycarboxylate additives with high water absorption ability that enables to transport concrete mix for a long distance without considerable loss of flowability. Polycarboxylate additives from several countries (Switzerland, Austria, Germany, and others) are available in construction market of Russia. They differ by a method of production, raw materials, and structure of core polymer component.[:]