Бетоны: прагматичное творчество

В последние десятилетия строительные технологии стремительно прогрессируют. Результаты этого развития поражают воображение: небоскребы уверенно преодолели высоту в 500 метров, появились мосты протяженностью более 150 км, регулярно обновляются рекорды в области непрерывного бетонирования. Конечно, для успеха проектов подобного уровня недостаточно только сконцентрировать на одной стройплощадке все последние технические и технологические новинки, особое значение приобретают культура производства, исполнительская дисциплина и безусловный профессионализм персонала.

О возможностях современных бетонов, модифицирующих добавках и связанных с ними ожиданиях и разочарованиях, о квалификации технолога и его роли на производстве, о творчестве и необходимости профессионального роста мы беседуем с заведующей отделом технологии бетона и растворов РУП «Институт БелНИИС» Натальей Протько.

Возможности и трудности выбора

Число игроков на отечественном рынке добавок в бетоны достаточно велико, и с каждым даже не годом, а месяцем их становится только больше. Хорошо ли это? С одной стороны, конечно, хорошо. Благодаря здоровой конкуренции потребитель получает возможность купить более качественный и при этом более дешевый продукт.

Вместе с тем задача технолога, стоящего перед выбором необходимого для конкретного случая компонента, серьезно усложняется. Когда продавцы наперебой предлагают каждый свой, безусловно, самый лучший состав, пригодный для решения всех задач, нужно, как минимум, четко сформулировать для себя полный перечень этих задач. Нужно знать, как применить ту или иную добавку, понимать, какими основными и дополнительными эффектами она обладает. Если не проводить собственные исследования свойств продукта, то нужно хотя бы проанализировать испытания, которые проводились производителем при оформлении технического свидетельства на него, оценить добавку с экономической точки зрения.

Моя личная, отработанная за долгие годы практика показывает, что при проектировании составов бетонов нельзя работать обезличено. Всегда нужны контакт с производителем и потребителем бетона, оценка их технологических возможностей, понимание, можно ли решить поставленные задачи с теми компонентами, которые есть на предприятии-изготовителе бетонной смеси: инертными, цементом, добавками. Для монолитного бетона необходимо представлять, как проектируемый бетон будет укладываться, оценить, правильно ли назначается удобоукладываемость бетонной смеси, как далеко предстоит ее транспортировать, при какой температуре будет твердеть бетон, учесть массу других требований, чтобы максимально адаптировать к этим условиям состав бетона. Определив все «тонкие места», можно заранее разработать мероприятия для их преодоления. Например, еще при подборе состава бетона предусмотреть возможность повторного ввода пластифицирующей добавки на объекте при задержке в бетонировании и т. д. Таким образом, максимально сближаются позиции производителя и потребителя.

Пластификаторы, гиперпластификаторы…

Арсенал современных добавок открывает перед технологом очень широкие возможности. Сегодня, когда наряду с привычными уже пластификаторами на базе лигносульфонатов и производных нафталинсульфокислоты (С-3 и модификации), появились гиперпластификаторы на поликарбоксилатной основе, не составляет проблемы получить бетоны 60 класса с прочностью на сжатие 80 МПа, с любой подвижностью, вплоть до самоуплотняющегося бетона. Хотя для более низких прочностей бетона столь высокоэффективные добавки, конечно же, не требуются. Тот, кто попробовал работать с гиперпластификаторами, уже не представляет, как можно было обходиться без них.

Но ведь в свое время все работали с малоподвижными бетонами, вибрировали их, как-то приспосабливались, выкручивались, находили решения, воспринимая это как должное. Сегодня представить, что монолитное строительство может идти на малоподвижных бетонах, уже практически немыслимо. Вы их не довезете, вы их не подадите бетононасосом, вы их не распределите, вы получите массу нареканий от бетонщиков, которые будут их укладывать, и у вас не будет гарантий в обеспечении качества.

Гиперпластификаторы становятся все популярнее, но хочу напомнить, что они требуют более тонкого подхода, чем обычные пластифицирующие добавки на базе лигносульфонатов и производных нафталинсульфокислоты. Некоторые гиперпластификаторы очень чувствительны к минералогии цемента, у других эта зависимость выражена в меньшей степени, передозировка добавки или воды может привести к расслоению бетонной смеси.

Есть также серьезные моменты, связанные с содержанием в добавках воздухоподавляющего компонента. Учитывая извечное желание потребителя сэкономить, производители добавок стараются применять более дешевые компоненты. «Слабые» пеногасители обычно сохраняют свои свойства не дольше месяца-полутора. Продавец, если конечно, он будет с вами честен, обязательно расскажет об этом. Необходимо прислушаться к нему. В противном случае вы рискуете получить бетон, который из-за излишнего воздухововлечения по консистенции будет, скорее, напоминать безе – многим технологам приходилось сталкиваться с этой малоприятной ситуацией. Избежать же ее можно, если не создавать большие запасы пластификаторов, а закупать их по мере необходимости. Если эффект проявляется, то для снижения воздухововлечения перевозить смеси с подвижностью не более 16–18 см и при необходимости осуществлять повторный ввод пластификатора на объекте.

В производстве бетона, как и в любой другой сфере деятельности, понимая, как выстраиваются причинно-следственные связи, можно осознанно управлять процессом. Наличие разных исходных условий, оригинальные проектные решения подразумевают необходимость проектирования бетонов с определенными свойствами, добавки помогают подстраиваться под технологию. Например, в проекте есть массивная конструкция, существует угроза образования трещин при повышении температуры за счет тепловыделения при гидратации цемента. Проблема, в том числе может решаться применением полифункциональной добавки – пластификатора и замедлителя твердения.

…противоморозные добавки… или обмани меня, если хочешь…

Если свойства пластифицирующих добавок можно оценить в режиме «сегодня на сегодня», то противоморозные добавки потребители зачастую не проверяют вообще. В этом случае все обещания поставщика они вынуждены принимать на веру. И не то чтобы поставщик намеренно хотел обмануть, исказить результаты испытаний – вся тонкость заключается в самой методике проведения этих испытаний. На нашу территорию переносятся представления об эффективности противоморозных добавок из российского стандарта, в котором существуют противоморозные добавки для теплого и холодного бетонов, а методика определения эффективности конкретной добавки корректируется производителем в своих технических условиях. Под противоморозными добавками для теплого бетона подразумеваются добавки, которые рекомендуется применять в бетоны при осуществлении их прогрева. Вот и пишут порой, что при применении в бетоне такой-то противоморозной добавки можно вести бетонирование и при минус 20 0 С и при минус 30 0 С и т. д. Это, однако, не означает, что действительно можно бетонировать при такой температуре и не греть бетон.

Так, например, эффективность противоморозных добавок на основе солей, которые одновременно являются и ускорителями твердения, зависит от их концентрации в воде затворения и температуры применения. В своих исследованиях мы фиксируем значение, при котором достигается необходимый эффект, и далее при подборе состава бетона используем этот показатель.

Применение противоморозных добавок в бетонах без прогрева требует особой осторожности. Зачастую производители бетонной смеси не имеют от потребителя достоверной информации об условиях бетонирования и дозировка противоморозной добавки назначается с учетом последующего прогрева.

…и также многие другие

Говоря о добавках, нельзя не вспомнить также воздухововлекающие компоненты, которые приобрели особую актуальность в связи с решением применять бетон при строительстве дорог. Их применение требует особых подходов, особой культуры производства. Ведь нужно не просто изготовить бетон с определенным содержанием воздуха, а обеспечить требуемое воздухосодержание при укладке бетона. Так как для бетонов с высокой морозостойкостью как обязательное условие при подборе составов должна обеспечиваться связка: морозостойкость–содержание воздуха в бетонной смеси.

Сегодня достаточно широко начинают использоваться добавки, позволяющие получить новые эффекты – расширяющие, кольматирующие, добавки полифункционального действия на их основе. Здесь еще важнее понимать, как они работают, как и на что влияют, чтобы не пытаться применить их в структуре, где они окажутся бесполезными. Это будет слишком дорогое удовольствие и по стоимости, и по недополученному эффекту.

Можно не знать ответы, главное – догадываться, что есть вопросы

Это, пожалуй, главная установка для технолога. Нет абсолютного знания. При необходимости можно обратиться за помощью, за консультацией, но нужно предвидеть саму возможность возникновения проблем и стараться их избежать. Важно никогда не останавливаться в развитии, постоянно совершенствоваться, быть профессионалом.

Между тем многие технологи-производственники и заведующие заводскими лабораториями уговаривают себя, убеждают, что из-за большой загруженности и постоянной текучки у них просто нет времени на серьезные изыскания, нет возможности вникать в научные тонкости. Они идут по пути наименьшего сопротивления, все упрощая, сводя свою работу к простому фиксированию фактов. В конечном итоге такой «специалист» становится статистом, минимально необходимым на производстве.

Я глубоко сопереживаю производственникам, понимая, что далеко не все благополучно с компонентами – цементы с переменными характеристиками, заполнители не постоянного зернового состава, запыленность крупных заполнителей, химические добавки также не постоянного качества, а если это легкие заполнители, то переменных, влияющих на конечный результат еще больше. Но повторюсь: нужно четко представлять, что окажет влияние на конечный результат, и это поможет нивелировать отрицательные последствия.

Создание бетонов – это, безусловно, творческий процесс. И он должен оставаться таковым и для технологов на производстве. А чтобы облегчить их жизнь, можно было бы, например, выпустить под эгидой отраслевого министерства каталог химических добавок, рекомендации по их применению и т. д. Считаю очень полезными семинары производителей добавок, на которые организаторы приглашают своих специалистов.

Общаясь с практиками, стараюсь установить причины отрицательных результатов. Тогда возникает надежда, что бессознательно они не войдут в зону действия отрицательного эффекта. Лишних знаний не бывает.

Каков вопрос – таков и ответ

Конечно, на производстве часто нет возможности проводить весь комплекс испытаний. Нужно просто знать, какую информацию требовать от производителя. Рынок формируется в том числе и потребителем. Если производитель поймет, что перед ним профессионал, понимающий что к чему, то он, заботясь о собственном благополучии, сам разработает необходимые рекомендации.

Есть тут, конечно, одна грустная вещь – это стоимостной фактор. Все хотят купить дешевле, но нужно понимать, что есть минимальная стоимость, дешевле которой продукт быть просто не может. Часто тот, кто тратит больше денег на обеспечение качественных характеристик, по цене проигрывает конкурентам, которые над этим не задумываются.