Общие сведения

  Модификаторы бетона полифункционального действия серии МБ являются порошкообразными композиционными материалами на органоминеральной основе, минеральная часть которых состоит из микрокремнезема или его смеси с кислой золой-уноса, а органическая часть представлена суперпластификатором или его смесью с регулятором твердения и другими добавками. В зависимости от соотношения микрокремнезема и золы-уноса в минеральной части модификаторы подразделяются на четыре типа, которые обозначаются МБ-01, МБ-30С, МБ-50С и МБ-100С.

  В зависимости от соотношения между минеральной и органической частями каждый из четырех типов модификаторов подразделяется на отдельные марки. Каждая марка, в свою очередь, обозначается следующим образом: «МБ 8-01», «МБ 10-01»... «МБ 10-50С»... и т.д. Первый цифровой индекс после букв МБ указывает содержание суперпластификатора в массе продукта (%), второй – принадлежность к одному из четырех вышеуказанных типов модификаторов.

  Насыпная плотность порошкообразных продуктов – 0.75-0.80 т/м³, размер гранул в порошках – 0.01-0.4 мм рис.1 , относительная влажность – не выше 3% [1, 2].

  Каждая гранула представляет собой агрегат из ультрадисперсных частиц микрокремнезема или смеси частиц
микрокремнезема и золы-уноса, равномерно покрытых затвердевшей адсорбционной пленкой из молекул суперпластификатора и других органических компонентов модификатора.

  Затвердевшая адсорбционная пленка «склеивает» частицы микронаполнителя между собой, способствуя формированию прочных и устойчивых в воздушной среде гранул, но в то же время, являясь водорастворимой, способствует их быстрой дезагрегации при перемешивании модификатора с водой в процессе приготовления бетонной смеси [3, 4].

  Модификаторы серии МБ предназначены для производства бетонов с высокими эксплуатационными свойствами, в том числе сверхвысоко-прочных, которые обычно можно получить только благодаря совместному использованию микрокремнезема и суперпластификатора.

  Однако в отличие от обязательного компонента таких бетонов – микрокремнезема, являющегося легким и пылевидным материалом насыпной плотностью 0.2 т/м³, а в уплотненном состоянии – 0.5 т/м³, и поэтому создающего транспортные и технологические проблемы, модификаторы более транспортабельны и технологичны, что не приводит к повышению сопутствующих производству бетона затрат.

  Так как модификаторы являются композиционными материалами полифункционального действия, при их использовании улучшаются и технологические свойства бетонных смесей, для производства которых уже нет необходимости в пластифицирующих добавках.

  Оптимальная дозировка МБ зависит от требований к бетонам и обычно находится в диапазоне 8-12% от массы цемента. При соответствующей технико-экономической целесообразности возможны и повышенные дозировки. Модификаторы бетона серии МБ производятся на основании технических решений, защищенных патентами Российской Федерации [5, 6, 7, 36, 37, 38, 39].

  Эффективность модификаторов разных типов, содержащих равное количество суперпластификатора, зависит от состава минеральной части, т.е. от соотношения микрокремнезем : зола-уноса [8, 52].

  Степень эффективности в зависимости от этого соотношения, оцененная по влиянию на важнейшие параметры бетона – прочность, проницаемость, морозостойкость, – приведена на рис.2.

  В общем виде она может быть выражена следующим образом:
МБ-01 > МБ-30С > МБ-50С > МБ-100С.

  Применение МБ при производстве бетонов может осуществляться по принятой на бетоносмесительных узлах схеме приема, хранения и подачи цемента в бетоносмесители и не требует специального оборудования [3, 4].

  Хранение МБ может осуществляться в силосах, транспортировка к расходным бункерам - шнековым транспортером или пневмотранспортом, дозирование – дозаторами цемента. Фрагмент технологической линии по производству модифицированных бетонов на заводе ООО «Юнион-9» в Москве приведен на рис.3.
  Так как применение МБ исключает необходимость в суперпластификаторе и, соответственно, в отдельных технологических линиях по хранению, подаче и дозированию химдобавок, существенно упрощается технология производства бетонов с высокими эксплуатационными свойствами.

  Технические эффекты

  На обычном портландцементе М400 или М500 и обычных заполнителях из твердых пород:

• высокопрочные (прочность на сжатие 60-80 МПа) и сверхвысокопрочные (прочность на сжатие выше 80 МПа) бетоны, в том числе мелкозернистые;

• бетоны с высокой ранней прочностью при твердении в нормальных условиях (25-40 МПа в 1 сут);

• бетоны низкой проницаемости для воды и газов (марка по водонепроницаемости W16-W20);
  

• высокоподвижные (ОК=22-24 см) бетонные смеси повышенной связности – нерасслаиваемости;

• бетоны повышенной долговечности (стойкости к сульфатной и хлоридной агрессии, воздействию слабых кислот, морской воды, повышенных до 400°С температур и морозостойкости);

  Вышеуказанные эффекты регулируются за счет типа и марки применяемого модификатора, его дозировки и состава бетонной смеси.

  Хранение модификаторов, упакованных в мягкие контейнеры типа «МКР», может осуществляться на открытых площадках и в закрытых складах. В первом случае срок хранения ограничивается только долговечностью тары, которая на открытой площадке при воздействии солнечных лучей (ультрафиолетового излучения) или низких отрицательных температур (ниже -25°С) составляет 12 месяцев. При необходимости продления указанного срока хранение упакованного в мягкие контейнеры материала рекомендуется осуществлять в закрытых складах или под навесом. Срок хранения модификаторов в герметичных силосах или других металлических емкостях не ограничен [1, 2].

Санитарно-
гигиенические
свойства

  Модификаторы бетона серии МБ пожаровзрывобезопасны, нерадиоактивны, относятся к 3-му классу умеренно опасных веществ по ГОСТ 12.1.007-76* «ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности» [1,2].
  Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны – 1.0 мг/м³ (по ГОСТ 12.1.005-88* «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»). Бетоны с модификаторами МБ в количествах не выше 30% от массы цемента по санитарно-гигиеническим свойствам не отличаются от обычных бетонов и могут применяться при возведении конструкций для объектов жилищно-гражданского и промышленного назначения [1, 2].

Условия
поставки

  Модификаторы бетона серии МБ поставляются в мягких контейнерах типа «МКР» («биг-бэги») по 750 кг или 1000 кг, в многослойных бумажных мешках по 30 кг, насыпью в автоцементовозах или в крытых железнодорожных вагонах, предназначенных для перевозки цемента.

Динамика производства

В период с 1996 г. по 2002 г. утилизириривано 20200 тонн ультрадисперсных отходов (дымов) металлургических производств и тепловых электростанций, произведено 21200 тонн модификаторов серии МБ, из которых выпущено более 625000 м³ бетона с высокими эксплуатационными свойствами.