Свойства бетона, связанные с современной технологией бетонных работ, не могут быть достигнуты без химических добавок, а многие строительные задачи могут решаться только при их использовании.

Производителям бетона хорошо известен «Суперпластификатор С-3» (на основе нафталино-формальдегидной смолы), с помощью которого можно получить литые бетоны с пониженным водоцементным отношением. Эти добавки являются поверхностно-активными веществами, уменьшающими поверхностное натяжение воды, которая после соединения с цементом и минеральными составляющими находится в контакте со всеми компонентами бетона. В результате этого увеличивается их подвижность, и бетон становится пластичным.

Применение «Суперпластификатора С-3» позволяет экономить до 15% цемента, заменяя его более дешевыми заполнителями. Эти свойства обусловили его широкое применение при производстве бетона. Преимуществом этой добавки является возможность сбережения цемента, быстрый рост прочности, высокая стабильность бетона, низкие водоцементные отношения при высоких подвижностях бетонной смеси. Недостатком С-3 является ограниченное время сохранения реологии бетонной смеси, большой расход добавки.

Исследования рынка показали, что в 80% случаев в производстве бетона применяется «Суперпластификатор С-3», а в 20% случаев еще 3–4 добавки отечественных производителей.

Западные производители давно и успешно используют более широкий спектр добавок не только для получения заданных свойств смесей, но и для снижения себестоимости их изготовления.

Суперпластификаторы нового типа — поликарбоксилаты (эфиры поликарбоцепных полимеров)

Одной из проблем, с которой столкнулись строители при переходе на монолитное домостроение, стала доставка бетона от изготовителя до потребителя с сохранением необходимых свойств. В настоящее время большинство монолитных конструкций сооружается с использованием товарного бетона. Наиболее важным требованием к нему в условиях городских пробок является сохранение неизменной подвижности бетона после его доставки на стройплощадку в течение 100–180 минут.

Сегодня транспортирование бетона производится автобетоносмесителем, обеспечивающим постоянное перемешивание. Повышение сохраняемости требуемой подвижности смеси до 2–3 часов может достигаться использованием химических добавок-модификаторов нового типа — поликарбоксилатов.

Принцип их работы заключается в том, что поликарбоксилаты адсорбируются на поверхности цементных зерен и сообщают им отрицательный заряд. В результате этого цементные зерна взаимно отталкиваются и приводят в движение цементный раствор, а также минеральные составляющие. Чем длиннее цепи, которые создают молекулы суперпластификатора, тем интенсивнее это отталкивание. Эффективность пластификации становится более высокой, а ее действие продлевается при постоянном перемешивании. Длительность пластификационного эффекта поликарбоксилатов как минимум в 3–4 раза больше, чем при применении обычных суперпластификаторов, за счет большой длины молекул поликарбоксилатов.

Поликарбоксилаты можно применять для классических бетонных смесей классов В20–В55 подвижностью от П2–П5 с более низким содержанием цемента, чем при применении классических суперпластификаторов.

Применение новых добавок на основе поликарбоксилатов позволяет получать самоуплотняющиеся бетонные смеси высокой подвижности и сохраняемости, что практически невозможно при применении обычных суперпластификаторов.

Преимуществами самоуплотняющихся бетонов является их высокая текучесть, позволяющая полностью заполнять форму, высокое качество поверхности, быстрый набор прочности (через 3 суток — 60–80%), что делает такие бетоны незаменимыми при скоростном монолитном строительстве. Самоуплотняющиеся бетоны нельзя подвергать вибрации, так как это приводит к расслоению смеси.

Бетоны, изготовленные по хорошо составленным рецептурам и с применением поликарбоксилатов, имеют и при высокой текучести лучшие физико-механические свойства по сравнению с бетонами, полученными с применением традиционных суперпластификаторов.
Недостатоком поликарбоксилатов является их относительно высокая стоимость, вследствие чего их применение на низких марках бетона экономически неоправдано.

Приготовление самоуплотняющихся бетонов класса В45 и выше должно производиться только на автоматизированных бетонных заводах, на которых есть квалифицированный и опытный обслуживающий персонал, а также возможность для точного дозирования и регистрации изменения влажности песка.

Поликарбоксилаты в России в настоящее время не выпускаются. На некоторых отечественных предприятиях осваивается технология получения поликарбоксилатов, так как они являются основой технологического прорыва в строительстве.
За рубежом такие добавки получили широкое распространение. Их производят такие известные фирмы, как DEGUSSA, MAPEI, SIKA, KAO.