Одним из примеров высокой эффективности комплексных добавок являются свойства суперпластификатора С-3, который считается индивидуальной добавкой пластифицирующего или водоредуцирующего действия. В его состав входят в основном продукты конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, оказывающие на цементное тесто сильное пластифицирующее действие [1]. Использование этих продуктов позволяет получать в бетонах пластифицирующие и водоредуцирующие эффекты, значительно превышающие эти эффекты при использования добавок на основе лигносульфонатов и других пластифицирующих добавок. Однако, несмотря на высокие пластифицирующие эффекты, эти добавки не находили применения в технологии бетона, что было связано с быстрой потерей подвижности смесей, а также снижением прочности бетона в начальные сроки твердения. Решение этих проблем было достигнуто за счет введения в состав товарного суперпластификатора менее эффективной, чем продукты конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида, пластифицирующей добавки на основе технического лигносульфоната. Использование этого компонента позволяет повысить сохраняемость подвижности бетонной смеси. Кроме того щелочь и сульфат натрия, содержащиеся в составе добавки С-3, не только ускоряют твердение цемента, но и обеспечивают более продолжительный пластифицирующий эффект [2].

Совершенствование суперпластификаторов может развиваться не только за счет введения в их состав добавок ускоряющего, стабилизирующего или другого назначения. Как показывает опыт разработки добавки С-3 совместное использование суперпластифицирующей основы с пластифицирующей добавкой – один из оптимальных способов повышения эффективности комплексной добавки.

Адсорбция СП различной химической природы на продуктах гидратации цемента может существенно различаться, соответственно, различаются пластифицирующие и водоредуцирующие эффекты СП на цементах различных производителей с отличающимся минеральным составом [1]. В связи с этим комплексное использование двух и более добавок пластифицирующей группы способно дать положительный эффект в виде снижения их расхода или увеличения пластифицирующего действия [3].

В настоящем работе была исследована эффективность модифицирования суперпластификатора С-3 двумя отходами биохимического производства ОАО «Биосинтез» (г. Пенза). Первый отход, отработанный нативный раствор производства олеандомицина (ОНРО), и второй – маточный раствор тетрациклина (МРТ) обладают слабым пластифицирующим эффектом [4]. Эти отходы представляют собой поверхностно-активные белковосодержащие растворы концентрацией 1-3 %.

Исследования проводились на цементно-песчаном растворе состава 1:3. Удобоукладываемость смеси оценивалась по расплыву конуса на встряхивающем столике по ГОСТ 310.4-81. Для приготовления раствора использовался цемент марки ПЦ 400 Д0 и песок сурского месторождения с М_к = 1,5.

Для исследования влияния добавок на свойства растворной составляющей бетона применялось математическое планирование эксперимента, а для обработки результатов эксперимента использовались статистические методы. По полученным данным находились математические модели полиномного вида.

Результаты исследования свойств раствора в зависимости от дозировки добавок приводятся на рисунке и в таблице.

Рисунок – Влияние дозировки С-3 и ОНРО на консистенцию раствора (а)
и его прочность через 1 (б), 7(в) и 28 (г) сут

Таблица – Влияние комплексной добавки на основе С-3 и МРТ на свойства цементно-песчаного раствора

Как видно из графиков на рисунке при совместном использовании С-3 и ОНРО наблюдается синергизм их действия. За счет повышения пластифицирующего эффекта при совместном использовании добавок возможно снижение на 30 % расхода суперпластификатора С-3 без потери характеристик смеси. Снижение прочности при использовании отмечается только в ранние сроки. Через 28 суток дозировка С-3 и ОНРО на прочность раствора практически не влияет.

Использование в качестве компонента комплексной добавки МРТ менее эффективно (см. таблицу).

С экономической точки зрения особый интерес представляет получение добавки на основе СП и слабых пластификаторов, являющихся отходами производства, например С-3 и ОНРО. Применение отхода производства, стоимость которого в десятки раз ниже цены специально произведенного СП, позволит на 1/3 снизить стоимость комплексной добавки без потери ее качества.