ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛИКАРБОКСИЛАТОВ


Технология поликарбоксилатов была первоначально изобретена в Японии и предназначалась для повышения эффективности свежеприготовленного цемента, даже в случае низкой удельной водопотребности.


Низкая удельная водопотребность цемента приводит к повышению прочности, которая является важнейшим свойством в стране, постоянно переживающей землетрясения. В соответствии с японским принципом Кайдзен – непрерывное совершенствование всех материалов и процессов – концепция PCE постепенно развивалась и привела к созданию серии добавок, повышающих эффективность цемента. Развитие стимулировалось особым свойством PCE. Полимеры синтезируются из стандартных блоков, включающих в себя производные акрила и компоненты этиленоксида. Широкое разнообразие материалов, особенно в химии акрилов, позволяет производить различные сочетания мономеров, каждое из которых по-своему влияет на эффективность цемента. В следующих разделах приводятся недавние примеры того, как универсальность технологии PCE адаптировалась для использования в рамках мегатенденций промышленности.

Мегатенденции рынка

Строительный рынок Азиатско-Тихоокеанского региона является крупнейшим в мире. 65 процентов мирового выпуска цемента (2006 год: 2.6 млрд. Тонн) приходится на данный регион. Основными участниками рынка являются Китай (44 процента мирового производства), Индия (5 процентов) и Япония (2 процента). Помимо размеров региональная строительная промышленность стоит перед многосторонними проблемами, начиная с различных свойств цемента и климатических условий и заканчивая конкретными разновидностями строительных проектов.

Химические добавки используются в Азии (например при строительстве Великой Китайской Стены династии Мин) уже много столетий с целью повышения надежности цементирующих структур. Однако, лишь недавно новое семейство полимеров, так называемые поликарбоксилаты (PCE), позволили достичь нового уровня контроля над свойствами цемента. Разработанная японским филиалом концерна BASF в 1980х годах и постоянно развивающаяся технология PCE сегодня применяется во всех мегатенденциях строительной промышленности в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Она является ключевым компонентом того удивительного роста, который имеет место в таких странах как Китай и Индия, и при этом также приносит пользу и высокотехнологичным рынкам наподобие Японии.

К мегатенденциям Азиатско-Тихоокеанского региона можно отнести следующее:

 - потребность в структурах с более долгим сроком службы, чем у существующих (прочность цемента), 

 - ускорение процесса строительства (особенно на промышленных проектах), 

 - оптимизация эффективности использования энергии вдоль всей цепочки приращения стоимости во время строительства с применением цемента, 

 - прощающие ошибки технологии цементов в случае использования низкоквалифицированных рабочих и серьезный уровень колебаний в отраслях цемента, песка и камня в странах бурного роста, таких как Китай и Индия.

Сверхпрочный цемент в Японии

Общая потребность в повышении прочности цемента стимулировала первоначальное развитие PCE, однако сегодня в Японии возникает более значительный спрос. Он связан с очень высокими ценами на землю в больших городах. В определенных районах Токио один квадратный метр может стоить до 160 тысяч евро, и поэтому архитекторы стараются использовать пространство максимально эффективным образом, уменьшая диаметр цементных колонн и увеличивая бетонные балочные пролеты с целью создания просторного интерьера.

Для этого, очевидно, требуется очень прочный цемент, и лишь в 2006 году при строительстве в Токио башни Brillia Tower был использован цемент с рекордной прочностью 150 мегапаскалей. Помимо очень низкого водопотребления цемента, при помощи сверхспециализированной и изготовленной на заказ цементной примеси из PCE были решены следующие дополнительные проблемы, присущие сверхпрочному цементу:

- Способность цемента к прокачиванию увеличена посредством ослабления вязкости; 

 - Снижена тиксотропия1 , что позволяет перевозить цемент в бункерах; 

 - Время смешивания на территории бетонного завода уменьшено с целью повышения уровня производства цемента в дозаторных установках.


Технология суперудерживания для заказчиков в Индии

Строительная промышленность Индии ведет свою деятельность во многих областях страны в условиях очень высокой температуры. Это означает, что процесс затвердения цемента ускоряется. К тому же, перевозка цемента от бетонного завода к месту строительства часто задерживается вследствие сложной ситуации с дорожным движением во многих крупных городах. В результате производителями не всегда могут доставить цемент ожидаемого качества. Сегодня новая серия примесей на основе РСЕ позволяет справляться с такими неблагоприятными условиями.

Недавно появившаяся на рынке технология суперудерживания «Super Retention Technology» (сокращенно: sureTec) позволяет удерживать материал в нужном состоянии в течение долгого времени перевозки, 2 часа или больше, достаточного для того, чтобы перевозящий цемент грузовик мог доехать до места назначения и доставить цемент с требуемым уровнем эффективности. Следует отметить, что показатель нарастания прочности цемента после его нанесения не изменяется по сравнению с необработанным цементом. Это важно для того, чтобы гарантировать, что процесс строительства не будет задерживаться вследствие замедленного процесса затвердевания цемента.

_________________________

1 Двунаправленное поведение определенных материалов (здесь: цементного теста), которые разжижаются при смешивании, встряске, взбалтывании или ином возбуждении и быстро затвердевают после некоторого времени спокойствия.

Широкий ассортимент цементов в Китае

Китайская цементная промышленность включает в себя более чем 5 000 цементных заводов, на которых изготавливаются цементы с самыми различными свойствами. Производителям цемента приходится справляться с неустойчивым действием цемента. Здесь важнейшую роль играют цементные добавки. Например, в Китайском проекте высокоскоростной железной дороги возникает проблема, заключающаяся в том, что на этом проекте до 2020 года будет уложено более 400 миллионов кубических метров цемента (это примерно в десять раз больше годового производства товарного цемента в Германии). Специально для этого проекта концерном BASF была разработана примесь RHEOPLUS® 329 на основе PCE. Высокий уровень устойчивости против нестабильного цемента и общая совокупность условий делают эту примесь важнейшим фактором, позволяющим выполнять высокие требования данного проекта в отношении прочности цемента, а также позволяют стимулировать дальнейшее развитие китайской инфраструктуры.

Высокий уровень производства цемента в Китае также отображает экологическую проблему, которая заключается в выбросах CO2. Производство 1 тонны цемента обычно приводит к генерированию 0.8 тонны углекислого газа. Концерн BASF запустил технологию CEMENTIUM®, которая повышает эффективность цемента. При помощи такой цементной добавки производитель цемента может частично заменить известковый клинкер, Являющийся причиной выбросов CO2 во время производства цемента. Использование замещающих материалов, например, летучей золы, являющейся отходом в производстве электроэнергии, не приводит к выбросам CO2.

Заключение

Универсальная технология поликарбоксилатов предоставляет возможность использования широкого ассортимента новых бетонных и цементных примесей, специально изготовленных для целевых направлений применения в рамках строительной промышленности Азиатско-Тихоокеанского региона. Собственные технологии концерна BASF в области производства синтетических материалов позволяют заказчикам из строительной индустрии Азиатско-Тихоокеанского региона успешно вести деятельность в крайне разнообразных условиях региона.

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка добавок для бетонов, цемента, ССС можно познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок добавок для бетонов, цемента и сухих строительных смесей в России».

www.newchemistry.ru