Активные минеральные добавки-наполнители. Известняк активная минеральная добавка в цемент


Активные минеральные добавки, виды и применение активных минеральных добавок.

Активными минеральными или гидравлическими добавками называют природные и искусственные материалы, которые при смешивании их в тонкоизмельченном виде с воздушной известью придают ей свойства гидравлического вяжущего вещества, а в смеси с цементом повышают его водо- и сульфатостойкость.

В большинстве случаев взаимодействие извести и активными минеральными добавками основано  на том, что содержащийся в последних активный (аморфный, мелкодисперсный) кремнезем связывает известь в присутствии воды в гидросилиткат кальция, который и обуславливает ее гидравлическое твердение, т.е. нарастание прочности под водой после предварительного затвердевания на воздухе, а также способность сопротивляться выщелачивающему действию воды. Кроме кремнезема в состав активных минеральных добавок входит глинезем, который в присутствии влаги также может взаимодействовать с известью, образуя гидроалюминат кальция, обладающий гидравлическими свойствами.

При твердении из цемента выделяется гидрат окиси кальция, понижающий его сопротивляемость по отношению к выщелачиванию и воздействию некоторых солей, содержащихся в минерализованных водах. Поэтому для повышения водостойкости цемента в пресных и сульфатных водах в него вводят активные минеральные добавки.

Активные минеральные добавки бывают природные и искусственные. К первым относятся осадочные породы: диатомиты, трепелы, опоки и глиежи, также вулканические породы – пеплы, туфы, пемзы, трассы, а ко вторым – доменные гранулированные шлаки , топливные золы и шлаки, искусственно обожженные глинистые материалы и кремнеземные отходы. Все эти добавки в порошковом состоянии при затворении водой не затвердевают.

Диатомит или диатомовая земля представляет собой рыхлую горную породу, состоящую главным образом из скоплений микроскопических панцирей диатомовых водорослей (диатомей) и содержащую кремнезем преимущественно в аморфном состоянии. Трепел – также рыхлая горная порода, состоящая главным образом из мельчайших округлых зерен аморфного кремнезема. Опока - это плотная горная порода, являющаяся продуктом уплотнения диатомитов и трепелов и состоящая также из аморфного кремнезема. Наиболее активная из перечисленных добавок осадочного происхождения - трепел, а наиболее распространенная - опока. Диатомиты и трепелы способны размокать в воде. Это можно использовать при так называемой мокрой присадке этих материалов. Она заключается в том, что разболтанный в воде диатомит или трепел при изготовлении бетонной смеси добавляют в бетономешалку.

При извержении вулканов из кратера выливаются потоки жидкой расплавленной лавы, застывающие по склонам горы в виде более или менее плотной и твердой стекловидной породы (обсидиан, вулканические лавы и шлаки). Кроме того, из кратера вместе с газами и парами выбрасываются мелкие куски и пылеобразные частицы этой лавы. Они уносятся ветром иногда на значительные расстояния, охлаждаются воздухом или вулканическими дождями, сопровождающими извержение, и падают на землю, где отлагаются в виде пористых вулканических пород с различной величиной зерен. Вулканический пепел представляет собой рыхлые,  частично уплотненные отложения вулканических пород. Туф - это уплотненный и сцементированный вулканический пепел, трасс - метаморфизованная разновидность вулканического туфа, пемза - камневидная порода пористого губчатого строения.

Все вулканические породы, встречающиеся в природе в землисторыхлом состоянии, называют пуццоланами (по названию итальянского селения Поццуоли в Неаполитанском заливе, где они впервые стали разрабатываться). К пуццоланам относят все пористые вулканические материалы, состоящие из отдельных мелких зерен или небольших кусков (например, вулканические пески). Иногда пуццоланами обобщенно называют все виды активных минеральных добавок.

Для всех вулканических добавок характерно сравнительно высокое содержание кремнезема и глинозема. Активность активных минеральных добавок зависит от скорости охлаждения расплавленной вулканической магмы. Особенно быстро охлаждается лава, попавшая в воду в тех случаях, когда вулканы находятся вблизи морей или рек. Быстроохлажденные вулканические породы обладают большим запасом химической энергии. Такие добавки часто в значительной части или почти целиком состоят из стекла.

Вулканические добавки характеризуются высоким содержанием алюмосиликатов. При введении этих добавок в состав цементов свободная известь связывается нерасстеклованной алюмосиликатной составляющей этих добавок.

На активность этих добавок влияет также содержание в них химически связанной воды. Это подтверждается тем, что вулканический трасс после прокаливания теряет способность придавать извести гидравлические свойства.

К искусственно обожженным глинистым материалам относятся глинит, цемянка, керамзит, аглопорит, горелые породы (самовозгорающиеся в отвалах пустые шахтные породы). Обожженная глина в виде измельченного в порошок битого кирпича (цемянки) применялась еще в древней Руси в качестве гидравлической добавки в смеси с воздушной известью.

Для получения глинита глину необходимо обжечь при температуре порядка 600-800 С.

В некоторых местах встречается так называемый глиеж, что означает глина, естественно жженая (гли-е-ж). Глиеж осадочного происхождения, он относится к горелым породам  и является продуктом природного обжига глины.

Кремнеземистые отходы (сиштоф) представляют собой богатые кремнекислотой материалы, получаемые в производстве сернокислого алюминия при извлечении глинозема из глины. Такие же отходы получаются и при производстве АIСl3 из каолинита методом хлорирования в присутствии СО. Эти отходы являются весьма активной добавкой.

Топливные шлаки и золы - побочный продукт, образующийся при сжигании некоторых видов топлива. В составе минеральной части топливных зол и шлаков обычно преобладают кислотные окислы. Содержание кремнезема, глинозема и окиси железа в кислых шлaках и золах превышает 50%.

Активность зол зависит от температурного режима сжигания топлива, а также от размера его кусков и продолжительности пребывания в зоне высоких температур. Как и глинистые материалы, наибольшей активностью обладают золы топлива, сжигаемого при температуре 600-800 С. При более высокой температуре сжигания топлива качество золы как активной минеральной добавки снижается.

При сжигании горючих сланцев и некоторых других видов топлива получаются основные золы, которые сами по себе являются медленно твердеющими вяжущими веществами.

Активность активных минеральных добавок, определяемая по поглощению извести из известкового раствора (в мг СаО на 1г добавки) составляет: у диатомитов, трепелов и опок – 150-400; вулканических пеплов, пемзы и туфа – 50-150; трассов – 60-150; глиежей – 30-100; обожженных глин, топливных шлаков и зол – 50-100. Добавки с меньшей активностью относятся к инертным.

Количество несгоревших частиц топлива в топливных шлаках не должно превышать 15%, а в топливных золах 20% SO3 в топливных шлаках и золах должно быть больше 3%.

Возможно Вас заинтересует: Минеральный порошок. ГОСТ 16557—2005 «Порошок минеральный для приготовления строительных смесей», цена за 1 тн.

www.voscem.ru

Активные минеральные добавки-наполнители | Справочник

Активные минеральные добавки-наполнители — это вещества естественного происхождения или промышленные отходы, находящиеся в тонкодисперсном состоянии или измельченные до тонкости помола цемента и состоящие в основном из аморфного кремнезема (SiO2 более 50 %), обладающие гидравлической* активностью или пуццоланическим** действием.

* Гидравлическая активность — способность добавки связывать СаО или известь, выделяющуюся при твердении цемента, с образованием труднорастворимых новообразований.

** Пуццоланическая активность — способность добавки связывать известь в низкоосновные гидросиликаты кальция.

В качестве сырья для получения активных минеральных добавок-наполнителей используются горные породы осадочного и вулканического происхождения, а также некоторые виды промышленных отходов:

  • горные породы осадочного происхожденния - диатомит, трепел, трепеловидная опока, кремнеземистая опоковидная порода. Указанные разновидности диатомитовой породы при одинаковом химическом составе отличаются лишь своей дисперсностью;
  • горные породы вулканического происхождения — вулканический пепел, вулканические туфы и пемзы, витроф, трасс, перлит необожженный. Все указанные породы, за исключением вулканического пепла, имеют камневидную структуру, поэтому требуют помола до оптимальной дисперсности;
  • промышленные отходы - золы и шлаки ТЭС (зола-уноса, золо-шлаки), зола горючих сланцев, гранулированные доменные шлаки, отвальные доменные шлаки, фосфорные шлаки - отходы электротермического производства фосфора, содержащие в своем составе СаО и SiO2 в сумме до 95 %, нефелиновый шлам — отход глиноземного производства, содержащий до 80 % минерала белита, частично гидратированного, ситроф, красный бокситовый шлам — отходы алюминиевого производства, микрокремнезем (ультрадисперсные отходы ферросплавного производства — пыль газоочистки производства ферросилиция, кристаллического кремния, силикомарганца, ферросиликохрома) .

Механизм действия гидравлически активных добавок в основном. обусловлен их химическим взаимодействием с известью, образующейся в результате гидролиза С3S при гидратации цемента. При этом, в основном, образуются низкоосновные гидросиликаты кальция типа C-S-H (B), гидроалюминаты и гидроферриты кальция, которые увеличивая гелевую составляющую цементного камня, улучшают прочностные и деформативные свойства бетона.

Пуццоланический эффект действия тонкодисперсных добавок в бетонах проявляется в химическом взаимодействии активного кремнезема с известью по схеме: SiO2 + Ca(OH)2 + n(h3O) -> (B) CaO • SiO2 • h3O.

Наряду с этим, поскольку дисперсность частиц добавки соизмерима с размерами зерен цемента, наблюдается пластифицирующий эффект, проявление которого повышается с увеличением (до оптимального) количества вводимой добавки. Образование гидросиликатов кальция обеспечивает повышение плотности и прочности цементного камня и, соответственно, бетона и раствора за счет вовлечения активной части добавки в формирующуюся структуру цементного камня.

Вместе с этим, уменьшение свободной гидроокиси кальция в структуре цементного камня способствует повышению коррозионной стойкости бетона к коррозии 1-го вида — выщелачиванию и коррозии II -го вида — химической коррозии, так как исключает образование легкорастворимых гидроксидов магния, натрия и других.

Таким образом, введение химически активных минеральных добавок- наполнителей способствует не только сокращению расхода цемента, но и повышению коррозионной стойкости бетона, что свидетельствует о технической и экономической эффективности использования добавок в бетонах и растворах.

Активные минеральные добавки-заменители части цемента — это тонкомолотые минеральные вещества, состоящие из низкоосновных силикатов, алюминатов и ферритов кальция, аморфного кремнезема и других веществ, которые обладают достаточно заметной (самостоятельной) гидравлической и пудцоланической активностью, особенно при твердении бетона в автоклавах или пропарочных камерах.

Механизм действия таких добавок обусловлен процессами гидратационного твердения, как заменителя части цемента, и к тому же, учитывая, что зерновой состав добавок близок к дисперсности цемента, пластифицирующим эффектом. Таким образом, целью применения таких добавок является придание бетонной и растворной смеси требуемой подвижности и замена ими части клинкерного цемента, не приводящая к снижению прочности бетона или раствора.

К добавкам-заменителям части клинкерного цемента можно отнести тонкоизмельченные кремнеземистую опоковидную породу, доменные гранулированные шлаки, доменную муку, золу-уноса и гранулированные шлаки ТЭС.

uralzsm.ru

Минеральные добавки для бетонов

Для активного управления структурой и свойствами бетонной смеси и бетона, наряду с химическими добавками применяют минеральные добавки (МД), представляющие порошки различной минеральной природы, получаемые из природного или техногенного сырья: зол, молотых шлаков, горных пород и др.

Минеральные добавки отличаются от заполнителя мелкими размерами зерен (менее 0,16 мм, а чаще еще меньше), а от химических модификаторов тем, что они не растворяются в воде. Располагаясь вместе с цементом в пустотах наполнителя, они уплотняют структуру бетона, в ряде случаев позволяя уменьшить расход цемента. Поэтому МД часто называют минеральными наполнителями. Если оценивать МД по их влиянию на структуру и свойства цемента и бетона, то в зависимости от дисперсности их можно разделить на МД-разбавители цемента и МД-уплотнители: – МД-разбавители, например зола, имеют гранулометрический состав, близкий к цементу (удельную поверхность 0,2–0,5 м2/г). – МД-уплотнители, например, микрокремнезем, имеют частички примерно в 100 раз меньше зерен цемента (удельная поверхность 20–30 м2/г) и являются более эффективной добавкой, так как способны заполнять пустоты между зернами цемента и обладают повышенной реакционной способностью.

Минеральные добавки делятся на активные и инертные. Активные МД способны в присутствии воды взаимодействовать с диоксидом кальция при обычных температурах, образуя соединения, обладающие вяжущими свойствами. При введении в бетон они взаимодействуют с Са(ОН)2, выделяющимся при гидратации портландцемента. Некоторые активные МД, например, молотые доменные шлаки, способны к самостоятельному твердению, которое активизируется при добавке извести. На свойства минеральных добавок значительное влияние оказывает их зерновой состав, определяющий удельную поверхность и, соответственно, реакционную способность или возможность уплотнения структуры бетона.

Инертные добавки, например, молотый кварцевый песок, при обычной температуре не вступают в реакцию с компонентами цемента, однако при определенных условиях (например, при автоклавной обработке) они могут проявлять реакционную способность. В большинстве случаев инертные добавки используют для регулирования зернового состава и пустотности твердой фазы бетона (заполнитель – цемент – минеральная добавка) с целью управления свойствами бетонной смеси и бетона.

Природные минеральные добавки получают тонким измельчением различных горных пород вулканического (туфы, пеплы, трассы) или осадочного (диатомит, трепел, опока) происхождения. Именно к туфу первоначально был применен термин «пуццоланы» по названию итальянского местечка, где он добывался. Впоследствии этот термин распространили и на другие активные природные минеральные добавки. МД вулканического или осадочного происхождения состоят в основном из кремнезема и глинозема (70–90%), которые в известной мере определяют их пуццолановую активность. Эти добавки широко применяются при производстве цемента. К их недостаткам следует отнести повышенную водопотребность.

Минеральные добавки из техногенного сырья (золы, молотые шлаки, микрокремнезем и другие) имеют различный минералогический состав и дисперсность, от которых и зависит эффективность их применения в цементах и бетонах.

Золы ТЭС образуются при сжигании пылевидных углей из их минеральной части, которая содержит глинистые вещества, кварц и карбонатные породы. В зависимости от температуры топки (1200–1600°C) и размеров частиц минеральная часть углей или плавится полностью, или оплавляется. При охлаждении образуется стекловидная фаза материала. Частицы золы осаждаются в электрофильтрах и удаляются сухим (зола-унос или зола сухого удаления) или мокрым способом (зола гидроудаления). Свойства золы-уноса определяют ее широкое использование в производстве цемента и бетона.

Химический состав зол характеризуется содержанием 35–60% SiO2 , 15–35% Аl2О3, 1–20% Fe2O3, 1–30% СаО и небольшого количества MgO, SO3, щелочей и других соединений. Соотношение компонентов золы предопределяет ее активность и вяжущие свойства.

По содержанию оксида кальция золы подразделяются на высококальциевые (СаО>10%) и низкокальциевые (СаО<10%). Высококальциевые золы обладают некоторыми вяжущими свойствами и могут применяться для замещения части цемента в бетонах, к которым не предъявляются высокие требования по прочности и долговечности. В этих золах часть СаО может находиться в свободном (пережженном) состоянии, что приводит к неравномерному изменению объема и определенным сложностям при их применении.

Низкокальциевые золы вяжущими свойствами не обладают, но в присутствии извести и воды активно участвуют в образовании гидросиликатов и гидроалюминатов кальция – основных структурообразующих компонентов цементного камня. Эти золы на 80% и более состоят из алюмосиликатного стекла, которое предопределяет их пуццоланическую активность.

Низкоосновные золы широко используются в качестве активных минеральных добавок.

Наряду с минеральной частью в золах ТЭС остается небольшое количество (до 5–10% и более) несгоревшего топлива, обычно в виде кокса. Этот компонент золы отличается высокой пористостью, что увеличивает ее водопотребность, а также может отрицательно влиять на процессы структурообразования цемента с добавкой золы. Поэтому в стандартах разных стран ограничивается содержание несгоревшего угля (потери при прокаливании) 5–10%.

Размеры частиц золы колеблются в пределах 1–100 мкм и близки к размерам зерен цемента. Поскольку несгоревший уголь содержится главным образом в крупных частицах, то в отличие от других порошкообразных материалов с повышением дисперсности зол их водопотребность не повышается, а в ряде случаев даже снижается.

Средняя плотность золы составляет 1,74–2,4 г/см3, однако плотность отдельных фракций может значительно отличаться от средних значений. Мелкие частицы топлива при пылеугольном сжигании сгорают на лету. При этом на их поверхности образуется плотная оболочка, а внутри они имеют пористую структуру. Пористостью частиц объясняется малая насыпная плотность золы, которая колеблется в пределах 600–1300 кг/м3. Насыпная плотность зависит от вида топлива и температуры сжигания, обычно увеличиваясь с повышением последней.

Удельная поверхность золы составляет 1500–3000 см2/г. Для плотных бетонов рекомендуются золы с удельной поверхностью не менее 1000 см2/г, для ячеистых бетонов – не менее 2500 см2/г. У некоторых зол активность может быть повышена при применении дополнительного домола, способствующего разрушению стекловидной оболочки на поверхности зерен.

Шлаки, получаемые в качестве вторичного продукта при выплавке чугуна и в ряде других металлургических процессов, после тонкого измельчения способны стать эффективной минеральной добавкой. Степень гидравлической активности шлаков в известной мере характеризует модуль основности Мо или модуль активности Ma, показывающие соотношение основных составляющих шлака (%).

В зависимости от модуля основности шлаки делятся на основные или кислые. Гидравлическая активность доменных шлаков, как правило, возрастает с увеличением модулей основности и активности, а также с увеличением удельной поверхности тонкомолотого шлака. Обычно, удельная поверхность тонкомолотых шлаков составляет 2500–3500 см2/г. Тонкомолотые шлаки, добавленные к цементу, существенно влияют на структурообразование цементного камня.

Микрокремнезем является отходом производства кремнийсодержащих сплавов: ферросилиция, кристаллического кремния и др. В процессе плавления шихты и восстановления кварца при температуре свыше 1800°C образуется газообразный кремний, который при охлаждении и контакте с воздухом окисляется до SiO2 и конденсируется в виде сверхмелких частиц кремнезема. Содержание SiO2 в микрокремнеземе составляет 85–98%.

От других активных минеральных добавок микрокремнезем отличается очень малым размером частичек (0,1–0,5 мкм) и высокой удельной поверхностью (18–25 м2/г). Располагаясь в бетоне в порах цементного камня, он способствует повышению плотности и соответственно прочности, непроницаемости и долговечности бетона.

Обычный расход микрокремнезема в бетоне составляет 5–15% от массы цемента, что меньше, чем при применении других минеральных добавок. Кроме того, в этом случае взаимодействие в бетоне Са(ОН)2 и SiO2 сравнительно ограничено и в нем длительное время сохраняется необходимая для защиты арматуры от коррозии щелочная среда.

В сухом виде из-за сверхвысокой дисперсности насыпная плотность микрокремнезема составляет всего 0,15–0,2 т/м3, что затрудняет его транспортировку и применение, поэтому в производстве бетона обычно используют лишенный этих недостатков предварительно гранулированный или брикетированный микрокремнезем.

Органо-минеральные добавки получают, объединяя в единую систему органический и минеральный компоненты, обладающие конкретным модифицирующим эффектом. Исследования показали, что тонкодисперсные минеральные добавки повышают эффективность действия пластификаторов и, наоборот, последние способствуют положительному действию минеральных наполнителей на структуру бетонной смеси и бетона.

НИИЖБ предложил органо-минеральный комплексный модификатор структуры и свойств бетона полифункционального действия МБ-01, включающий суперпластификатор С-3 (6–12% по массе) и микрокремнезем. Он представляет собой порошкообразный продукт насыпной плотностью 750–800 кг/м3 с размером гранул до 100 мкм. В качестве регулятора твердения (РТ) в МБ-01 вводят фосфорорганический комплекс. При применении этой добавки возрастает сохраняемость консистенции бетонной смеси, появляется возможность получать бетоны с прочностью свыше 100 МПа, низкой проницаемостью и высокой долговечностью.

По аналогичному принципу создан органо-минеральный модификатор МБ-С. Он включает суперпластификатор С-3, микрокремнезем и золу-унос (30–50% микрокремнезема заменено более доступной золой-уносом, причем без заметного снижения эффективности добавки).

Как правило, органо-минеральные добавки выпускаются в порошкообразном виде, что облегчает их введение в бетонную смесь.

При проектировании применения добавок необходимо проведение технико-экономических расчетов для прогнозирования ожидаемого эффекта. При этом следует учитывать, что использование добавок при производстве бетона требует дополнительных затрат для создания складов добавок, транспортных магистралей, узлов подготовки добавок, дополнительных дозаторов в бетоносмесительных цехах. Некоторые добавки имеют сравнительно высокую стоимость и еще дефицитны. Поэтому необходимо использовать добавки в первую очередь там, где их применение дает наибольший технико-экономический эффект.

library.stroit.ru

Влияние активных минеральных добавок на свойства цемента и бетона

Производителей бетонаинтересует, в первую очередь, вопрос: как влияют различные виды активныхминеральных добавок на свойства портландцемента?

Основным компонентомвещественного состава портландцемента является портландцементный клинкер.

В соответствии с требованиями приложенияА ГОСТ 30515-97 «Цементы. Общие технические условия» активной минеральнойдобавкой к цементу считают такую минеральную добавку, которая в тонкоизмельченномсостоянии обладает гидравлическими или пуццоланическими свойствами.

Портландцементный клинкер —продукт, получаемый обжигом до спекания или плавления сырьевой смесинадлежащего состава и содержащий, главным образом, высокоосновные силикаты и(или) высоко- или низкоосновные алюминаты кальция.

Сырьем для производствапортландцемента служит известняк или мергель и глина.

Химическое взаимодействиецемента с водой сопровождается образованием кристаллогидратов различной формы,которые труднорастворимы в пресной и минерализованной воде и устойчивы квоздействию атмосферных факторов. В результате гидратации клинкерных минералов образуетсяцементный камень с уникальными свойствами, который позволяет из разрушенныхгорных пород (песок, щебень, галька) оптимизированного зернового состава [1–4]получить высококачественный искусственный камень заданной формы и размеров, то естьбетонное изделие.

Взаимодействие зеренпортландцемента с водой начинается немедленно после затворения. Некотороеколичество кристаллогидратов, образующихся в начальный период гидратации,позволяет получать пластичное и удобоукладываемое цементное тесто, чтообеспечивает возможность формования бетонных изделий.

В результате продолжающейсяреакции гидратации постепенно формируется плотный и прочный цементный камень.Основным и наиболее полезным компонентом камня являются волокнистые чешуйчатыеили мелкозернистые гидросиликаты камня с общей формулой CxSyHz.

В цементной науке принятыследующие обозначения: С — СаО, S — SiO2, H — h3O, A — Al2O3.

Чем меньше основностьгидросиликатов, тем более полно использована их потенциальная химическаяэнергия, заложенная в клинкере, тем долговечнее и прочнее сформировавшийсяцементный камень. При гидратации силикатов кальция образуется также Са(ОН)2— наиболее растворимый и химически активный, а следовательно, уязвимыйкомпонент цементного камня.

Гидратация кальциевых алюминатови алюмоферритов в присутствии гипса ведет к образованию эттрингита, который припоследующем твердении переходит в моносульфатную форму С4АSН12. Образующиесягидроалюминаты и гидросульфоалюминаты кальция способствуют быстромуформированию структуры прочного искусственного камня в начальный периодтвердения цемента. Гидроалюминаты претерпевают и другие фазовые превращения собразованием кубических гидрогранатов, ослабляющих структуру камня.

После химического связывания,испарения и осмотического отсоса воды в цементном, а следовательно, и вбетонном камне, образуется развитая система пор. Основные эксплуатационныесвойства созданного искусственного камня, такие как долговечность,морозостойкость, коррозионная стойкость, прочность, определяют структура камняи его поровое пространство: размеры и форма пор, их количество и форма связимежду собой. В крупных порах вода замерзает при температуре до –20 °С, в мелкихпорах — до –50 °С или не замерзает вообще в климатических условиях эксплуатацииРоссии. Это явление обусловлено различными значениями давления внутри порискусственного камня. Чем меньше пор, тем плотнее и прочнее создаваемый камень.В свою очередь, размер и количество пор зависят от минералогического составаклинкера, водоцементного отношения и поверхностного натяжения на границераздела фаз.

В портландцементе обычносодержится до 1 % щелочных оксидов.

Их миграция к поверхностибетонов и дальнейшая карбонизация являются одной из основных причин образованиявысолов на поверхности затвердевшего бетона. Однако определяющим факторомобразования высолов является плотность структуры бетонного камня.

Именно формирование плотнойупаковки за счет оптимизации соотношения крупного и мелкого заполнителяопределяет свойства структуры формируемого искусственного камня при учете: насыпнойи средней плотности заполнителей, коэффициента раздвижки зерен крупногозаполнителя раствором, пустотности крупного заполнителя, поверхностных свойствконкретных видов сырьевых компонентов бетонной смеси.

Проще говоря: высыпаем в емкостьмаксимально возможное количество относительно крупных (с бильярдный шар) камней,сверху насыпаем щебень, утрясаем — щебень заполнил пустоты между камнями. Насыпаемкварцевый песок, утрясаем — песок заполнил пустоты между щебнем. Насыпаемцемент, утрясаем — цемент заполнил пустоты между зернами песка. Насыпаемпигмент, утрясаем — пигмент заполнил пустоты между зернами цемента. То есть компонентынасыпаются начиная от крупной фракции и кончая мелкой. При этом все компонентыдолжны быть сухими. При наличии воды более 0,3 % не произойдет максимальнополное проникновение более мелких компонентов сырьевой смеси в пустотноепространство между более крупных, так как кроме процесса гидратации цемента,который начнется сразу после контакта цемента и воды, силы поверхностногоскольжения материалов будут нивелированы силами трения. Именно поэтому набетонных заводах получают бетонную смесь невысокого качества.

Правильный процесс приготовлениябетонной смеси основан на оптимальном соотношении компонентов бетонной смесипри точном соблюдении физической закономерности упаковки зерен и частиц приусловии заполнения межзернового объема и раздвижки всех зерен большего размеразернами или частицами меньшего размера, а также раздвижки всех зерен и частицводными прослойками.

На бетонных заводах порой вгрязную бетономешалку засыпают влажный песок, затем щебень, цемент и заливают воду,то есть всё делается неправильно. А правильно сделать нельзя, потому чтолопасти для принудительного перемешивания бетонной смеси не достают дна мешалкии сухого песка и щебня не покупают — экономически невыгодно. Выгодно делать неправильнуюбетонную смесь. Фактически в любой заводской технологической схемеприготовления бетонной смеси не хватает скоростного смесителя для перемешиваниясухих компонентов смеси передсмачиванием ее водой.

Пластичные бетоны следуетперемешивать в обратном порядке: вода, цемент, песок, щебень. При этомбетономешалка должна быть герметичной. При изготовлении декоративной бетоннойсмеси в воду можно вводить растворимую форму щелоче- и светостойких красящихвеществ, то есть производить окрашивание бетонной смеси «цветными чернилами». Такаяпрактика существует при изготовлении цветной тротуарной плитки.

Нерастворимую форму красящеговещества, пигмент, целесообразнее вводить в виде колеровочной пасты в готовуюбетонную смесь при дополнительном перемешивании.

При изготовлении бетонной смесинаиболее важным и значимым с экономической точки зрения является факторнедоиспользования химической энергии портландцемента, что выражается в егоперерасходе на единицу прочности бетона.

Общим благотворным свойствомхимических реакций является более полное их протекание. Например, если одно изобразующихся новых веществ выводится из сферы реакции вследствие его связыванияв труднорастворимое соединение, как Ca(ОН)2, образующийся в результате реакции гидратацииС3S,связывается активным кремнеземом или алюмосиликатным стеклом минеральнойдобавки. Активные минеральные добавки обладают общим свойством — способностью ккислотно-основному взаимодействию с гидроксидом кальция с образованиемпрактически нерастворимых гидратов, это способствует увеличению количествагидросиликатов и понижению их основности, что крайне важно для образованияплотного и долговечного камня, придания ему способности к длительному роступрочности.

Благодаря рассмотреннымпроцессам портландцемент, содержащий в своем составе, кроме портландцементного клинкераи гипса, активную минеральную добавку, постепенно сравнивается по прочности сбездобавочным портландцементом, а затем даже обгоняет его по этому показателю.При этом устраняется высолообразование и щелочная коррозия бетона, а такжеувеличивается его сульфатостойкость.

Литература:

1. ГОСТ 27006-86. Бетон. Правила подборасостава.

2. Пат. 2005699 РФ, С 1, 5 С 04В 28/00. Способ проектирования состава смеси песчаного бетона.

3. Пат. 2005700 РФ, С 1, 5 С 04В 28/00. Способ проектирования состава смеси легкого бетона.

4. Пат. 2014305 РФ, С 1, 5 С 04 В 28/00.Способ определения расхода мелкого и крупного заполнителя в бетонной смеси.

www.allbeton.ru


Смотрите также