Характеристика минеральных добавок для бетона

Для создания бетона с определенными свойствами применяют минеральные добавки (МД). Они представляют собой порошки, изготавливаемые из минеральных пород как естественной (горные породы, кварцевые пески), так и искусственной (доменные шлаки, зола и т. д.) природы.

МД не относятся к минеральным заполнителям, т.к. имеют меньший размер зерен, который составляет не более 0,016 см. Они не принадлежат и к группе химических модификаторов, поскольку не растворяются в воде.

МД вместе с гранулами цемента заполняют полости наполнителя, что позволяет получить бетон более плотной структуры. В определенных случаях использование минеральных присадок дает возможность понизить содержание цемента в растворе, поэтому МД называют и по-другому, — «минеральные наполнители».

По дисперсности и влиянию на структуру готовых изделий из бетона МД делятся на две группы:



  1. Минеральные уплотнители. Частицы таких добавок (например, микрокремнезема) имеют размер, в сто раз меньший, чем у гранул цемента. За счет этого добавка заполняет пустое место между частицами цемента, повышая показатели плотности и прочности бетонной конструкции.
  2. Минеральные разбавители. Их гранулометрический состав примерно тот же, что и у цемента, — показатель удельной поверхности гранул находится в пределах 0.2 – 0.5 м2/г.

Химическая активность

Существуют активные и инертные минеральные наполнители:

  • Активные  — реагируют с Ca(OH)2 и образуют соединения с вяжущими свойствами. Определенные разновидности присадок, в частности, доменный шлак, имеют свойство затвердевать самостоятельно при добавлении в смесь извести. Сырьем для производства активных МД естественного происхождения служат осадочные и вулканические породы. К первым принадлежат диатомит, опока, трепел, а ко вторым — туф, пепел и др.

На химическую активность активных МД напрямую влияет размер их гранул, поскольку скорость реакции определяется удельной поверхностью вещества. Площадь поверхности частиц влияет и на свойство МД повышать показатели плотности готовых бетонов. 

  • Инертные добавки — при нормальных температурных условиях не вступают в реакцию с составляющими бетонной смеси (но могут стать химически активными при автоклавной обработке). Цель их использования — изменение зернового состава и плотности смеси и готового бетона. Распространенные инертные МД — это известняки, глина, кварцевый песок и др.

Основные функции

Добавление минеральных присадок позволяет изменить определенные качества бетона. К основным функциям  относятся:

  1. Повышение прочности и ускорения процесса. Вокруг частичек наполнителя происходит кристаллизация новообразований, за счет чего быстро повышается показатель прочности. Кроме этого, активные МД реагируют с веществами, образующимися при гидратации цемента. Выделяющаяся при гидратации свободная известь связывается оксидами (например, SiO2), которые входят в состав активных наполнителей. Вещества, полученные в результате реакции, способствуют уплотнению и укреплению готового бетона.
  2. Частичная замена цемента. Способность МД подменять цемент оценивается с помощью коэффициента цементирующей эффективности, показывающего, какое количество цемента соответствует 1 кг МД, вводимой в бетонную смесь. Метакаолин характеризуется показателем 1-2, микрокремнезем – 3-4, зола-унос – 0.25 – 0.4.
  3. Увеличение стойкости бетона к коррозии и понижение проницаемости. Основной причиной коррозии бетона является присутствие в его составе свободной извести (CaO). МД связывают CaO, образуя устойчивые нерастворимые соединения.
  4. Понижение водоотделения и поддержание стабильности бетонной смеси. Происходит за счет свойства МД (особенно бетонитов и метакаолина) физически связывать молекулы воды.
  5. Получение бетона со специфическими свойствами. Для придания конструкции электропроводности применяется графит, стойкость к воздействию высоких температур или кислот обеспечивается за счет связывания свободной извести, уплотнения, использования специальных жаро- и кислотоустойчивых добавок.

Задействование МД наиболее оправдано при работе с цементами марок I и II/A. Вследствие свойства тонкодисперсного наполнителя увеличивать водопотребность смеси (это не относится к золе-уносу) их часто используют совместно с пластифицирующими добавками.

При планировании применения минеральных добавок, следует учитывать, что использование добавок несет в себе дополнительные затраты на сооружение складов, специальные дозаторы в цехах, создание точек подготовки МД.

Стоимость некоторых добавок относительно высока, поэтому применять их следует тогда, когда это обеспечивает наибольший технический и экономический эффект.


Отставить отзыв

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *