Минеральные добавки для цементов, бетонов и строительных растворов

0

0

0

Минеральные добавки (МД) для цементов и бетонов — дисперсный материал неорганического происхождения (техногенного либо природного). Вводятся в состав растворов и бетонных смесей для улучшения эксплуатационных характеристик или придания им новых технологических свойств.

Применение тонкодисперсных МД — один из способов модификации бетонов. Требования к качеству бетонных компонентов устанавливаются ГОСТ Р 56592-2015.

Если вещества добавляются в цемент, то заменяют часть клинкера для получения необходимых качественных показателей и экономии энергетических, топливных ресурсов. Наиболее распространены пуццоланы, известняк и гранулированный шлак.

Особенности и назначение МД

Подобные добавки по сравнению с химическими модификаторами не способны растворяться в воде. Выступают тонкодисперсным компонентом твердой фазы искусственного камня. Имеют порошкообразную консистенцию.

Минеральные компоненты применяются для улучшения структурообразования, оптимизации реологических качеств монолита. Способствуют активизации процесса набора прочности (схватывание + твердение) бетонных смесей при возникновении химической реакции между портландцементом и водой. Добавляются в объеме 10-50% и более от массы вяжущего вещества.

В соответствии со свойствами дисперсности и степенью воздействия на структуру смеси делятся на две категории:

1. Уплотняющие — помогают уплотнить и придать прочность бетонной структуре посредством заполнения пустот между частицами вяжущего и повышенной гидратационной активности.
2. Разбавляющие — частицы таких добавок идентичны по размеру цементным, обеспечивают уменьшение плотности.

Как правило, МД используются в комплексе, нередко вместе с суперпластификаторами. Это способствует не только набору монолитом прочности и плотности, но и существенно повышает эффективность действия пластифицирующих компонентов.

Виды цементных добавок

Согласно ГОСТ Р 56196-2014 добавки бывают природными (пуццоланы естественного и осадочного происхождения, обожженные подземным горением породы глины) и техногенными. К последним относится силикатная пыль, зола уноса, сланей обожженный при температуре +800С, гранулированные шлаки.

Виды бетонных добавок

Минеральные добавки играют важную роль в производстве цементов, бетонов и строительных растворов. Правильный подбор и дозировка минеральных добавок позволяет получать строительные материалы, отвечающие высоким стандартам качества и долговечности. Есть два основных вида минеральных добавок для бетона.

Активные

Отходы промышленного производства или компоненты природного происхождения. Имеют тонкодисперсное состояние либо измельчены до уровня помола цементного вяжущего. В составе преобладает аморфный кремнезем. Характеризуются выраженными пуццоланическими свойствами и гидравлической активностью.

Добавки получают из вулканических (пемза, трасс, туф, необожженный перлит и другие) и осадочных пород (трепел, горная мука, известняк, опока).

Активные МД отличаются от инертных возможностью использования в гораздо большем объеме с целью уменьшения активности портландцемента. Обеспечивают завершение схватывания теста, изготовленного на основе МД, не позднее недели после затворения жидкостью и его водостойкость не позднее трех дней после окончания процесса схватывания.

Их действие объясняется возникающей химической реакцией с известью, которая образуется в результате гидратации цементного вяжущего. Прежде всего, идет образование низкоосновных гидросиликатов кальция, способствующих повышению прочности и улучшению деформативных характеристик монолита. Одновременно увеличивается коррозионная устойчивость бетонной смеси и сокращается ее расход.

Существуют активные добавки-заменители портландцемента, которые, прежде всего, включают низкоосновные силикаты, ферриты кальция, соли алюминиевых кислот. Их воздействие на бетон проявляется в гидратационном затвердении. Придают необходимую подвижность с сохранением показателей технической прочности.

Инертные добавки

Также как и активные имеют естественное или техногенное происхождение, но не обладают латентным гидравлическим действием. Проявляются в расширении удельной поверхности компонентов цементной смеси, что увеличивает объем хорошо удерживаемой адсорбционной жидкости. В результате получается смесь с приемлемыми показателями удобоукладываемости.

Неактивные добавки проявляют устойчивость к химическому воздействия цементных щелочей. Стойкость идентифицируется согласно минералого-петрографическому составу, скоростью вступления в химические реакции, присутствию вредных веществ.

К природным инертным добавкам относятся:

• суглинки, тяжелая глина;
• светло-желтые/бурые лессы;
• различные виды известняков (кремнистые, глинистые, доломитизированные, ракушечники);
• песок;
• маршалит.

Среди неактивных техногенных добавок — колошниковая пыль, перемолотая горелая порода как отходы добычи угля (состоит из оксидов кремния, железа, магния, кальция и др.).

Общие требования к минеральным добавкам

Компоненты поставляются в форме сыпучих порошков или паст в соответствии с утвержденным производителем техрегламентом. В их составе не должны содержаться вещества, ухудшающие нормируемые параметры качества бетонов, способствующие появлению ржавчины в арматуре и выделяющиеся как токсичные вещества.

В стандартах и техусловиях на минеральные добавки можно указывать дополнительные параметры качества для конкретного вида компонента — степень тонкости помола, уровень влажности, насыпная плотность, зерновой состав и другие.