Эффекты от минеральных добавок в бетоне

В настоящее время в строительстве используется более сотни разновидностей бетона. Процесс поиска новых технологий создания этого важнейшего строительного материала продолжается. Огромное влияние на технические свойства многокомпонентных бетонных смесей оказывают добавки, полученные из природного и техногенного сырья. Разберем подробнее свойства и преимущества минеральных добавок разных видов.

Минеральные добавки для бетона

Виды минеральных добавок и механизм воздействия

В зависимости от химической активности и воздействия на цементный раствор, выделяют следующие группы добавок:

Активные. Обладающие вяжущими свойствами, пуццолановой активностью или сразу двумя перечисленными характеристиками.
Неактивные или инертные. Выполняют микронаполняющую функцию. Не оказывают влияния на химический состав, но играют важную роль в создании определенной структуры бетонной смеси.

МД могут быть получены непосредственно из природного или техногенного сырья. Первые получают путем размельчения и термической обработки вулканических и осадочных горных пород. Вторые являются продуктами переработки промышленных отходов.

Свойства минеральных добавок разного происхождения

Добавки могут оказывать влияние на условия твердения цементного камня и водоудерживающую способность цементного теста. Разберем воздействие наиболее востребованных активных минеральных добавок.

Микрокремнезем

Добавка является побочным продуктом ферросплавного производства. Считается одним из наиболее эффективных компонентов для повышения прочности цементного камня. Представляет собой ультрадисперсный материал из микрочастиц размером около 0,1 мкм. Относится к пуццолановым материалам, способствующим образованию вяжущих составляющих.

Микрочастицы микрокремнезема создают эффект заполнения пор, значительно уменьшая капиллярную проницаемость бетона. Практика показывает, что подавать насосом, отделывать и укладывать такой раствор гораздо легче.

Метакаолин

Продукт, полученный из природного гидроалюмосиликата нашел широкое применение в создании бетонов разного типа. Высокоактивный пуццолан способствует модификации структуры монолита и существенного улучшает его сегрегационную устойчивость.

Бетон приобретает уникальное свойство самоуплотняться под силой своего веса. При добавлении данной МД в ячеистые бетоны получаются блоки с идеальной геометрией.

Известняковая мука

Минеральная добавка, полученная помолом известняка, востребована при производстве реакционно-порошковых бетонов нового поколения. Реологически-активный компонент выступает эффективным наполнителем для получения бетонных смесей со следующими характеристиками:

высокая прочность;
самоуплотняющийся эффект;
способность равномерно растекаться;
устойчивость к перепадам температур.

Таким образом, известковая мука обеспечивает идеальную структуру бетона, повышает уровень прочности бетонных конструкций за счет того, что он лучше уплотняется и не меняет своих качеств при любых внешних воздействиях.

Металлургические шлаки

При правильной технологии приготовления прочность бетона с добавлением гранулированных металлургических шлаков возрастает до 50% по сравнению с составами с мелкофракционными песками.

В зависимости от типа шлака, производители получают различные виды бетонов:

особо тяжелые из отходов плавления стали и цветмета;
тяжелые из гранулированных шлаков, отвального и литого щебня;
легкие из шлаковой пемзы.

Активность минеральной добавки повышается с ростом измельчения помола. Свойства бетона при добавлении гранулированного шлака и шлакового песка зависят от интенсивности уплотнения методом прессования/вибрирования.

Летучая зола

Добавка является побочным продуктом при сжигании пылевидного угля угольными электростанциями. Так называемые золы уноса содержат глиноземные и кремнеземные компоненты, которые при смешивании с известью и водой превращаются в вещество, похожее на портландцемент. Бетон с золами уноса имеет низкий риск растрескивания, способствует уменьшенную проницаемости и водоотделения.

Добавление 1/4 или 1/3 части в бетон летучей золы снижает выбросы CO2 при производстве цемента, уменьшая негативное воздействие производства на окружающую среду.

Минеральные добавки в бетон

Преимущества применения минеральных добавок

Кроме упрощения утилизации промышленных отходов, применение минеральных добавок имеет следующие важные преимущества:

Увеличение прочностных параметров монолита за счет сокращения пористости, ускорения начальной стадии схватывания раствора, уменьшения объема воды.
Улучшение характеристик по морозостойкости бетона благодаря увеличению массы смеси при сохранении её объёма и низкой водо и воздухопроницаемости монолита.
Удобоукладываемость, перекачиваемость, устойчивость к трещинам.
Пониженная восприимчивость к сульфатам и щелочно-агрегатным реакциям, что особенно заметно при использовании золы уноса.

Не менее важное преимущество использования МД — уменьшение затрат на производство бетона. Технические параметры смеси при этом не только не отклоняются от нормы, но и существенно улучшаются.

Требования к минеральным добавкам

Положительный эффект приносят МД, соответствующие техническим регламентам. Продукт поставляется в виде порошка или пасты. Допустимая дисперсность не должна превышать:

у активных добавок — 5 %,
у инертных добавок — 10%.

В состав продукта не должны входить компоненты, способные стать триггером для возникновения коррозионного процесса арматуры или выделения из монолита опасных для окружающей среды веществ.

Итоги

Реологические и физико-технические характеристики минеральных добавок позволяют держать под технологическим контролем процессы гидратации, твердения, структурообразования бетонных смесей. Соблюдение технологии производства и строгое следование техническим регламентам является гарантией долговечности, прочности, улучшения других значимых эксплуатационных характеристик бетона и строительных конструкций.