Активні мінеральні добавки

Активні мінеральні добавки

Ще в давнину було відомо, що змішанням повітряної вапна з вулканічним туфом можна отримати гідравлічно твердне в'яжучий. Задовго до нашої ери греки для виготовлення стійких в прісній і морській воді гідравлічних розчинів застосовували туф Санторинского родовища, а римляни -- вулканічний туф з родовища Поццуолі. Такі добавки в подальшому і були названі пуццоланами, а цементи, що їх містять, -- пуццолановыми. Вапняно-пуццолановые цементи, отримані шляхом спільного тонкого подрібнення повітряної або гідравлічного вапна з активною мінеральною добавкою при невеликій дозі гіпсу відрізняються повільним твердінням, невисокою міцністю, малою воздухостойкостью. З появою портландцементу вапняно-пуццолановые цементи поступово втрачали своє значення в гідротехнічному будівництві. В даний час промислове їх виробництво вкрай обмежено. Однак став широко застосовуватися пуцолановий портландцемент, який містить активні мінеральні добавки.

Активні мінеральні добавки -- це неорганічні природні і штучні матеріали, які гідравлічними і (або) пуццоланическими властивостями. При змішуванні в тонкоизмельченном вигляді з гідратної вапном і гіпсом при заутворі водою вони повинні утворювати тісто, здатне після попереднього твердіння на повітрі продовжувати тверднути під водою. Активні мінеральні добавки вводять у склад цементів для поліпшення їх будівельно-технічних властивостей. Добавками осадового походження є -- діатоміт, трепели та опоки.

До активних мінеральних добавок вулканічного походження відносяться пеплы, туфи, пемзи, витрофи-ри і траси. Це продукти виверження вулканів, відклалися на різній відстані від місця виверження і в різній мірі охолоджені; при різкому охолодженні з порід швидко виділяються гази, що підвищує їх пористість. В залежності від подальшого впливу атмосферних агентів і ступеня ущільнення вони поділяються на пухкі пеплы -- пуцолани, камневидное пористі -- вулканічні туфи і сильно ущільнені різниці -- траси. Для неї характерно пористе губчаста будова, вона являє собою вспученное вулканічне скло. Витрофиры мають порфировую структуру і складаються на 75--85% з темного вулканічного скла. До їх складу входять також польові шпати, кварц і ін

Різке охолодження викидаються з вулканів порід призводить до швидкої їх загартуванню, що сприяє утворенню в них вулканічного скла. Вони містять також лужні алюмосилікати цеолітового характеру, кристали польового шпату, авгита та ін Іноді мінерали бувають остеклованными. До штучних добавок відносяться: кремнеземисті відходи, одержувані при витяганні глинозему з глини; штучні обпалені у відповідних керамічних печах або в самозаймистих відвалах порожніх шахтних порід глини і глинисті і вуглисті сланці; золи, зола-винесення і шлаки, що отримуються при спалюванні деяких видів палива; для них характерно переважний вміст кислотних оксидів. У ГОСТ з цих добавок вказані тільки кислі золи-винесення; регламентовані стандартом і такі штучні добавки, як доменні гранульовані шлаки, а також белитовый (нефеліновий шлам), одержуваний при комплексній переробці нефелинов і містить до 80% мінералу беліта, частково гідратованого. Активні мінеральні добавки здатні хімічно взаємодіяти з гідроксидом кальцію; у диатомите і трепелах в реакцію вступає міститься в їх складі кремнезем. К. Р. Красильников, досліджуючи поверхневі властивості гідратованого кремнезему та його взаємодія з гідроксидом кальцію у водному середовищі, встановив, що однією із найважливіших характеристик є природа поверхні кремнезему; будова поверхневого шару характеризується розташуванням тетраедрів SiO4, тільки частково пов'язаних з об'ємною структурою, причому вільні кути цих тетраедрів, що виходять на поверхню, являють собою гідроксильні групи.

Реакція гідроксиду кальцію з кремнеземом починається з поверхні зерен і поступово захоплює більш глибокі шари; утворюються гидросиликаты тоберморі-товой групи CSH (В) з явно вираженим пластинчастим будовою кристалів. Іноді кремнекислоту, що міститься в осадових породах, називають «активної». Насправді активної, так само як і неактивної кремнекислоти не існує. Наприклад, дослідами було встановлено, що тонкоподрібнений кварцовий пісок проявляє «активність», взаємодіючи з гідроксидом кальцію і особливо сильно при дещо підвищеної (348К) температурі.

Нами зазначалося, що розвиваються при механічному диспергирование кварцу деформації порушують кристалічну структуру поверхневого шару і кілька аморфизируют його. Деструктированпые в результаті цього Шари кварцу володіють високою хімічною активністю, зокрема по відношенню до води, що виражається в підвищеній їх розчинності. Вище вже вказувалося, що глиежи і золи-винесення, є продуктом випалення глинистих матеріалів. На думку одних вчених, випал каолинитовых глин в інтервалі 873--1073К призводить до розкладання каолініту на кремнезем і глинозем, на думку інших-до утворення метакаолинита. Незалежно від виду і складу утворюються продуктів випалу вони інтенсивно взаємодіють з гідроксидом кальцію, причому встановлено, що при цьому утворюється невідоме раніше з'єднання -- гидрогеленит (гидроалюмосиликат кальцію). При підвищенні температури випалу глинистих матеріалів > 1073К якість їх, як активних добавок, знижується. Важливо також мінімальний вміст розчинного глинозему. Наприклад, максимально допустимий вміст розчинного глинозему для глиежей -- 2%.

Більш складним є природа гідравлічної активності порід вулканічного походження. Кремнезем і глинозем у них можна вважати потенційно здатними взаємодіяти з гідроксидом кальцію. Однак це залежить від їх структурних зв'язків у складі породи. Найбільшою активністю володіє вулканічне скло. Істотну роль у хімічному зв'язування гідроксиду кальцію відіграють лужні алюмосилікати, які є цеолітами і здатні обмінювати містяться в них іони лужних металів на іони двовалентних металів і, зокрема, вапна. Як відомо, такий іонний обмін пом'якшує жорстку воду. Дослідження показали, що протікають реакції обміну в значній мірі при підвищенні температури до 313--323 К, причому протягом року в розчин переходить до 85% містяться в породі лугів.

Однак наростання в часі міцності пуццоланового портландцементу пояснити цими реакціями не можна, так як при обміні іонів лугів на іони кальцію кристалічна решітка цеоліту зберігається і, отже, не можна очікувати такої зміни їх структури, яке вплинуло б на міцність цементу. Дія гідроксиду кальцію проявляється не тільки в цій обмінної реакції. Вважають, що руйнується цеолітове структура, завдяки чому кремнезем і глинозем пов'язують гідроксид кальцію, утворюючи гидросиликаты кальцію і можливо гидроалюмосиликаты кальцію. Якість активних мінеральних добавок буде залежати також від вмісту розчинного глинозему, тобто в даному випадку здатного до взаємодії з вапном.

Деякі добавки вулканічного походження містять до 8% лугів, а зола-винесення до 4--5%. Для отримання фізико-хімічної характеристики активних мінеральних добавок необхідно застосовувати методи хімічного, петрографічного, рентгеноструктурного та диференціального термічного аналізів. Поряд з цим необхідні всебічні випробування цементів, отриманих шляхом спільного тонкого подрібнення клінкеру і гіпсу з різним змістом досліджуваної активної мінеральної добавки. Досліджуються показники міцності цементів з активними мінеральними добавками, при твердінні виявляються їх будівельно-технічні властивості порівняно з вихідним портландцементом в розчинах і бетонах.

Статті pp-budpostach.com.ua Все про лазні

Статті по пїноблоку,пінобетону,пінобетонним блокам

Статті pp-budpostach.com.ua Статті по бетону

Статті Все про парканах

Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)