Характеристики минеральных добавок

Характеристики минеральных добавок

Для основных МД существуют стандарты, нормирующие как их химический состав, так другие характеристики. В нашей стране стандартизирована зола ТЭС, в Евросоюзе зола ТЭС (EN 450) и микрокремнезем (EN 13263). При этом евронормы вводят и показатели, определяющие эффективность МД в бетоне — индекс активности (EN 450) и коэффициент эффективности (EN 206).

Последний является более информативным.

Основными характеристиками МД являются:

  • дисперсность;
  • пуццолановая активность;
  • водопотребность;
  • коэффициент эффективности.


Дисперсность принято характеризовать удельной поверхностью добавки либо остатком на сите 45 мкм. Удельная поверхность большинства МД, включая золы ТЭС, лежит в пределах 2000-5000 см2/г, т. е. сравнима с таковой для цементов.

Дисперсность может оказывать противоречивое влияние на свойства МД. С ее ростом-увеличивается химическая активность, с другой стороны — возрастает водопотребность. Так, микрокремнезем с громадной удельной поверхностью (= 20000 см2/г) и высокой химической активностью имеет и высокую водопотребность (до 100%). В итоге его прочностной эффект в бетоне часто сравним с эффектом зол обычной дисперсности. И лишь нейтрализуя высокую водопотребность микрокремнезема введением суперпластификатора, получают высокий рост прочности. Обесценивание значительной химической активности высокой водопотребностью имеет место и для ряда природных МД. Исключение составляют золы, у которых с ростом дисперсности водопотребность снижается (мелкие частицы имеют шаровидную форму, тогда как крупные — неправильную).

Увеличение дисперсности с 2000 до 5000 см2 для инертных добавок ведет лишь к небольшому росту прочности бетона: на 5-10 %. И даже для химически активных зол увеличение прочности не превышает обычно 20%. Что, по-видимому, подтверждает мнение о том, что основной эффект МД в бетоне — микронаполняющий — в своей основе не связан с размерами микрочастиц.

Пуццолановая активность добавок оценивается по способности связывать Са(ОН)2 из водного раствора в течение 28 суток. Она колеблется от 30-100 мг/г для зол до 100-400 мг/г для природных добавок и до 1000 мг/г для метакаолина.

Водопотребность МД часто определяется по методике, применяемой для цемента (на тесте нормальной густоты, приготовленном из воды и добавки). Она также весьма различна. Водопотребность инертных добавок (молотых горных пород) составляет 20-30%, зол ТЭС — 20-50%, природных пуццолановых добавок — 30-80%, а для микрокремнезема она достигает 100% и даже более.

Необходимость использования нескольких характеристик затрудняет оценку влияния МД на свойства бетона. Поэтому качество добавок лучше оценивать по их эффектам в бетоне, прежде всего по прочностному.

Наибольшее применение получил коэффициент эффективности (Кэ), иногда называемый также коэффициентом цементирующей эффективности. Он равен отношению масс сокращаемого цемента и вводимой МД при сохранении прочности бетона постоянной. Так, Кэ = 0,5 означает, что на каждый 1 кг вводимой добавки расход цемента при сохранении прочности сокращается на 0,5 кг. Использование Кэ упрощает и делает наглядным нахождение равнопрочных составов бетона с МД. Так, если предполагается ввести в бетон 100 кг/м3 добавки с Кэ = 0,5, расход цемента сокращается на 50 кг/м3 бетона, а расход песка (при замене по массе) еще на 50 кг/м3.

Однако практическое применение КоС осложняется его зависимостью не только от характеристик МД, но и от содержания цемента в бетоне, а также от расхода добавки. Для активных МД и фас 7 роль также возраст бетона. Для стандартного возраста и расхода добавки 100 кг/м3 для нескольких отечественных зол снижался при росте расхода цемента с 200 до 400 кг/м3 с 0,4— 0,5 до 0,2. Для инертных МД он, естественно, ниже. Например, для молотого песка в этих же условиях уменьшался от 0,3 до 0. Поэтому его можно рассматривать в первую очередь как сравнительную характеристику МД (определяемую для бетона с определенным расходом цемента). Как возможный вариант предлагается средний расход цемента порядка 300 кг/м3.

Еще одним недостатком Кэ является сложность его определения. Для этого следует найти равнопрочный исходному состав бетона с МД, что достаточно трудоемко. В разных методиках наряду с контрольным составом требуется изготовление двух и даже трех составов бетона с добавкой.

При экспериментальном определении КоС по этой методике потребуется изготовление 3 составов бетона.

На производстве обычно имеется зависимость прочности от расхода цемента (при постоянном расходе воды) либо формула прочности бетона с коэффициентом А, уточненным для применяемых материалов.

(0 голосов)

Последние публикации