Строительные материалы из отходов промышленности стр.42

Тонкоизмельченные шлаки, обладающие гидравлической активностью, т. е. способностью химически связывать Са (ОН) 2 уже при нормальной температуре, являются эффективными наполнителями (микронаполнителями) в цементных бетонах.

Цементный камень, по определению В.Н. Юнга, можно считать «микробетоном». Значительная часть цементных зерен гидратируется не полностью и выполняет роль своеобразных наполнителей цементного камня. Глубина гидратации отдельных клинкерных минералов не одинакова и, как следует из данных Ю.М. Бутта (табл. 2.9), даже

3 Заказ № 4087

Глубина гидратации клинкерных материалов, мкм

Минерал

Гидратация в течение

3 сут

7 сут

28 сут

3 мес

6 мес

C3S

3,5

4,7

7,9

14,5

15,0

C2S

0,6

0,9

1,0

2,6

2,7

СзА

10,7

10,4

11,2

13,8

14,5

C4AF

7,7

8,0

8,4

12,2

13,2

в 6 мес. не превышает для наиболее активного минерала C3S 15 мкм, а наименее активного C2S — 2,7 мкм.

Многочисленными исследованиями показано, что кроме «естественных» наполнителей, которыми служат ядра большей части клинкерных частиц, в цементы и бетонные смеси могут быть с успехом введены «искусственные» наполнители — тонкомолотые, практически не растворимые в воде неорганические вещества, состоящие из частиц размером менее 150 мкм.

Обладая высокой удельной поверхностью, наполнители, наряду с прямым химическим воздействием, влияют на физико-химические процессы у поверхности раздела фаз. В соответствии с учением Гиббса—Фольмера энергия образования зародышей кристаллов значительно уменьшается при наличии центров кристаллизации, которыми могут служить частицы наполнителя.

Уменьшая радиус зерен наполнителя и поверхностное натяжение на границе «кристалл — жидкая фаза», можно значительно повысить вероятность зарождения новой фазы. При оптимальной концентрации и дисперсности наполнителя образуется мелкозернистая структура связующего, что благоприятно отражается на технических свойствах искусственного камня. При введении наполнителя в систему «цемент — вода» скорость твердения и прочность возрастают до тех пор, пока все зерна наполнителя остаются окруженными продуктами гидратации. Для кремнеземистых частиц степень наполнения можно определить по количеству СаО, которое может связать 1 г наполнителя. Степень наполнения, рассчитанная таким образом, колеблется от 5 до 10% массы цемента.

При избытке наполнителя с высокой дисперсностью зерен возникают участки самонапряжения, что по мере роста кристаллов может привести к образованию трещин и другим нарушениям однородности микроструктуры.

Наполнитель должен обеспечить максимальную адгезионную прочность между связующими и заполнителем и когезионную проч ность связующего, минимальную пустотность за счет вытеснения цементного теста в контактную зону и общую пустотность бетона в целом. При этом степень наполнения должна быть такой, чтобы на начальной стадии формирования структуры были обеспечены заданные реологические параметры смеси.

Легкие шлаковые заполнители. Гранулированный шлак применяют в бетонах как мелкий заполнитель. По зерновому составу он соответствует крупному песку. Примерно 50% его массы составляют зерна крупностью более 2,5 мм. Насыпная плотность гранулированного шлака зависит от свойств шлакового расплава и технологии грануляции и составляет 600—1200 кг/м3. Гранулы, образующиеся при быстром охлаждении шлакового расплава водой или паровоздушной смесью, характеризуются высоким содержанием стекловидной фазы и пористостью.


⇐ вернуться назад | | далее ⇒