Добавки в бетон Справочное пособие

ПРИРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Кроме диатомовых земель и пуццолановых пород осадоч­ного происхождения все при­родные пуццоланы извлекаются из вулканических пород и ми­нералов. Во время взрывных вулканических извержений быстроохлаждающаяся магма образует главным образом алю - мосиликатные производные с высоким содержанием стекла и стекловидных фаз с неупорядо­ченной структурой. Благодаря одновременному выделению растворенных газов затвердев­шее вещество часто приобрета­ет пористую структуру с очень большой площадью поверхно­сти, которая способствует про­теканию последующих хими­ческих реакций. Алюмосилика­ты, имеющие неупорядоченную структуру, не остаются стабиль­ными при воздействии извест­кового раствора, что является основой пуццолановых свойств вулканических стекол.

Продолжение табл. 6.1

Классификация

Химический и минералогический состав

Характеристика частиц

Б. Природные материалы

IV. Слабые пуццоланы

Медленно охлажденный доменный шлак, подовая зола, бойлерный шлак, зола рисовой шелухи

Кроме алюмосиликатного стекла природные пуццоланы содержат кварц, полевой шпат, слюду

Состоит в основном из крис­таллических силикатных ми­нералов и только неболь­шого количества некристал­лического вещества

Большинство частиц размо­лото до размера менее 45 мкм и имеет остроугольную струк­туру

Материалы должны быть измельчены в порошок до размера очень мелких час­тиц, чтобы приобрести не­которую пуццолановую ак­тивность. Размолотые час­тицы имеют остроугольную структуру

Изменение вулканического стекла в гидротермальных условиях может привести к образованию минералов цеоли­та, которые представляют со­бой соединения типа (Na2Ca)0-AI203-4Si02-A:H20. Этот продукт, называемый вул­каническим туфом, характери­зуется компактной структурой. Минералы цеолита в тонко раз­молотых туфах способны реа­гировать с известью в резуль­тате протекания катионообмен - ного процесса.

Полагают, что последова­тельное изменение алюмосили­катов вулканического стекла вызывает образование минера­лов глины. Глины не обладают свойствами пуццоланов до тех пор, пока кристаллическая структура алюмосиликатных минералов в глине не превра­тится в аморфную или неупо­рядоченную структуру путем термической обработки.

Диатомовые земли состоят из опалового или аморфного гидратированного кремнезема, который образуется из скеле­тов диатомей. В чистом виде они обладают свойствами пуц­
цоланов, однако обычно они загрязнены глинистыми вклю­чениями и должны быть обож­жены для усиления пуццола - новой реакционной способно­сти.

Трудно классифицировать природные пуццоланы, так как они редко содержат только одну составляющую реакцион - носпособной извести. Однако, исходя из наличия основного компонента реакционной изве­сти, природные пуццоланы мо­гут быть классифицированы как вулканические стекла, вул­канические туфы, обожженные глины и сланцы и диатомовые земли. Месторождения природ­ных пуццоланов расположены в мире повсюду; ниже будут приведены характеристики не­которых хорошо известных ме­сторождений пуццоланов.

Таблица 62 аналитически определяемые оксиды в природных пуццоланах

Пуццоланы (происхождение)

Si02

АЬОз

FesOj

СаО

MgO

Na20

К2о

Ссылки

Вулканические стекла: Бакколи (Италия) Земля Санторина (Греция) Ширасу (Япония)

53,1 65,1 69,3

18,2

14.5

14.6

4,3 5,5 1

9 3 2,6

1,2 1,1 0,7

3,1 2,6 3

7,6 3,9 2,4

[2] [8] [4]

Вулканические туфы:

Сегни-Лациум (Италия) Рейнский трасс (ФРГ) Баварский трасс (ФРГ) Хигаши-Мацусима (Япония)

45,5 52,1 62,4 71,8

19,6 18,3 16,5 11,5

9,9 5,8 4,4 1,1

9.3 4,9

3.4 1,1

4,5 1,2 0,9 0,5

0,9 1,5 1,9 1,5

6,4 5,1 2,1 2,6

[2] [2] [2] [4]

Диатомиты:

Диатомовая земля (Кали­форния)

86

2,3

1,8

0,6

0,4

[11

Обожженные глины: Ханделаге (ФРГ)

42,2

16,1

7

21,8

1,9

0,3

1

[2]

Содержание аналитически определяемых оксидов типич­ных образцов природных пуц­цоланов дано в табл. 6.2.

6.3.1. Вулканические стекла.

Во г

70

60

§ 50 §

І *0 I 30

Ч

І 20 5С

ПРИРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

10

ПРИРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Санториновая земля из Греции и пуццоланы из Бакколи (Ита­лия) и Ширасу (Япония) яв­ляются примерами пуццола - новых материалов, способность которых вступать в реакции с известью связана главным об­разом с неизменностью алюмо - силикатного стекла. Как пра­вило, небольшие количества не - реакционноспособных кристал­лических минералов (кварц, шпат, слюда) бывают замоно - личены в стекловидную матри­цу. Минералогический анализ образца пуццолана из Ширасу показал, что 95 % стекла со­держат кварц и анортит как основные кристаллические при­меси. Стекловидная матрица пуццолана из Бакколи имеет включения лейцита, полевого шпата и авгита. Кварц и по­левой шпат (анортит и лабра­дорит) представляют собой ос­новные кристаллические при­меси, обнаруженные рентгенов­ским анализом типичных об­разцов земли Санторина (рис. 6.1).

Пемзовидная или пористая структура вулканического стек­ла видна из микроснимка из­лома образца земли Санторина на сканирующем электронном микроскопе (рис. 6.2). Это так­же подтверждается методом БЭТ[19] с помощью низкотемпе­ратурной адсорбции азота, ко­торый дает значения площади поверхности для различных образцов из карьера от 3,8 до 15,5 м2/г. Удельная поверхность образца пуццолана из Ши - расу составила 2,95 м2/г.

ПРИРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Стекловидная (раза

J___ і і_____ ' і

' 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 20, Си Кос

Рис. 6.1. Порошковая рентгенограмма типичного образца земли Санторина [8|

Q — кварц; F — полевой шпат

Рис. 6.2. Электронная микрофотогра­фия типичного образца земли Санто­рина [8]

6.3.2. Вулканические туфы. Пуццоланы из Сегни-Лациум (Италия), рейнские и бавар­ские трассы (ФРГ) представ­ляют собой типичные вулкани­ческие туфы. Цеолитовые туфы с их компактной структурой довольно прочны: их прочность при сжатии составляет от 100 до 300 кгс/см2 (10—30 МПа) [3]. Основными минералами цеолита являются филлипсит и гершелит. После размалыва­ния плотной массы до мелких частиц минералы цеолита спо­
собны проявлять значительную реакционную способность с из­вестью и вяжущие свойства, подобные свойствам пуццола­нов, содержащих вулканичес­кое стекло.

6.3.3. Обожженные глины и сланцы. Вулканические стек­ла и туфы не требуют тепло­вой обработки для усиления своих пуццолановых свойств. Однако глины и сланцы не спо­собны сколько-нибудь интен­сивно твердеть с известью до тех пор, пока кристаллическая структура имеющихся минера­лов глины не разрушится при термической обработке в про­мышленной печи. Для этого до­статочна температура обжига 600—900 °С во вращающихся печах, работающих на мазуте; газообразном или угольном топливе.

Пуццолановая активность продукта проявляется главным образом благодаря образова­нию аморфной или неупорядо­ченной структуры алюмосили­ката в результате процесса об­жига. Пуццолан суркхи, изго­тавливаемый в Индии путем измельчения обожженных гли­няных кирпичей, принадлежит к этой категории. По очевид­ным причинам термическая об­работка глин и сланцев, кото­рые содержат значительные ко­личества кварца и полевого шпата, не дает хорошей пуц - цолановой активности.

Производство пуццоланов путем обжига глин невыгодно из-за существенного расхода энергии на этот процесс. По сравнению с пуццолановыми промышленными отходами, та­кими, как зола-унос, которые обычно имеются повсюду в больших количествах, обож­женные глины и сланцы просто неэкономичны.

6.3.4. Диатомовые земли. Эта группа пуццоланов отно­сится к материалам органи­ческого происхождения. Диато­мит представляет собой гидра- тированный аморфный кремне­зем, который образуется из скелетных раковин, распола­гаемых в ячеистых стенках многих разновидностей водя­ных морских водорослей. Круп­нейшее из известных место­рождений диатомита находится в Калифорнии. Другие круп­ные месторождения располо­жены в Алжире, Канаде, ФРГ и Дании'.

Диатомиты проявляют вы­сокую реакционную способ­ность к извести, но их скелет­ная микроструктура обуслов­ливает высокую водопотреб - ность, которая вредна для проч­ности и долговечности бетона, содержащего этот пуццолан. Более того, залежи диатоми­тов, такие, как Молер в Дании, обычно содержат большие ко­личества глины, поэтому их обжигают перед использова­нием для усиления пуццолано - вой активности.

Добавки в бетон Справочное пособие

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕТОНА

8.5.1. Прочность бетона. Положительное влияние боль­шинства противоморозных до­бавок на микроструктуру це­ментного камня, его поровую структуру и зону контакта с за­полнителем проявляется в улуч­шении физико-механических по­казателей бетона. Однако в свя­зи с …

ДОБАВКИ ДЛЯ ТОРКРЕТИРОВАНИЯ БЕТОНА

9.10.1. Общие положения. Добавки, используемые в тор - крет-бетоне, обычно подразде­ляются на четыре категории: ускорители, воздухововлекаю - щие агенты, замедлители и мелкоизмельченные инертные или активные гидравлические добавки. Однако, поскольку добавки …

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ БЕТОНА С ПРОТИВОМОРОЗНЫМИ ДОБАВКАМИ

Долговечностью бетона на­зывается его способность дли­тельно, в предусмотренных проектами пределах, сохранять свои эксплуатационные свойст­ва. Противоморозные добавки по-разному влияют на долго­вечность бетона. В зависимости от внешней среды, химико-ми- нералогического и веществен­ного …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.