Каменная мука для бетона применение

Обновлено: 16.05.2024

Микрокальцит

Каменная мука активно используется в качестве минеральной добавки в бетоны. Применение каменной муки позволяет придать бетонным растворам определенные строительно-технологические свойства, увеличить прочностные характеристики бетона, повысить коррозионную стойкость, уменьшить водопоглощение и усадку бетона.

В обычных портландцементных бетонах зона контакта связующее/заполнитель менее плотная, чем массивное тесто и представляет собой большое количество пластинчатых кристаллов гидрооксида кальция расположенных перпендикулярно поверхности заполнителя. Добавка каменной муки в бетонные смеси приводит к уплотнению контактной зоны между цементом и заполнителем, обеспечивая более плотное сцепление.

В зависимости от марки цемента и технологических характеристик смеси процент ввода каменной муки может существенно меняться. Необходимо помнить, что при достижении определенного уровня насыщения бетона каменной мукой дальнейшее увеличение концентрации наполнителя приводит к разбавлению цементного камня и уменьшению прочности бетона.

Установленные закономерности позволили сформулировать некоторые особенности формирования прочности сильнонаполненных бетонов*:

для бетонов с низким содержанием цемента количество каменной муки должно составлять не менее 50% к массе цемента для увеличения объема реологически активной матрицы по отношению к суперпластификатору (СП);
при использовании каменной муки в пластифицированных бетонных смесях с низким содержанием ПЦ достигается значительное повышение прочности бетонов;
в пластичных бетонных смесях с каменной мукой существенно снижается замедляющее действие СП на формирование ранней прочности бетона по сравнению с бетоном без добавления муки;
добавка микрокремнезема в количестве 10-12% к каменной муке усиливает реологическое действие СП, снижает его блокирующее действие и в большей степени повышает конечную прочность бетона.

*По материалам В.И.Калашников, С.В.Ананьев, И.А.Горюнов, К.Ю. Осколков «Технологии бетонов» №1 2008 г.

Компания предлагает следующие тонкодисперсные наполнители для устройства полов:

Тип муки	Параметры бетона
Тип муки	Плотность	Водонепро-ницаемость	Кислото- стойкость	Адгезия	Ранняя прочность	Устранение высолообразования
Мраморная	+	+
Кварцевая	+	+	+
Каолинит	+	+	+	+	+

Вся предлагаемая каменная мука имеет четко фракционированный состав, повышенное содержание основного компонента. Минимальное содержание в каменной муке глинистых и посторонних минеральных включений обеспечивают бетону повышенные прочностные свойства в течение длительного времени его эксплуатации.
При необходимости компания готова осуществить поставку любого тонкодисперсного наполнителя (муки) для нужд Вашего производства.

Каменная мука

Термин "Каменная мука" носит собирательный характер. Под этим названием объединены тонкодисперсные наполнители различных минералов, отличающиеся между собой химическим составом, физико-механическими свойствами, кристаллической структурой и т.д.

Введение тонкодисперсных наполнителей в бетон позволяет получить максимально плотную упаковку частиц в массе бетона и как следствие повысить плотность структуры бетона. Одновременно, каменная мука способствует выведению "защемленного" воздуха в бетонной смеси, понижая образование пор в массе бетона. Использование тонкодисперсного наполнителя в значительной степени снижает капиллярную пористость контактной зоны, тем самым повышая марку водонероницаемости цементного состава.

Бетонные полы

Главная Минеральные добавки для бетона

Минеральные добавки представляют собой измельченные природные материалы, улучшающие свойства бетонов. Каменная мука значительно экономит расход цемента, снижает водопотребность бетонных смесей, ускоряет начальную стадию твердения, упрочняет бетон.

Компания предлагает следующие тонкодисперсные наполнители для устройства полов:

Микрокальцит - карбонат кальция, инертный минеральный наполнитель, позволяющий снизить расход цемента. Повышает подвижность бетонных составов, плотность, водонепроницаемость и морозостойкость. Рекомендуется использовать совместно с белым цементом.

Кварц молотый - диоксид кремния с размером частиц от 20 до 500 мкм. Обладает высокой твердостью, химической стойкостью, термостойкостью. Применяется в составе кислотоупорных футеровок по бетону и металлу. Вводится в верхний слой бетонных полов для повышения сопротивляемости покрытия к истирающим нагрузкам.

Волластонит - природный силикат кальция. Используется для микроармирования цемента, придания огнезащитных свойств покрытиям, стойкости к ударным воздействиям.

Мраморная мука

Кварцевая мука

Волластонит

Каменная мука для бетона применение

Разработки профессора В.И. Калашникова и его научной школы посвящены созданию порошково-активированных высокопрочных и сверхвысокопрочных бетонов с классами по прочности на сжатие В80-В140 и бетонов общестроительного назначения классов В15-В60.3.

Порошково-активированные бетоны нового поколения кардинально отличаются от четырехкомпонентных бетонов старого поколения, включающих цемент, песок, щебень и воду и от бетонов переходного поколения, которые состоят из пяти компонентов с дополнительно введенным суперпластификатором.

В высотном строительстве г. Москвы используются шестикомпонентные бетоны «цемент+ песок + щебень + вода + микрокремнезем + суперпластификатор». Прочность таких бетонов достигает 90-100 МПа (класс прочности В70-В80). Эти бетоны имеют более низкую прочность, чем разработанные в ФГБОУ ВПО Пензенском государственном университете архитектуры и строительства.

Особенностью семи-восьмикомпонентнных порошково-активированных бетонов нового поколения является наличие в их составе значительного количества каменной муки с дисперсностью равной или большей чем дисперсность цемента. Обычно удельная поверхность составляет 3000-5000 см 2 /г. Кроме того в состав бетона добавляется тонкий кварцевый песок фракции 0,1-0,5 мм. Это позволяет получить не только порошково-активированные бетоны общестроительного назначения классов В15-В50 со снижением расхода цемента в 1,5-2,0 раза, но и получать при малых расходах цемента (150-200 кг/м 3 ) самоуплотняющиеся и самоуплотняющиеся бетонные смеси, что невозможно получить в бетонах старого и переходного поколения.

Кроме того становится возможным получение высокопрочных самоуплотняющихся бетонов и фибробетонов классов В100-В140 при расходах цемента 300-400 кг/м 3 с удельным расходом цемента на единицу прочности 2,5-4,0 кг/МПа.

Многообразие горных пород различного происхождения, вызывает научный интерес на возможность использования их в качестве тонкомолотой каменной муки для изготовления реакционно-порошковых бетонов.

В данной статье приведены исследования основных реологических и физико-технических характеристик Салаватской известняковой муки – как реологически-активной добавки, полученную помолом известняка, в смеси с цементом и изучена возможность использования известняковой муки для изготовления реакционно-порошковых бетонов нового поколения.

Известно, что в зависимости от величины водопоглощения по массе через 48 часов известняк подразделяется на следующие категории:

I категория – водопоглощение не более 2 %

II категория – водопоглощение от 2 до 4%

III категория – водопоглощение от 4 до 6%

Известняк I категории является наиболее пригодным для получения бетонов всех марок - от М200 до М1200. Известняк II категории может быть использован для получения бетонов марок от М200 до М1000. Известняк III категории может быть использован для бетонов марок от М200 до М800.

Проведение исследований начинали с приготовления сырьевых материалов: навеска щебня высушивалась до постоянного веса при температуре 105-110°С. 100 г. абсолютно сухого щебня погружала в воду. Водопоглощение зависит от вида пористости материала и непосредственно связано с капиллярно-пористой структурой его. Замкнутые, сферические поры не заполняются водой при обычных испытаниях на водопоглощение. Например, ячеисто-пористые ноздреватые базальты со средней плотностью в куске, равной 2000-2500 кг/м 3 не насыщаются водой, хотя имеют пористость 15-35%. Щебень из них имеет малую дробимость по сравнению с плотными базальтами и при пористости 30-35% позволяют получать облегченные бетоны. Для таких базальтов их высокая пористость не является препятствием для использования их в виде каменной муки в качестве дисперсного наполнителя.

Известняк имеет невысокую дробимость. Был осуществлен визуальный и микроскопический просмотр зерен щебня. Визуальный осмотр показал, что зерна имеют различную структуру. Большая часть зерен щебня имеет плотную структуру без видимых округлых пор и геометрически неправильных пустот (каверн). Количество плотной составляющей в щебне доходит до 65-67%.

Меньшая часть зерен известняка (33-35%) имеет округлые поры и каверны. Это слабые зерна (по прочности). Наличие слабых зерен понижает дробимость общей фракции.

При исследовании водопоглощения известнякового щебня он через 3 часа после водонасыщения вынимался из емкости с водой и укладывался на сухую материю. Каждое зерно отдельно протиралось куском материи и навеска взвешивалась на точных электронных весах с точностью до 0,1 г. После взвешивания зерна снова погружались в воду. Через 3 часа водопоглощение составляло 1,83%; через 2 суток 1,92%, через 7 суток 2,3%. Эти результаты свидетельствуют о том, что Салаватский известняк по показателям водопоглощения через 48 часов относится к I категории для изготовления каменной муки.

В соответствии с нашими требованиями к каменной муке, используемой в качестве реологически-активного компонента, ее удельная поверхность должна быть в пределах 3000-4000 см 2 /г. Эти регламентные требования были нами установлены на основании работы с каменной мукой в течении 10 лет при изготовлении эффективных бетонов.

Для получения каменной муки с необходимой дисперсностью был осуществлен помол известняка в лабораторной шаровой мельнице до удельной поверхности S_уд=3200 см 2 /г. Окончательной оценкой качества каменной муки является необходимый расплыв водной суспензии ее в смеси с цементом и с суперпластификатором, а также определение водоредуцирующего эффекта. Для этого, в начале определяется расплыв суспензии цемента с водой. Затем определяется количество воды от массы цемента для получения расплыва суспензии из конуса Хегерманна (конус от встряхивающего столика по ГОСТ 310.4-81*), равного 280-320 мм. Второй эксперимент проводится на пластифицированной суспензии. В качестве суперпластификаторов использовали Melflux 5581. Использование высокоэффективных суперпластификаторов – основа получения бетонов нового поколения.

Таким образом, в воду затворения с суперпластификатором при перемешивании постепенно высыпается портландцемент и по истечении 5 минут смешивания суспензия выливается в конус.

После определения расплыва, который, в отличие от суспензии без СП, продолжается не менее 30 сек, необходимо определять водоредуцирующий (водопонижающий) эффект.

После тестирования растекаемости цемента вторым этапом является оценка растекаемости суспензии из композиции двух порошков – цемента и каменной муки. Соотношение «цемент: каменная мука» по массе должно быть 1:0,5 и 1:1. Если при этом расплывы такой суспензии и цементной суспензии с каменной мукой будут одинаковы при равном количестве воды, то мука не ухудшает способности цемента разжижаться под действием суперпластификатора. Если же при одинаковых расплывах цементно-минеральная суспензия потребует меньше количество воды, то мука усиливает действие суперпластификатора и является наиболее приемлемой в качестве реалогически-активной добавки.

Если цементно-минеральная суспензия потребует большое количество воды для одинакового расплыва с цементной, то использование такой муки становится возможным лишь в том случае, если возрастание расхода воды не превышает 10-15% по сравнению с цементной.

В качестве примера, поясняющего методику оценки каменной муки, приведены результаты эксперимента с тестированием суспензии цемента и суспензии цемента с Салаватской известняковой мукой с S_уд=3200 см 2 /г. Результаты представлены в таблице.

Каменная мука для бетона применение

Введение

Исследования различных аспектов применения дисперсных наполнителей цементов ведутся многие десятилетия. Эти материалы применялись обычно для снижения стоимости вяжущего, а также для улучшения других свойств цемента – снижения усадки, тепловыделения и т.д. В качестве дисперсных материалов могут использоваться измельченные отсевы дробления щебня [1, 2], измельченные отсевы дробления вторичного щебня [3], а также отходы рудообогащения, пыль газоочистки и другие дисперсные отходы промышленности [1]. Основным негативным фактором, сдерживающим применение инертных дисперсных наполнителей, является снижение прочности смешанного цемента при повышенных дозировках [1].

Опыт использования в производстве бетона одной из наиболее эффективных групп химических модификаторов бетона – суперпластификаторов показал, что применение этих добавок в бетонах средних и низших классов приводит к снижению расходов цемента ниже объёмов, обеспечивающих раздвижку цементным тестом зерен заполнителя. Особенно этот недостаток проявляется в случае введения суперпластификатора при его совместном помоле с цементом [4] или при введении добавки на дисперсном носителе [5]. Отмеченная особенность составов бетона с суперпластификатором позволяет эффективно использовать эту добавку только в высокопрочных или высокоподвижных бетонах. Для решения этой проблемы в бетоны вводится тонкий наполнитель, в качестве которого используют различные дисперсные минеральные добавки, что позволяет повысить удобоукладываемость бетонной смеси и долговечность бетона за счет уменьшения в нем количества макродефектов [6].

В настоящей работе исследовано влияние измельчённого отхода дробления доломитового щебня на свойства растворной составляющей бетона.

Методы и материалы

Исследования проводили на цементе ПЦ 500 Д0 производства ОАО «Мордовцемент». Из портландцемента и каменной муки – тонкодисперсного отхода дробления доломитового щебня Саткинского месторождения c удельной поверхностью 310 м 2 /кг готовился смешанный цемент с различной долей замещения вяжущего.

В большинстве составов бетонов низких и средних классов отношение песка к цементу (П/Ц) составляло 1,8…2,1, в связи с чем исследования доломитового наполнителя проводились на растворной составляющей бетона с отношением П/Ц = 2. Смесь готовилась на смешанном вяжущем и песке Сурского месторождения с М_к = 1,52. В эксперименте готовились растворы с различным водоцементным отношением и содержанием каменной муки в смешанном цементе с суперпластификатором в виде раствора в количестве 0,5 % и 1 %, а также составы без добавки. После формования образцы в течение 24 часов хранились в полиэтиленовых пакетах, а затем, после извлечения из форм, в воде.

В качестве водоредуцирующей добавки в экспериментах был использован суперпластификтор Sika ViscoCrete 20HE, который относится к третьему поколению высокоэффективных суперпластификаторов. Эта добавки рекомендуется для производства пластичных и самоуплотняющихся бетонных смесей с высокой ранней прочностью.

В ходе исследования определялась консистенция растворной смеси по расплыву на встряхивающем столике, прочность в различные сроки и усадка раствора после высушивания при 105 °С.

Водоредуцирующая эффективность суперпластификатора в растворах характеризовалась показателем ВР, который рассчитывался по формуле ВР = 100×(ВЦ_к – ВЦ_п)/ВЦ_к, где ВЦ_к и ВЦ_п – водоцементное отношение растворных смесей без добавки и с добавкой при их равной консистенции.

В связи с тем, что подбор водоцементного отношения для получения равноподвижных смесей с различным содержанием пластификатора трудоёмкая задача, а также учитывая то, что зависимость между расплывом на встряхивающем столике D и водоцементным отношением имеет линейный характер, значения ВЦ_к и ВЦ_п рассчитывались по эмпирическим зависимостям D = f(ВЦ), которые находили по экспериментальным данным.

Результаты и обсуждение результатов

Введение в цемент дисперсного наполнителя приводит к незначительным изменениям водопотребности растворной смеси. Анализ результатов в таблице показывает, что при замене 28 % цемента каменной мукой водоцементное отношение в пластичных смесях можно снизить всего на 7 %. В остальных составах изменений водопотребности не отмечено.

Замена части цемента доломитовой мукой приводит к значительным изменениям свойств раствора. При замене 50 % цемента дисперсным наполнителем происходит снижение прочности в возрасте 3 суток в 2-6 раза, а в возрасте 28 суток – в 2-4 раза. При снижении В/Ц отношения негативное влияние каменной муки на прочность почти линейно уменьшается. В вязи с этим оправдано применение водоредуцирующей добавки. Эффективность исследованного суперпластификатора, как видно из графиков (рис. 1), построенных для смесей с расплывами на встряхивающем столике 270-280 мм, также зависит от содержания в цементе доломитовой муки.

Снижение прочности смешанного цемента может быть скомпенсировано за счёт применения водоредуцирующей добавки. Как видно из графиков, построенных для растворов с равной консистенцией (рис. 2), прочность бездобавочного состава – 30 МПа может быть достигнута при введении 0,5 % суперпластификатора при замещении 24 % цемента, а при дозировке добавки 1 % степень замещения может быть повышена до 33 %.

Введение дисперсного наполнителя в смешанный цемент значительно снижает усадочные деформации. При замене 50 % цемента значения усадки снижаются на 35-55 %, причём эффективность снижения этой характеристики за счёт введения наполнителя при повышении В/Ц линейно возрастает.

Таблица 1. Зависимость свойств растворов на смешанных цементах от их состава

Рисунок 1. Влияние степени наполнения цемента каменной мукой на водоредуцирующий эффект суперпластификатора при различной дозировке добавки

Рисунок 2. Влияние степени наполнения цемента каменной мукой на прочность при различной дозировке суперпластификатора

Заключение

Несмотря на положительное влияние доломитовой муки на усадочные деформации и очевидное снижение стоимости смешанного цемента, применение этого материала в составе цемента без водоредуцирующей добавки не целесообразно из-за негативного влияния наполнителя на прочность, которая может снизиться в несколько раз. Совместное применение доломитовой муки и суперпластификатора позволяет заменить в составе бетона или строительного раствора цемент без снижения прочности материала.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Применение микрокальцита в бетоне

Микрокальцит – минеральный наполнитель высокого качества, который применяют в качестве добавки к бетону и не только. Каменная мука улучшает строительные свойства бетонного раствора: делает его прочнее, повышает стойкость к коррозии и уменьшает поглощение жидкости. В компании Техноимпекс можно купить микрокальцит в Москве по выгодной цене.

Использование при бетонировании

Микрокальцит находит широкое применение в промышленности. Его используют для обмазывания сварочных электродов.

Непосредственно в бетонах высокой прочности каменную муку (собирательное название материала) используют в качестве закрашивающего наполнителя. С ее помощью изготовляется ряд строительных смесей, среди которых:

сухие штукатурочные покрытия;
шпаклевки;
затирки, замазки;
строительные растворы декоративного применения;
красящие составы;
побелки.

Свойства материала и его особенности

Тонкодисперсные бетонные наполнители приобрели широкую распространенность в промышленности и производстве, так как придают бетону ряд дополнительных свойств:

повышают плотность структуры материала;
снижают вероятность образования пор и пустот;
повышаю водонепроницаемость смесей;
уплотняют контактную зону цемента с наполнителем.

При создании бетонных смесей с использованием микрокальцита необходимо особо учитывать технологические характеристики цемента. Они напрямую влияют на количество вводимой в состав каменной муки. Нужно учитывать, что существует предельное значение применения этого компонента, превышение которого не только не улучшит качество бетона, а наоборот, ухудшит его.

Для бетона с низкой долей цемента используют не менее 50% микрокальцита от массы цемента. В пластифицированных бетонных составах каменная мука значительно повышает их прочность, а в пластичных бетонных растворах – это снижает замедляющее действие суперпластификаторов.

Микрокальцит используется в бетонных смесях для заливки и выравнивания полов. Может применяться мраморная, кварцевая мука или каолинит. Он находит применение не только при бетонировании, но также при производстве бумажной продукции, пластика, лаков, красок, грунтовок, линолеума, резины, чистящих порошков и многого другого. Это делает покупку данного материала неимоверно актуальной. Достичь результата можно только при выборе качественного продукта.

Основные принципы создания высокопрочных и особо высокопрочных бетонов

Значениетерминов «высокопрочный», «особо высокопрочный», «суперпрочный» бетон постоянноменялось. В практике строительства зданий и сооружений из железобетона в Россиимаксимальная прочность использованного высокопрочного бетона, по нашим данным,не превышала марки М1000.

Впрактике строительства из железобетона в США, Японии, Канады, Норвегии,Германии используются бетоны с прочностью 120–140 МПа. В лабораториях этихстран разработаны щебеночные и бесщебеночные тонкозернистыереакционно-порошковые бетоны из самоуплотняющихся смесей с прочностью 150–250МПа. Перспективы использования таких бетонов с чрезвычайно высокой прочностьюна растяжение и трещиностойкостью, которая обеспечиваются во всем объемеконструкций за счет использования тонкой и короткой арматуры (геометрическийфактор L/d = 30–60), будут постояннорасширяться. Хотя стоимость таких бетонов в 1,5–1,8 раза выше бетонов классовВ30–50, однако снижение объема бетона в конструкциях в 4–6 раз позволяетэкономить расход всех составляющих бетона в 2–3 раза.

Помимоэтого, во столько же раз снижаются транспортные расходы, значительно снижаетсямасса зданий и сооружений.

ВРоссии особо высокопрочные бетоны пока не востребованы. Нет условий для их полученияхотя есть высокопрочные горные породы, микрокремнезем и эффективныеотечественные и зарубежные супер- и гиперпластификаторы. Горнодобывающаяпромышленность не поставляет мытые высокопрочные заполнители фракции 3–10 или 3–12мм и обогащенные пески. Не освоено производство каменной муки с удельнойповерхностью 300–350 м2/кг. Бетоносмесительные цеха не имеютдостаточного количества расходных бункеров и не оборудованы высокоскоростнымисмесительными агрегатами.

Втеории отсутствует принципы подбора самоуплотняющихся бетонных смесей сраплывом конуса 55–60 см для получения особо высокопрочных фибробетонов. Неизучены необходимые реотехнологические свойства бетонных смесей.

Предложеннаяранее [2, 3] классификация реологических матриц для высокоподвижных и литых бетонныхсмесей, отличающихся различными масштабными уровнями и обеспечивающихминимальное предельное напряжение сдвига, позволяет сформулировать основныепринципы создания высокопрочных (ВПБ) и особо высокопрочных (ОВПБ) бетонов ссупер- и гиперпластификаторами, с каменной мукой и реакционноактивнымидобавками. Оптимальное соотношение компонентов в реологических матрицахбетонных смесей для бетонов общего назначения с каменной мукой с небольшими расходамипортландцемента также приводит к существенному повышению прочности [4].

Введение в бетонную смесь супер- игиперпластификаторов и реакционноактивных пуццолановых добавок микрокремнезема(МК) и микрометакаолина (ММК) — условие необходимое, но недостаточное длясоздания ВПБ и ОВПБ с прочностью 150–200 МПа. Используя суперразжижители вбетонах традиционных составов, обеспечивающих заполнение каркаса бетонамаксимальным количеством щебня, можно увеличить прочность бетона в «тощих»составах на 10–15 %, а в «жирных» — на 25–40 %. Добавляя МК или ММК, можносвязать до 20 % гидролизной извести из алита и белита и повысить прочностьбетона на 20–50 %. В итоге общее увеличение прочности может быть полуторо-двукратным.Используя для бетона М500 экономичный состав с соотношением компонентов Ц:П:Щ =1:1,5:2 при расходе цемента 500 кг с маркой его М550, можно при В/Ц=0,38 получить маркубетона 500. При введении суперпластификатора и снижении расхода воды до 20–25 %можно повысить прочность до 65–75 МПа. При введении МК в количестве 15–20% отмассы портландцемента можно из самоуплотняющихся бетонных смесей достигнутьпрочности бетона 80–100 МПа. Такое значение прочности является предельным длятрадиционных составов бетона. При этом концентрация твердой фазы, вычисляемаякак отношение суммы объемов цемента, песка и щебня к 1 м3 бетона, будеточень высокой и составит 85–89 % при водотвердом отношении бетонной смеси 0,072–0,090.

В статье[5] приводятся результаты испытания высокопрочного бетона, изготовленного сиспользованием ВНВ-100 активностью 92 МПа, мытого гранитного щебня, крупного пескаи МК. Бетон имел к 28 сут. нормального твердения прочность при сжатии всего 86МПа. Это является доказательством того, что дальнейшее повышение прочностиневозможно без кардинального изменения состава и топологической структурыбетона. Новая рецептура и структура высокопрочных бетонов должна увеличить объемреологической водно-дисперсной матрицы (Vдп) первого рода, состоящей из цемента,добавки МК и воды. Эта более объемная матрица должна обеспечить свободноеперемещение частиц песка в водно-дисперсной системе.

Повышениекоэффициента раздвижки зерен песка можно осуществить за счет добавления воды.Но это приводит к расслаиванию бетонной смеси и снижению прочности бетона.

Вбетонах нового поколения объем реологической матрицы необходимо увеличиватьдобавлением к цементу не только МК, но и дисперсных частиц каменной муки микрометрическогомасштабного уровня. При этом замена цемента каменной мукой, как правило, не всостоянии значительно увеличить объем дисперсной реологической матрицы, если истиннаяплотность горной породы незначительно уступает плотности портландцемента. Объемдисперсной матрицы может быть еще меньше, если замещающая некоторую долюцемента каменная мука, будучи более реологически активной в суспензии ссуперпластификатором, чем цементная суспензия, снизит количество воды. В этомслучае мука, обеспечивая более высокую гравитационную растекаемость приминимуме содержания воды, чем цементная суспензия, еще более понизит содержаниеводно-дисперсной системы за счет сокращения объема воды. При значительномдобавлении к цементу мука позволит существенно увеличить объем водно-дисперснойматрицы с высоким водоредуцирующим индексом (ВИ). ВИ большинствапортландцементов в суспензиях составляет 1,6–2,0 и редко выше. Некоторые видыкарбонатных и силицитовых каменных пород имеют ВИ = 2–4, а отдельные оксиды — до4–6. Смеси цемента с некоторыми видами каменной муки обладают синергетическим действием(соразжижением), и их суспензии обеспечивают реологический индекс 2–3, то есть двух-трехкратноеуменьшение количества воды при сохранении текучести с предельным напряжениемсдвига 5–10 Па.

Второйважный для обеспечения «высокой» реологии бетонных смесей для высокопрочных бетоновфактор — увеличение подвижности за счет увеличения объема цементно-водно-песчанойреологической матрицы второго уровня. Онадолжна обеспечить свободное перемещение зерен щебня в цементно-песчаной(растворной) смеси, то есть необходима существенная раздвижка зерен щебня.

Прирасчете состава бетона по методу абсолютных объемов достижение рациональнойреологии обеспечивается увеличением прослойки цементного теста между частицамипеска и прослойки цементно-песчаного раствора между зернами щебня. В формулахрасчета состава бетона это учитывается коэффициентом раздвижки зерен щебня ,который варьирует от 1,1 до 1,5. Сделать коэффициент раздвижки выше 1,5 можноза счет увеличения доли песка или объема цементного теста. В первом случаебетон становится «запесоченным», с пониженной прочностью. Во втором — бетонстановится более дорогим из-за значительного снижения доли щебня, увеличениясодержания цемента.

Длявысокопрочных бетонов повышение количества цемента на 10–20 % свыше 500 кг/м3является неизбежным. Соответственно, необходимо увеличить долю каменной муки, атакже МК или ММК, чтобы уменьшить содержание щебня и песка.

Такимобразом, топологическая структура высокопрочных и особо высокопрочных бетоновпринципиально должна отличаться от структуры бетонов общего назначения марок300–600, имеющих компактную упаковку зерен песка в цементом тесте и зерен щебняв цементно-песчаном растворе. В этой структуре принцип непрерывнойгранулометрии щебня, «незыблемый» для традиционных бетонов, не является обязательным.Иными словами, бетон должен быть с «плавающей» структурой песка и щебня, тоесть малопесчаным и малощебеночным.

Введем в качестве критериальных параметров такойструктуры критерий избытка абсолютного объемовреологической дисперсной матрицы над абсолютным объемомпеска и критерий избытка объема реологической цементно-дисперсно-песчанойматрицы над объемом щебня:

, (1)

, (2)

где— абсолютные объемы цемента,каменной муки, МК, песка, щебня и воды соответственно.

Объемыкомпонентов на 1 м3в рецептуре обычных и высокопрочных бетонов представлены на рис. 1.

Рис. 1. Объемы компонентов на 1 м3 в рецептуреобычного (а) и высокопрочного (б) бетонов

Проведеннымиисследованиями установлено, что если в обычных бетонах варьируется от 1,2 до1,6, — от 1,15 до 1,5, тодля ВПБ и ОВПБ изменяется от 3,0 до3,5, а — от 2,2 до 2,5. Вотдельных высокопрочных бетонах значения этих критериев могут быть еще больше: =3,5–3,9, =3,0–3,5.

В табл.1 представлены расчеты критериев и для ВПБ, ОВПБ ибетонов общего назначения. Составы дисперсно-армированных ВПБ (составы 1–3),изготовленных из бетонной смеси с использованием кварцевой муки и МК с осадкойбольшого конуса (немецкий стандарт) 55–60 мм и прочностные показатели бетоноввзяты из статьи [6]. Состав бетона повышенной прочности (состав 4),изготовленного из бетонной смеси на ВНВ-100 (содержание СП не указывается) с 10% МК от массы цемента, взяты из статьи [5].

Расход материалов на 1 м3, кг/л

бетонной смеси, кг/м3 (без

Скульптурный бетон

Скульптурный бетон. Составы для самоделкиных

Продолжаем разговор о составах пластичного бетона, который в зависимости от применения имеет ряд названий-синонимов: скульптурный бетон, художественный бетон, архитектурный, декоративный и др.

В предыдущей статье про художественный бетон уже указывалось, что пластичный бетон, включающий в свой состав полимерные, химические и минеральные добавки, по своей структуре похож на глину или мягкий пластилин. Поэтому работать с ним значительно приятнее и удобнее, не надо ждать и ловить момент начала возможной обработки поверхности, как это требуется при работе с обычным бетоном.

Оглавление

Пластичность бетона
Пластификация бетона самоделкиными (ПВА, ССС)
Что предлагают профессионалы

Пластичность бетона

Несколько слов о поводу понятия пластичности бетона. Многие любители бетонных работ считают, что пластичность бетона связана с возможностью его использования для лепки декоративных изделий по аналогии с глиной (то, о чем говорилось выше). На самом деле пластичность бетона на языке специалистов определяет степень его подвижности. Ее еще называют удобоукладываемостью и обозначают заглавной русской буквой П со значением от 1 до 5. Чем выше это значение, тем легче заливать бетонную смесь в подготовленную форму.

Частично этот вопрос уже рассматривался при изготовлении бетонного ангела для садового фонтана. Поскольку форма имела множество мелких элементов, необходимо было сделать раствор максимально текучим. Для этого в бетонную смесь был добавлен гиперпластификатор, обеспечивший качественную заполняемость тонких полостей силиконовой формы. К этому моменту мы еще вернемся при рассмотрении способов изготовления искусственного камня для декоративных садовых дорожек, площадок и других элементов сада.

Как получить минимальную текучесть скульптурного бетона

Сегодня у нас другая задача, можно сказать противоположного назначения. Необходимо получить скульптурный бетон, у которого пластичность бетонной смеси должна быть со значением П1, чтобы текучесть раствора была минимальной как на горизонтальной, так и на вертикальной поверхности. Для последней существует еще такое понятие как сползание раствора. Это выражение чаще используется при нанесении штукатурки на стены при отделочных работах. Эта характеристика нам также нужна, так как скульптурный бетон имеет те же составляющие, которые используются и в составе штукатурных смесей.

Для уменьшения текучести и сползания раствора, как при изготовлении садовых малых архитектурных форм, так и при проведении отделочных работ, мастера и любители используют различные металлические и пластиковые строительные сетки, закрепленные на поверхности стен или изделий. Иногда их применение не желательно или трудновыполнимо. В таких случаях липкость раствора должна быть выше за счет увеличения концентрации составляющих ингредиентов, что естественно приводит к удорожанию проводимых работ. Для самоделкиных главной задачей является упрощение и удешевление изготовления фигурок и камней для сада. Именно в этом направлении и будем двигаться дальше, придерживаясь критерия экономической и практической целесообразности.

Пластификация бетона самоделкиными

К сожалению стремление самоделкиных к чрезмерной экономии и упрощению при недостатке базовых знаний в области бетонных работ, а также свойств и характеристик применяемых компонентов, приводит частенько к плачевным результатам. Изделия, находящиеся круглый год в саду, со временем начинают разрушаться. Этому способствует рыхлость и гигроскопичность обычного бетона. Чтобы этого избежать приходится на зимний период их куда-то прятать или упаковывать для защиты от мороза и влаги. А отговорка, что на несколько лет хватит, не является оправданием неквалифицированных действий.

Использование в составе бетона клея ПВА

Первый пример. Приведу часто встречающуюся рекомендацию самоделкиных по использованию в составе бетона клея ПВА или его дисперсии ДПВА (клей ПВА получают путем разведения ДПВА в воде). Об этом уже говорилось в одной из статей и повторяться здесь не буду. Добавить можно следующее. Вот, что пишут сами разработчики о характеристиках поливинилацетатной дисперсии (ДПВА):

Сами делайте вывод: можно ли применять клей или дисперсию ПВА в бетонных растворах для изготовления и долговременного использования бетонных изделий для сада.

Использование штукатурки в бетонной смеси

Второй пример. Значительно реже, чем клей ПВА, самоделкины рекомендуют использовать в виде добавки сухую строительную смесь (ССС): плиточный клей или штукатурку для наружного применения.

Профессиональные добавки в скульптурный бетон

Если поискать в интернете, то можно найти много предложений по продаже как импортных, так и отечественных добавок в бетонные смеси. Все они в той или иной мере содержат ранее перечисленные компоненты. Есть заменители строительного кварцевого песка для облегчения веса смеси (мраморная или доломитовая мука). В более качественных и дорогих смесях добавляют эфир крахмала. Он позволяет дополнительно уменьшить сползание раствора с вертикальных поверхностей. Для этой же цели в состав смеси в небольшом количестве вводят полипропиленовую фибру.

Читайте также: