Активные минеральные добавки
Инертные минеральные добавки
Инертными минеральными добавками называются добавки минерального происхождения, в обычных условиях лишь незначительно химически взаимодействующие с основным веществом портландцемента в процессе твердения.
В качестве инертных минеральных добавок чаще других, используют известняк и кварцевый песок.
Введение инертных минеральных добавок в количестве до 10 % по массе не ухудшает существенно свойства портландцемента, в некоторых случаях может их улучшать.
Замена 10 % клинкера значительно более дешевой, не подверженной обжигу добавкой снижает себестоимость портландцемента и энергетические затраты на его производство.
Действующими стандартами введение инертных минеральных добавок в большинство разновидностей портландцементов не допускается.
При значительном изменении условий твердения от нормальных (соответствующих поверхности земли) инертные добавки могут стать активными. Кварц становится активной добавкой при температурах выше 60 °С.
Инертные минеральные добавки увеличивают подвижность цементного раствора и снижают его седиментационную устойчивость.
Активные минеральные добавки в существенном количестве содержат вещества, способные к химическому взаимодействию с основным веществом портландцемента в процессе твердения.
Активность минеральных добавок определяют по способности затвердевать после затворения водной смеси порошка добавки с гидратной известью Са(ОН)2, причем затвердевшее на воздухе тесто должно продолжать твердеть под водой.
Большинство активных минеральных добавок носит кислый характер и химически взаимодействует с гидроксидом кальция Са(ОН)2, выделяемым портландцементом в процессе твердения.
Природные активные минеральные добавки подразделяются на добавки осадочного происхождения — диатомиты, трепелы, опоки (содержат в основном SiO2), глиежи —глины естественно жженые (содержат SiO2 и А12О3) и вулканического происхождения—вулканические пеплы, туфы, пемзы, трассы и др. (содержат SiO2 и А12Оз).
В качестве активных минеральных добавок техногенного происхождения используются главным образом промышленные отходы — металлургические шлаки, пылевидные топливные золы, нефелиновый шлам.
Чаще других вводят доменные гранулированные шлаки и опоки. Активные минеральные добавки осадочного происхождения при их массовой доле в портландцементе более 5 % ухудшают подвижность цементного раствора и повышают седиментационную устойчивость. Цементы с этими добавками хуже сохраняют свои свойства при длительном хранении. Металлургические шлаки улучшают подвижность, но снижают седиментационную устойчивость при содержании более 10 % по массе. Все активные минеральные добавки повышают коррозионную стойкость портландцемента в сульфатных водах, а добавка шлака — к магнезиальной коррозии. Чем больше содержится минеральных добавок в портландцементе, тем меньше выделяется тепла в начальной стадии твердения.
Пластифицирующие добавки. В качестве добавок-пластификаторов, вводимых на стадии помола, применяются поверхностно-активные вещества (ПАВ), такие как лигносульфонаты кальция, аммония, натрия (например, в виде сульфит-спиртовой барды — ССБ, сульфит-дрожжевой бражки — СДБ) и др. Содержание пластифицирующих добавок — менее 1% к массе портландцемента. Пластифицирующие добавки вводят для улучшения подвижности цементных растворов и бетонов.
Пластифицирующие добавки могут вызывать вспенивание цементного раствора при приготовлении.
Гидрофобизирующие добавки вводятся для улучшения сохранности цемента при длительном хранении. В качестве гидрофобизирующих добавок применяют асидол (0,1%), мылонафт (0,2 %), олеиновую кислоту (0,1 %).
Добавки — ускорители твердения. При помоле портландцемента могут вводиться также добавки для ускорения твердения, например, кренты, обожженные алуниты и каолины, сульфоалюминатно- и сульфоферритосиликатные продукты, массовая доля которых не превышает 5 %. Указанные добавки действуют в основном как затравки и подложки для кристаллизации минералов цементного камня.