ДОБРАТНИ МАТЕРИАЛИ ЗА СУХИ СТРОИТЕЛНИ СМЕСИ
Минералните естествени или изкуствено получени материали с определен гранулометричен състав служат като пълнители за строителни хоросанови смеси (както готови за употреба, така и сухи). В зависимост от размера на частиците, агрегатите се разделят на големи и малки ...
Минералните естествени или изкуствено получени материали с определен гранулометричен състав служат като пълнители за строителни смеси (както готови за употреба, така и сухи). В зависимост от размера на частиците агрегатите се делят на едри и дребни.
Едрозърнестите материали включват едрозърнести материали с размер на зърното над 5 mm - трошен камък (продукт, получен чрез раздробяване, чиито частици имат ъглова форма) или чакъл (материал със закръглена форма на частиците). Дребният добавъчен материал - пясък - има ограничение на зърнометрията до 5 mm. По плътност агрегатите се класифицират като плътни с плътност на зърното над 2 g / cm3 и порести с по-ниска плътност.
По произход инертните материали се делят на 3 групи: естествени; от промишлени отпадъци; изкуствени. Използването на добавъчни материали и пълнители в състава на бетонови и хоросанови смеси позволява: • да се подобри обработваемостта им; • увеличаване на капацитета за задържане на вода; • намаляване на потреблението на свързващи вещества и разходите за смеси.
В бетоните и строителните разтвори инертните материали допринасят за:
• образуване на твърда рамка от изкуствен камък (увеличаване на здравината му, намаляване на деформациите при натоварване (пълзене), увеличаване на модула на еластичност);
• намаляване на деформациите на свиване (компенсиране на вътрешните деформации, елиминиране на образуването на пукнатини, увеличаване на издръжливостта);
• при използване на порести пълнители - намаляване на плътността, подобряванетоплоизолационни свойства, намаляване на масата на конструкциите и намаляване на строителните разходи.
Най-разпространените и най-често използвани в състава на строителните разтвори, включително сухите, са кварцовите пясъци. Подходящи са и пясъци от фелдшпат, варовик, доломит, гранит, диорит и други, които отговарят на изискванията на ГОСТ 8736 "Пясък за строителни работи. Спецификации" и ГОСТ "Пясък за строителни работи. Методи за изпитване".
Като пълнители могат да се използват материали, предназначени за използване в други (нестроителни) индустрии - формовъчни пясъци, кварцови, фелдшпатови и кварцово-фелдшпатови пясъци за стъкларската промишленост, за фина и строителна керамика и др., при условие че свойствата на тези материали отговарят на изискванията за пясък за строителни работи - GOST 8735 и GOST 8736, а за порести неорганични пълнители - на изискванията на GOST 9758 - "Запълване на пори". е чист неорганичен за строителни работи. Методи за изпитване".
Минералогичният и петрографски състав на агрегатите може да включва от един до двадесет или повече минерала и се определя от произхода и условията на скално образуване.
Скалите за инертни материали по произход могат да бъдат разделени на 3 основни групи: магмени, седиментни и метаморфни (модифицирани). Магматичните скали съставляват около 95% от земната кора и са съставени главно от минерали, съдържащи силициев диоксид. Основните скалообразуващи минерали на тези скали са фелдшпати, кварц, фелдшпатоиди, слюда, пироксени, амфиболи и оливин. Седиментните скали съставляват само 5% от земната кора. Те обаче играят голяма роля като източници на инертни материали. Най-често от породиТази група използва варовици и доломити, като основните скалообразуващи минерали са калциевите и магнезиевите карбонатни минерали - калцит (CaCO3), магнезит (MgCO3) и доломит (CaCO3 x MgCO3). Седиментните скали могат да бъдат твърди и меки, плътни и порести, тежки и леки. Когато се използват тези скали като агрегати, трябва да се внимава, тъй като варовиците често са замърсени с глини и могат също да съдържат силициеви включвания, които са реактивни по отношение на алкални примеси на портландцимент, което може да доведе до неравномерни промени в обема по време на втвърдяване. Глинените примеси (особено бентонит) набъбват в присъствието на влага, причинявайки пукнатини в разтвори и бетони. От метаморфните скали като пълнител най-често се използват мрамори. Мраморът при натрошаване образува кубовидни зърна с грапава повърхност и е отличен материал за инертни материали.
Ако в пясъка има примеси от зеолити (алумосиликати на калций, калий, натрий и други метали), графит и нефтени шисти, е необходимо да се провери устойчивостта на разтвора. Зеолитите (натриево-калциеви алумосиликати), в резултат на катионен обмен, могат да увеличат количеството на алкални катиони в течността на порите и да причинят ефлоресценция.
При наличието на аморфни разновидности на силициевия диоксид в пълнителя съществува опасност от разрушаване на строителни разтвори и бетони поради алкална корозия на пълнителя. Алкалните циментови примеси, главно под формата на алкални сулфати, влизат в обменна реакция в разтвора с продукта на хидролизата на клинкерните фази - минералния портландит (Ca(OH)2) с образуването на CaSO4 x 2H2O, в резултат на което концентрацията на хидроксидни йони се увеличава в разтвора и сулфатни йони, свързващи се спродуктите на хидратация C3A и C4AF се отстраняват от течната фаза под формата на трудно разтворими подобни на етрингит фази (Aft-фази).
В алкалната корозия участват минерали и скали като опал, халцедон, кремък, вулканични стъкла, силикатни шисти (hornfelses). Ако петрографското изследване покаже наличието на горните и подобни минерали или скали в агрегата, е необходимо да се определи реактивоспособността на агрегата. Изпитването на реактивоспособността на пълнителя се извършва в съответствие с GOST 8269. Пълнителят е потенциално реактивен, ако количеството на разтворения силициев диоксид при експерименталните условия надвишава 50 mmol/l (GOST 8736).
Инертните материали заемат до 80%, а в някои случаи дори повече от обема на строителните хоросанови смеси и могат да намалят разхода на минерално свързващо вещество и да намалят деформацията на свиване на циментовия камък, която може да достигне 6-10 mm/m. Агрегатите и пълнителите в разтвора допринасят за релаксация (отслабване) на механичните напрежения, възникващи в циментовия камък поради неговото свиване. В същото време деформациите на втвърдяващите се циментови смеси се намаляват около 10 пъти в сравнение с естествените деформации на циментовия камък.
Формирането на свойствата на смесите от строителни разтвори (бетон) и получените при тяхното втвърдяване изкуствени каменни материали (разтвори и бетони) се влияе от гранулометричния състав, формата на зърното, състоянието на повърхността и якостта на агрегата.
Зърнестият състав може да бъде непрекъснат и прекъснат. Съставът на зърното се нарича непрекъснат, ако след последователно пресяване на общата проба през стандартен набор от сита се получават остатъци на всички сита. Ако липсват някакви междинни фракции, тогава такивазърненият състав е прекъснат.
Има различни мнения относно оптималния зърнен състав на инертния материал. Повечето изследователи смятат, че непрекъснатият зърнен състав на инертните материали е по-ефективен. Смесите с прекъснат зърнен състав са склонни към сегрегация.
Предложени са различни "идеални" класификационни криви за избор на непрекъснат агрегатен зърнен състав. Тъй като е невъзможно да се получи смес едновременно с минималния обем на междузърнестите кухини и най-малката специфична повърхност на зърната (минимизирането може да се извърши само с един параметър), идеалната крива се избира от условието, че обемът на кухините в сместа и общата повърхност на зърната осигуряват необходимата подвижност на хоросанната (бетонна) смес при минимален разход на свързващо вещество.
Празнината на инертния материал е пряко свързана със зърнестия му състав. Теоретично, обемът на кухините в агрегата не зависи от размера на неговите зърна. В действителност най-плътните, както и най-малко плътните опаковки са малко вероятни и на практика възниква някакво междинно състояние, определено от степента на уплътняване. Теоретично най-плътното опаковане на топките се характеризира с празнота от 26,2%, а най-малко плътното - 47,6%.
Ако частиците имат ъглова повърхност, тогава вероятните стойности на празнините се увеличават. Особено забележимо (до 60%) се увеличава празнината, ако агрегатът съдържа продълговати зърна (игловидни, люспести). Инертните материали със заоблени зърна се характеризират с по-плътна опаковка.
В смеси, съдържащи зърна с различни размери, по-малките зърна ще бъдат разположени в празнини между по-големите и празнината на агрегата ще намалее. Ако зърната на смесените фракции се различават малко по размер, тогава размерът е повечемалките зърна могат да бъдат по-големи от размера на кухините между големите зърна, а по-големите зърна ще се раздалечат, което ще доведе до увеличаване на кухините. Теоретично е показано, че най-близкото опаковане на зърната от две агрегатни фракции се постига, ако размерът на частиците на една от тях е приблизително 6,5 пъти по-малък от размера на частиците на другата.
Пясъкът, пресят на сита с два подобни номера, т.е. състоящ се от зърна с почти еднакъв размер, има съдържание на празнини от 40-47%. При оптимално съдържание на големи, средни и малки зърна в пясъка празнината не трябва да надвишава 38%. При запълване на кухини между зърната, за да се осигури обработваемост (подвижност), е необходим известен излишък от циментова паста, тъй като ако в разтвори (бетон) циментовата паста е запълнена с кухини между пясъчните зърна, тогава смесите са нископластични, твърди.
Циментовата паста трябва не само да запълва междузърнестите кухини, но и да създава циментови обвивки около зърната, които раздалечават частиците на агрегата и осигуряват увеличаване на подвижността на хоросанната (бетонната) смес, а по време на втвърдяването закрепват зърната заедно.
В местната литература препоръките за обосноваване на избора на пясъци по отношение на състава на хоросанните смеси са ограничени до указания за максимално допустимия размер на зърното: например в съответствие с изискванията на GOST 28013 „Строителни разтвори.
Общи технически условия", най-големият размер на зърното на инертния материал трябва да бъде, mm, не повече от:
• в състави от зидарски разтвори (с изключение на развалини) - 2,50;
• в състави за каменова зидария - 5,00;
• в гипсови разтвори (с изключение на покривния слой) - 2,50;
• в мазилкови разтвори за покривен слой - 1,25.
В съставите на лепила заплочки и в лепила за монтажни блокове от клетъчен бетон, границата на размера на зърната е 0,63 mm. В шпакловките и фугиращите смеси се използват още по-фини добавъчни материали и пълнители с ограничение на размера на частиците 0,25-0,315 mm.
Не се допуска съдържание на пясъчни зърна по-големи от 2,50 mm за мазилките и над 1,25 mm за финишните замазки. Подобни ограничения за размера на инертните зърна за мазилки се съдържат в "Кодекс на правилата" SP 82-101-98 Госстрой на България "Приготвяне и използване на строителни разтвори". Тези ограничения по отношение на някои състави на гипсови разтвори, по-специално на декоративни, изискват корекция.
Често се налага използването на разтвори (бетон) с намалено обемно тегло (леки и топлоизолационни мазилки, шумоизолиращи (акустични) мазилки, санитарни мазилки, зидарски разтвори с високи топлоизолационни свойства и др.).
Намаляването на плътността на такива строителни материали, заедно с други методи (въздушно увличане, образуване на газ и пяна), може да се постигне чрез използване на порести агрегати като част от смеси. Основната квалификационна характеристика на порестите агрегати е тяхната обемна плътност.
Порестите пясъци се разделят по обемна плътност на степени от 75 до 1400. Степента съответства на максималната стойност на обемната плътност на агрегата в сухо състояние, в kg / m 3.Могат да се получат порести агрегати:
• от естествени суровини (пемза, вулканична сгурия, вулканични туфи, порести варовици, черупчести варовици, силикатни скали);
• от промишлени отпадъци (шлака от доменни пещи, горивна шлака, пепел и пепелно-шлакови смеси,дървесни и други промишлени отпадъци);
• изкуствено от естествени суровини и промишлени отпадъци (керамзит, аглопорит, шлакова пемза, шунгизит, експандиран перлит, вермикулит и др.).
Експандираният полистирол принадлежи към свръхлеките високопроизводителни агрегати. Плътността му в компактен вид (плоча) е 40-55 kg/m 3 . Експандираният полистирол има много ниска топлопроводимост
0,04 W / m x K. Полистиролът под формата на натрошени трохи с размер на частиците до 1 mm се въвежда (в количество от 5-7% от теглото) в смеси за топлоизолационни мазилки.
Д-р Павел Зозуля, СПбГТИ, катедра по конструкция и специални свързващи вещества
За повече информация относно анализа на технологиите и оборудването за производство на сухи строителни разтвори можете да се обърнете към доклада на Академията за индустриални пазарни проучвания „Анализ на оборудване за производство на сухи строителни разтвори “.