Б) Минеральные добавки

Минеральные добавки (МД), представляют порошки различной минеральной природы, получаемые из природного или техногенного сырья: зол, молотых шлаков, горных пород и др.

Минеральные добавки отличаются от заполнителя мелкими размерами зерен (менее 0,16 мм, а чаще еще меньше), а от химических модификаторов тем, что они не растворяются в воде. Располагаясь вместе с цементом в пустотах наполнителя, они уплотняют структуру бетона, в ряде случаев позволяя уменьшить расход цемента.

Если оценивать МД по их влиянию на структуру и свойства цемента и бетона, то в зависимости от дисперсности их можно разделить на:

– МД-разбавители, например зола, имеют гранулометрический состав, близкий к цементу (удельную поверхность 0,2–0,5 м2/г).

– МД-уплотнители, например, микрокремнезем, имеют частички примерно в 100 раз меньше зерен цемента (удельная поверхность 20–30 м2/г) и являются более эффективной добавкой, так как способны заполнять пустоты между зернами цемента и обладают повышенной реакционной способностью.

Минеральные добавки делятся на активные и инертные. Активные МД способны в присутствии воды взаимодействовать с диоксидом кальция при обычных температурах, образуя соединения, обладающие вяжущими свойствами.

Инертные добавки при обычной температуре не вступают в реакцию с компонентами цемента, однако при определенных условиях (например, при автоклавной обработке) они могут проявлять реакционную способность. В большинстве случаев инертные добавки используют для регулирования зернового состава и пустотности твердой фазы бетона (заполнитель – цемент – минеральная добавка) с целью управления свойствами бетонной смеси и бетона.

К их недостаткам следует отнести повышенную водопотребность.

Тонкомолотые добавки вводят в бетон в количестве 5-20% и более от массы цемента. Эти добавки предназначены для экономии цемента и для получения плотного бетона при малых расходах цемента. К тонкомолотым добавкам относят золы, молотые шлаки, отходы камнедробления, пески и некоторые другие материалы, позволяющие изменять в нужном направлении свойства бетона, повышающие его плотность, водостойкость, жаростойкость и др. При введении тонкомолотых добавок следует учитывать, что на цементных заводах в цемент уже, как правило, введено определенное количество минеральных добавок.

Высококальциевые золы обладают некоторыми вяжущими свойствами и могут применяться для замещения части цемента в бетонах, к которым не предъявляются высокие требования по прочности и долговечности.

Низкокальциевые золы вяжущими свойствами не обладают, но в присутствии извести и воды активно участвуют в образовании гидросиликатов и гидроалюминатов кальция – основных структурообразующих компонентов цементного камня.

Обычный расход микрокремнезема в бетоне составляет 5–15% от массы цемента, что меньше, чем при применении других минеральных добавок.