Введение

Бетон с высокими эксплуатационными характеристиками (HPC) современный строительный материал, получивший значительную популярность благодаря своим превосходным свойствам, такие как высокая прочность, долговечность, и пониженная проходимость. HPC специально разработан для удовлетворения требований современных строительных проектов, предлагая улучшенные характеристики производительности.. Одним из обязательных компонентов, способствующих повышению производительности КВД, является использование минеральных добавок.. В этом блоге, обсудим роль минеральных добавок в КВД, с особым акцентом на микрокремнезем.

Что такое минеральные добавки?

Определение и важность

Минеральные примеси, также известный как дополнительные вяжущие материалы (SCM), представляют собой мелкодисперсные материалы, которые добавляют в бетонные смеси для улучшения их характеристик.. Эти материалы получают из природных источников или промышленных побочных продуктов и используются для замены части цемента в бетоне.. Использование минеральных добавок имеет ряд преимуществ., такие как:

• Повышенная прочность и эксплуатационные характеристики бетона.
• Снижение расхода цемента
• Меньшее воздействие на окружающую среду и углеродный след
• Экономическая эффективность

Некоторые распространенные типы минеральных добавок включают летучую золу., шлак доменный молотый гранулированный (ГГБФС), микрокремнезем, и метакаолин.

Диоксид кремния в высокоэффективном бетоне

Обзор

Дым кремнезема, также известный как микрокремнезем, является побочным продуктом производства кремния и ферросилициевых сплавов в электродуговых печах.. Он состоит из очень мелких сферических частиц, богатых диоксидом кремния. (SiO2) содержание, который обычно колеблется между 85% а также 98%. Благодаря своим уникальным свойствам, микрокремнезем стал важным компонентом высокопрочный бетон смеси.

Свойства кремнеземного дыма

Микрокремнезем обладает рядом свойств, которые делают его высокоэффективной минеральной добавкой для HPC., такие как:

• Размер частицы: Частицы кремнеземного дыма очень мелкие, со средним диаметром около 0.1 микрометры, который 100 раз меньше частиц цемента. Этот небольшой размер частиц помогает улучшить плотность упаковки бетона., что приводит к снижению проницаемости и увеличению прочности.
• Пуццолановая активность: Диоксид кремния проявляет высокую пуццолановую активность., что означает, что он реагирует с гидроксидом кальция (побочный продукт гидратации цемента) для образования дополнительного гидрата силиката кальция (CSH) гель, основное связующее в бетоне. Эта реакция способствует повышению прочности, долговечность, и устойчивость к химическим воздействиям.
• Высокое содержание кремнезема: Высокое содержание SiO2 в микрокремнеземе делает его отличной минеральной добавкой., так как активно участвует в процессе гидратации и улучшает микроструктуру бетона.

Преимущества использования кремнеземного дыма в HPC

Включение микрокремнезема в высокоэффективные бетонные смеси дает несколько преимуществ., включая:

• Повышенная прочность на сжатие: Микрокремнезем может значительно повысить прочность бетона на сжатие за счет улучшения его микроструктуры и увеличения гелеобразования CSH.. Исследования показали, что бетонные смеси, содержащие микрокремнезем, могут достигать прочности на сжатие более 100 МПа.
• Повышенная долговечность: Использование микрокремнезема в HPC приводит к более плотной и непроницаемой микроструктуре., что повышает прочность бетона. В результате повышается устойчивость к агрессивным химическим веществам., попадание хлорида, и сульфатные атаки.
• Повышенная стойкость к истиранию и эрозии: Плотная микроструктура HPC, содержащая микрокремнезем, обеспечивает лучшую устойчивость к истиранию и эрозии., что делает его пригодным для таких применений, как промышленные полы, мостовые настилы, и гидротехнических сооружений.

• Восстановленная щелочно-кремнеземная реакция (ASR): Пуццолановая активность кремнезема может помочь снизить риск ASR в бетоне.. ASR представляет собой вредную реакцию между щелочами в цементе и реактивными заполнителями., приводит к образованию геля, который набухает и вызывает растрескивание бетона. Потребляя гидроксид кальция и снижая щелочность бетона, микрокремнезем помогает свести к минимуму вероятность ASR.
• Улучшенная прочность сцепления: Использование микрокремнезема в HPC может привести к повышению прочности сцепления между бетоном и арматурными стержнями., что имеет решающее значение для конструктивных характеристик железобетонных элементов.

Оптимальное содержание диоксида кремния в HPC

Оптимальное содержание микрокремнезема в высокоэффективные бетонные смеси может варьироваться в зависимости от конкретных требований проекта. В общем, содержание кремнеземного дыма колеблется между 5% а также 15% по массе всех вяжущих материалов. Однако, более высокое содержание диоксида кремния может использоваться для специальных применений, где требуется исключительная прочность и долговечность.. Очень важно правильно отрегулировать содержание воды и дозировку суперпластификатора в смесях HPC, содержащих микрокремнезем, чтобы обеспечить достаточную удобоукладываемость и простоту нанесения..

Другие минеральные добавки для HPC

В то время как микрокремнезем является высокоэффективной минеральной добавкой для высокопрочных бетонов., это не единственный доступный вариант. Другие распространенные минеральные добавки, используемые в HPC, включают:

• Летающий пепел: Побочный продукт сжигания угля на электростанциях, летучая зола известна своими пуццолановыми свойствами и способностью улучшать удобоукладываемость бетонных смесей.. Он часто используется в сочетании с микрокремнеземом для оптимизации производительности HPC..
• Шлак доменный молотый гранулированный (ГГБФС): GGBFS является побочным продуктом черной металлургии и обладает как цементирующими, так и пуццолановыми свойствами.. При использовании в HPC, GGBFS может способствовать улучшению работоспособности, пониженная теплота гидратации, и повышенная долговременная прочность.
• Метакаолин: Производится прокаливанием очищенной каолинитовой глины., метакаолин представляет собой высокореактивный пуццолановый материал, который может значительно повысить прочность, долговечность, и устойчивость к химическим атакам в HPC.

Заключение

Минеральные примеси, особенно микрокремнезем, играют решающую роль в улучшении характеристик высокопрочного бетона.. За счет улучшения микроструктуры бетона, микрокремнезем способствует повышению прочности на сжатие, долговечность, и устойчивость к химическим воздействиям. Использование минеральных добавок в HPC не только улучшает характеристики материала, но и способствует устойчивости за счет снижения расхода цемента и использования промышленных побочных продуктов..