Основные сведения об активных минеральных добавках к цементам

Активными минеральными (гидравлическими) добавкаминазывают природные или искусственные вещества, которые при смешивании в тонкоизмельченном состоянии с воздушной известью и водой образуют медленнотвердеющие гидравлические вяжущие.

Активные минеральные добавки могут быть природными и искусственными. К природным (пуццолановым) относят некоторые осадочные горные породы (диатомит, трепел, опока), а также породы вулканического происхождения (пепел, туф, пемза). Пуццолановые добавки содержат кремнезем – диоксид кремния в аморфном, а следовательно, в химически активном состоянии и способны поэтому взаимодействовать в нормальных условиях с растворимым гидроксидом кальция, образуя практически нерастворимые гидросиликаты кальция (ГСК), что значительно повышает стойкость цементного камня в отношении выщелачивания Са(ОН)₂:

.

В качестве искусственных минеральных добавок используют побочные продукты и отходы промышленности: быстроохлажденные (гранулированные) доменные и электротермофосфорные шлаки, топливные золы (уноса). Весьма перспективной техногенной добавкой является отход производства ферросилиция – аморфный микрокремнезем (МК), обладающий очень высокой пуццоланической активностью. Кроме того, эффективность действия МК связана с его чрезвычайно высокой дисперсностью. При заполнении пространства между цементными частицами ультрадисперсными частицами МК образуются многочисленные коагуляционные контакты, являющиеся дополнительными центрами образования гидросиликатов кальция. Более прочные и устойчивые низкоосновные ГСК кольматируют поры, повышают однородность структуры цементного камня и улучшают его качественные показатели, достигающие высокого уровня, в том числе при использовании рядовых цементов средних марок и обычной технологии их применения.

Активные минеральные добавки согласно ГОСТ 24640-91 «Добавки для цементов. Классификация» по основному воздействию на свойства цемента относятся к компонентам вещественного состава, способствующим экономии клинкера. При этом снижение доли клинкера в составе цемента должно быть больше, чем снижение активности цемента.

Методы испытаний активных минеральных добавок регламентированы ГОСТ 25094-94 «Добавки активные минеральные для цементов. Методы испытаний». Стандарт не распространяется на доменные и электротермофосфорные гранулированные шлаки, применяемые для производства цемента. Согласно указанному стандарту определение активности минеральных добавок по прочности производится путем сравнительных испытаний на сжатие образцов, изготовленных из смесей тонкомолотых портландцементного клинкера и песка и тонкомолотых портландцементного клинкера и предполагаемой активной минеральной добавки.

При изучении цементов с активной минеральной добавкой наибольший интерес представляет влияние на прочность цемента минеральной добавки при условии замены ею части цемента в составе раствора и при условии добавления ее к одному и тому же количеству цемента (вместо соответствующей части заполнителя), а также влияние на прочность раствора в том и другом случае дополнительной добавки суперпластификатора.