Преимущества

Микрокремнезем и его применение

Микрокремнезем — это ультрадисперсный материал, состоящий из частиц сферической формы, получаемый в результате производства кремнийсодержащих сплавов.

Представляет собой микроскопические шарообразные частички аморфного кремнезема со средней удельной поверхностью около 20 кв. м/г. Эта высокоактивная минеральная добавка состоит из оксидов кремния, алюминия, железа, кальция, магния, калия, углерода и серы.

По гранулометрическому составу средний размер частиц микрокремнезема составляет около 0,1 микрона, то есть в 100 раз меньше среднего размера зерна цемента.

Область применения бетонов с микрокремнеземом: жилищно-гражданское и промышленное строительство, бетонные и железобетонные конструкции, включая системы питьевого водоснабжения.

Также микрокремнезем широко применяется в производстве сухих строительных смесей, тампонажных смесях для нефтегазодобывающей промышленности, гидроизоляционных и асфальтобетонных покрытиях, при производстве жидкого стекла, огнеупорных и теплоизолирующих смесях, в производстве тротуарной и облицовочной плитки.

Преимущества применения микрокремнезема

Повышение прочности бетона

Микрокремнезем обеспечивает прочность на сжатие, намного превышающую прочность обычных бетонов. Ограничивающим фактором здесь является только прочность заполнителя. Подробнее.

Уменьшение проницаемости бетона

Эффект заполнения пор, создаваемый пуццолановыми сферическими микрочастицами, способствует значительному уменьшению капиллярной пористости и проницаемости бетона.

Непроницаемый бетон  фактически можно получить при сравнительно низком содержании обыкновенного портландцемента и умеренном содержании микрокремнезема. Так как микрокремнезем больше оказывает влияние на проницаемость, чем на прочность, то бетон, который содержит микрокремнезема, будет менее проницаемым, чем бетон на обыкновенном портландцементе эквивалентной прочности.

Защита арматуры

Исследования бетонных конструкций в возрасте до 12 лет (Норвегия, Швеция) показали, что высококачественные растворы с содержанием микрокремнезема обладают большей устойчивостью к карбонизации, чем смеси такой же прочности на обычном портландцементе, и гораздо лучше предотвращают проникновение хлоридов из морской воды.

Морозостойкость

Низкая проницаемость и повышенная плотность цементного камня обеспечивают прекрасную морозостойкость бетона с микрокремнеземом.

Теоретической несовместимости микрокремнезема с воздухововлекающими добавками нет, на самом деле реологическая стабильная структура бетона с микрокремнеземом призвана уменьшать потерю воздуха во время вибрирования и транспортировки.

Снижение щелочности

Было доказано, что микрокремнезем оказывает значительное влияние на щелочность воды, которая содержится в порах цементного геля. Реакция пуццолана приводит к образованию геля, который имеет высокое содержание кремнезема и связывает щелочные металлы с высоким содержанием воды. Уровень показателя водорода pH воды в бетонных порах на обыкновенном портландцементе равняется четырнадцати.

При добавлении даже небольшого количества микрокремнезема, он быстро снизится до тринадцати. Во время добавления свыше пятнадцати процентов, микрокремнезем забирает из воды в бетонных порах почти все ионы щелочных металлов, при этом понижая уровень pH до двенадцати целых пяти десятых. При добавлении двадцати пяти процентов он нейтрализует всю известь, которая освобождена силикатами портландцемента.

Химическое воздействие

Известно, что низкая проницаемость и низкое содержание свободной извести повышает устойчивость бетона к воздействию агрессивных химических веществ. Бетон с содержанием микрокремнезема обладает этими качествами и проявляет устойчивость к воздействию целого ряда веществ. Долгосрочные полевые испытания показали, что по своей потенциальной устойчивости к сульфатам он равен сульфатостойкому портландцементу.

Пластические свойства микрокремнезема

Опыт проводимой работы показал, что смесь бетона, составленная правильно, содержит не менее трехсот кг/м3 портландцемента и не менее десяти процентов микрокремнезема, а также не отличается по водопотребности в сравнение с обыкновенными смесями с тем же содержанием вяжущих составляющих.

Свежеприготовленная смесь бетона, на первый взгляд, кажется жесткой, но ее подавать насосом намного легче, а также отделывать и укладывать. Во время работы с микрокремнеземом наблюдалось  повышение удобообрабатываемости после того, как его долго перемешивали или проводили через бетононасос.

Мельчайшие частички микрокремнезема, когда рассеиваются по объёму, стабилизируют  и уплотняют смесь, значительно при этом снижая  расслоение и выступание воды. Если же смесь жирная, то это приведет к образованию трещин во время пластической усадки, так как  вода, которая испаряется не заменяется с поверхности водой выступающей. Именно поэтому, в ветреную или жаркую погоду нужно уделять внимание выдерживанию и защите бетона.

Экономическое обоснование применения микрокремнезема

Применение микрокремнезема в массовом строительстве также позволяет экономить до 40% цемента без ухудшения характеристик бетона и сокращать расход тепловой энергии при тепловлажной обработке изделий.

На практике 1кг микрокремнезема дает такой же эффект прочности, как и 4-5 кг обычного портландцемента. Улучшаются такие характеристики бетона, как прочность сцепления, прочность на сжатие, химическая стойкость, морозостойкость и износостойкость. Значительно снижается проницаемость. Все это увеличивает срок службы бетона.

Основные показатели бетонов с использованием микрокремнезема

— Стойкость к истираемости.
— Уменьшенный до 200-450 кг/м3 расход цемента.
— Повышенная антикоррозионная стойкость. Добавление микрокремнезема
снижает водопроницаемость на 50% , повышает сульфатостойкость на 100%.
— Низкая проницаемость для воды и газов W12-W16.
— Морозостойкость F200-F600 (до F1000 со специальными добавками).
— Повышенная долговечность (морозостойкость, стойкость к сульфатам и хлоридной агрессии,
воздействию слабых кислот, морской воды и повышенной до 400 °С температуры).
— Высокопрочные (прочность на сжатие 60-80 МПа) и сверхвысокопрочные
(прочность на сжатие выше 80 МПа) бетоны, в т. ч. мелкозернистые.
— Бетоны с высокой ранней прочностью при твердении в нормальных условиях
(25-40 МПа в сутки).
— Высокоподвижные (ОК=22-24 см) бетонные смеси повышенной
связности — нерасслаиваемости.