Инертные минеральные добавки

Инертными минеральными добавками называются добавки минерального происхождения, в обычных условиях лишь не­значительно химически взаимодействующие с основным веще­ством портландцемента в процессе твердения.

В качестве инертных минеральных добавок чаще других, ис­пользуют известняк и кварцевый песок.

Введение инертных минеральных добавок в количестве до 10 % по массе не ухудшает существенно свойства портланд­цемента, в некоторых случаях может их улучшать.

Замена 10 % клинкера значительно более дешевой, не под­верженной обжигу добавкой снижает себестоимость портланд­цемента и энергетические затраты на его производство.

Действующими стандартами введение инертных минераль­ных добавок в большинство разновидностей портландцементов не допускается.

При значительном изменении условий твердения от нор­мальных (соответствующих поверхности земли) инертные до­бавки могут стать активными. Кварц становится активной до­бавкой при температурах выше 60 °С.

Инертные минеральные добавки увеличивают подвижность цементного раствора и снижают его седиментационную устой­чивость.

Активные минеральные добавки

Активные минеральные добавки в существенном количестве содержат вещества, способные к химическому взаимодействию с основным веществом портландцемента в процессе твердения.

Активность минеральных добавок определяют по способно­сти затвердевать после затворения водной смеси порошка до­бавки с гидратной известью Са(ОН)₂, причем затвердевшее на воздухе тесто должно продолжать твердеть под водой.

Большинство активных минеральных добавок носит кислый характер и химически взаимодействует с гидроксидом кальция Са(ОН)₂, выделяемым портландцементом в процессе твер­дения.

Природные активные минеральные добавки подразделяются на добавки осадочного происхождения — диатомиты, трепелы, опоки (содержат в основном SiO₂), глиежи —глины естественно жженые (содержат SiO₂ и А1₂О₃) и вулканического происхож­дения—вулканические пеплы, туфы, пемзы, трассы и др. (со­держат SiO₂ и А1₂Оз).

В качестве активных минеральных добавок техногенного происхождения используются главным образом промышленные отходы — металлургические шлаки, пылевидные топливные золы, нефелиновый шлам.

Чаще других вводят доменные гранулированные шлаки и опоки. Активные минеральные добавки осадочного происхожде­ния при их массовой доле в портландцементе более 5 % ухуд­шают подвижность цементного раствора и повышают седиментационную устойчивость. Цементы с этими добавками хуже со­храняют свои свойства при длительном хранении. Металлурги­ческие шлаки улучшают подвижность, но снижают седиментационную устойчивость при содержании более 10 % по массе. Все активные минеральные добавки повышают коррозионную стойкость портландцемента в сульфатных водах, а добавка шлака — к магнезиальной коррозии. Чем больше содержится минеральных добавок в портландцементе, тем меньше выделя­ется тепла в начальной стадии твердения.

Пластифицирующие добавки. В качестве добавок-пласти­фикаторов, вводимых на стадии помола, применяются поверх­ностно-активные вещества (ПАВ), такие как лигносульфонаты кальция, аммония, натрия (например, в виде сульфит-спиртовой барды — ССБ, сульфит-дрожжевой бражки — СДБ) и др. Содержание пластифицирующих добавок — менее 1% к массе портландцемента. Пластифицирующие добавки вводят для улучшения подвижности цементных растворов и бетонов.

Пластифицирующие добавки могут вызывать вспенивание цементного раствора при приготовлении.

Гидрофобизирующие добавки вводятся для улучшения со­хранности цемента при длительном хранении. В качестве гидрофобизирующих добавок применяют асидол (0,1%), мылонафт (0,2 %), олеиновую кислоту (0,1 %).

Добавки — ускорители твердения. При помоле портландце­мента могут вводиться также добавки для ускорения твердения, например, кренты, обожженные алуниты и каолины, сульфоалюминатно- и сульфоферритосиликатные продукты, массовая доля которых не превышает 5 %. Указанные добавки действуют в основном как затравки и подложки для кристаллизации мине­ралов цементного камня.