Микрокремнезем

Микрокремнезем - это ультрадисперсный материал, состоящий из частиц сферической формы, получаемый в процессе газоочистки технологических печей при производстве кремнийсодержащих сплавов. Микрокремнезем обладает уникальной способностью позитивно влиять на свойства бетона, улучшая его качественные характеристики. Тысячи сферических микрочастиц окружают каждое зерно цемента, тем самым уплотняя цементный раствор, заполняя пустоты прочными продуктами гидратации и улучшая сцепление с заполнителями, гораздо эффективнее, чем другие минеральные добавки, такие как цеолитовый туф, доменный и котельный шлак [23].

Таблица 11 - Химический состав МКУ-85, % масс. [23]
SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	Na2O	K2O	C	S
91,0%	0,7%	0,7%	0,9%	1,0%	0,6%	1,2%	1,0%	0,3%

Таблица 12 - Химический состав микрокремнезема Elcem MS-968, % масс. [24]
SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	Na2O	K2O	C
96,5%	0,7%	0,3%	0,4%	0,5%	0,3%	0,85%	0,8%	0,5%

Преимущества, получаемые при применении микрокремнезема:

• Нарастание прочности. Микрокремнезем может обеспечить увеличение прочности при сжатии. Полученный бетон по сравнению с обычным бетоном будет имееть намного большую прочность, ограничивающим фактором является только прочность заполнителя;

• Проницаемость. Пуццолановые сферические микрочастицы значительно уменьшают капиллярную пористость и проницаемость бетона благодаря эффекту заполнения пор. Из-за того что микрокремнезем оказывает большее влияние на проницаемость, чем на прочность, бетон, в состав которого будет входить микрокремнезем, будет гораздо менее проницаемым, чем бетон на обычном портландцементе с эквивалентной прочностью [23];

• Морозостойкость. Повышенная плотность и низкая проницаемость бетона, в состав которого входит микрокремнезем, обеспечивает высокую морозостойкость. Несовместимости микрокремнезема с воздухововлекающими добавками не наблюдается;

• Химическое воздействие. Известно, что низкое содержание свободной извести и низкая проницаемость повышают устойчивость бетона к агрессивным веществам. Бетон, в состав которого входит микрокремнезем, обладает этими качествами и проявляет прекрасную устойчивость к воздействию целого ряда веществ [23].

Карбид кремния и электрокорунд

Карбид кремния и электрокорунд используются в качестве заполнителей. Общеизвестно, что введение заполнителей позволяет резко сократить расход цемента, который в свою очередь является наиболее дорогим компонентом. Помимо этого, заполнители улучшают технические свойства бетона. Жесткий скелет из высокопрочного заполнителя увеличивает прочность и модуль деформации бетона, уменьшает деформацию конструкций под нагрузкой, а так же ползучесть бетона - необратимые деформации, возникающие при длительном действии нагрузки. Так же заполнитель уменьшает усадку бетона, тем самым позволяет получить более долговечный материал. Заполнитель воспринимает усадочные напряжения и в несколько раз уменьшает усадку бетона по сравнению с усадкой цементного камня [25].

Таблица 13 - Химический состав электрокорунда и карбида кремния [26]
Массовая доля, % масс.	Электрокорунд ЗК-95	Карбид кремния
, не менее	95,0	-
, не менее	-	97,0
, не более	1,0	0,3
, не более	-	0,5

Алюмомагниевая шпинель АR-78

Таблица 14. Химический состав шпинели AR-78 [27]
Оксид	Содержание, % масс.
Al2O3	74,0
MgO	22,5
CaO	0,2
SiO2	0,1
Na2O	0,1
Fe2O3	0,2

Шамот МКС-72

Таблица 15. Химический состав шамота МКС-72 [28]
Оксид	Содержание, % масс.
Al2O3, не менее	72,0
Fe2O3, не более	1,5

3.2 Методы исследования

3.2.1. Определение прочности при сжатии

Определение прочности при сжатии проводилось на гидравлическом прессе 500 КН YIMC109, показанном на рисунке 12. Перед испытанием образцы подвергались визуальному осмотру, для установления наличия дефектов в виде трещин, сколов ребер, а так же недоуплотнения бетонной смеси и следов расслоения. В случае необходимости, опорные грани кубов выравнивались шлифованием, для обеспечения отсутствия отклонения граней, прилегающих к плитам пресса. После подготовки куб устанавливался одной из выбранных граней на нижнюю опорную плиту пресса центрально относительно его продольной оси. Далее совмещалась верхняя плита пресса с верхней опорной гранью образца так, чтобы их плоскости полностью прилегали друг к другу. Образец нагружали до разрушения при постоянной скорости нарастания нагрузки (0,6±0,2) МПа/с. Полученные результаты заносились в журнал. Погрешность измерения ± 0,1 МПа.

Рисунок 12 - Пресс гидравлический 500 КН YIMC109