9.3.3. Наполнители

Наполнителями называют порошкообразные материалы, части­цы которых соизмеримы с частицами вяжущего вещества. Как и заполнители, они могут быть неорганическими и органическими, непременным элементом в составе которых является углерод; при­родными и искусственными; простыми по химическому составу и сложными. Частицы наполнителя могут быть также пластинчаты­ми, волокнистыми. Размер частиц обычно от 10 до 100 мкм и не бо­лее 1—2 мм.

Наполнители совместно с вяжущим веществом участвуют в фор­мировании микроструктуры матричной части и контактных зон в конгломератах. Тесному контакту этих двух компонентов в общей смеси способствуют механические, тепловые, ультразвуковые и дру­гие способы обработки. Нередко сложно разграничить их функции в работе микро- или макроконгломерата. Обладая огромным потен­циалом поверхностной энергии, наполнители становятся активны­ми компонентами при отвердевании вяжущих веществ в процессе формирования структуры и свойств материала. Конкретный харак­тер функций наполнителя зависит от разновидности вяжущего ве­щества. Однако можно выделить ряд сравнительно общих функций наполнителей: заполнение пор в микроструктуре без вступления в химические взаимосвязи с компонентами; увеличение водоудержи-вающей способности порошкообразного вяжущего вещества при использовании его в строительных растворах, укладываемых по по­ристому основанию, например в кирпичной кладке; перевод боль­шей части органического вяжущего вещества из объемного в пле­ночное состояние с равномерным распределением его по высокоразвитой поверхности наполнителя для улучшения тепломе­ханических свойств; развитие зоны контакта между крупнозерни­стыми компонентами конгломерата; снижение теплового напряже­ния в материале, появляющегося за счет значительного различия в коэффициентах температурного расширения вяжущего вещества и заполнителя; улучшение некоторых специальных свойств конгломе­рата, например повышение огнестойкости, снижение истираемости и т. п.; удешевление материала за счет частичной замены дорогосто­ящего вяжущего местным дешевым наполнителем при сохранении качества на необходимом уровне. Могут быть у наполнителя и дру­гие, нередко комплексные, функции. Так, например, он может вы­полнять роль твердого эмульгатора в пастообразных строительных материалах, порообразователя в обжиговых ИСК с выгоранием ор­ганического наполнителя, понизителя яркости тона в красочных со­ставах с пигментами при удешевлении готового материала и т. п.

При большом многообразии функций наполнителя общим у каждого остается то, что в структуре конгломерата не теряется его индивидуальность, сохраняются специфические свойства компо­нента.

К наполнителям для применения в различных материалах отно­сятся известняковые, доломитовые и другие природные порошки осадочных пород, тонкоизмельченные горные породы и минералы вулканического происхождения, порошки помола керамического боя, шамота, шлака и других отходов промышленности, асбестовые отходы производства, древесная мука (для пластмасс), зола-унос, колошниковая пыль и др. Для выбора необходимого наполнителя и определения его количества производятся лабораторные испытания как чистого вяжущего, так и вяжущего с наполнителем при сравне­нии их показателей при оптимальных структурах. Сравнением вели­чин экстремумов свойств устанавливают степень эффективности на­полнителя, рациональное содержание его в вяжущем веществе и ИСК.