Метакаолин применение в бетоне
Обновлено: 13.05.2024
ГОСТ Р 59536-2021
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МЕТАКАОЛИН ДЛЯ БЕТОНОВ И СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ
Metakaolin for concretes and mortars. Specifications
Дата введения 2021-09-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им.А.А.Гвоздева (НИИЖБ им.А.А.Гвоздева), АО "НИЦ "Строительство"
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
4 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих стандартов:
- ЕН 934-2:2001* "Добавки для бетона, строительного раствора и штукатурки. Часть 2. Добавки для бетона. Определение, требования, соответствия, маркировки, обозначение" (EN 934-2:2001 "Admixtures for concrete, mortar and grout. Part 2. Concrete admixtures. Definitions, requirements, conformity, marking and labeling", NEQ);
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.
- ACTM Д5370-14 "Пуццолановые смеси в строительстве. Технические условия" (ASTM D5370-14 "Standard Specification for Pozzolanic Blended Materials in Construction Applications", NEQ)
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
Введение
Настоящий стандарт разработан в развитие ГОСТ 24211-2008 "Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия", ГОСТ Р 56592-2015 "Добавки минеральные для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия", ГОСТ Р 56593-2015 "Добавки минеральные для бетонов и строительных растворов. Методы испытаний" с учетом большого опыта применения метакаолина и модификаторов органоминеральных класса Б по ГОСТ Р 56178 на его основе в строительном производстве.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на метакаолин, предназначенный для направленного регулирования свойств бетонных и растворных смесей, бетонов и строительных растворов (далее - бетоны и растворы) с применением вяжущих на основе портландцементного клинкера.
Настоящий стандарт устанавливает:
- нормативные значения показателей качества метакаолина, методы их контроля и оценки соответствия полученных значений показателей качества требованиям настоящего стандарта, безопасности и охраны окружающей среды при его производстве и применении, правила приемки, транспортирования и хранения;
- указания по применению метакаолина;
- сроки гарантийных обязательств производителей метакаолина.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.1.007 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.4.011 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация
ГОСТ 12.4.021 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования
ГОСТ 12.4.028 Система стандартов безопасности труда. Респираторы ШБ-1 "Лепесток". Технические условия
ГОСТ 12.4.034 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Классификация и маркировка
ГОСТ 12.4.103 Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная защитная, средства индивидуальной защиты ног и рук. Классификация
ГОСТ 12.4.153 Система стандартов безопасности труда. Очки защитные. Номенклатура показателей качества
ГОСТ 310.3-76 Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема
ГОСТ 310.4 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии
ГОСТ 2226 Мешки из бумаги и комбинированных материалов. Общие технические условия
ГОСТ 2642.3 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Методы определения оксида кремния (IV)
ГОСТ 2642.4 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Методы определения оксида алюминия
ГОСТ 2991 Ящики дощатые неразборные для грузов массой до 500 кг. Общие технические условия
ГОСТ 4233 Реактивы. Натрий хлористый. Технические условия
ГОСТ 4234 Реактивы. Калий хлористый. Технические условия
ГОСТ 4530 Реактивы. Кальций углекислый. Технические условия
ГОСТ 5382-2019 Цементы и материалы цементного производства. Методы химического анализа
ГОСТ 5833 Реактивы. Сахароза. Технические условия
ГОСТ 6139 Песок для испытаний цемента. Технические условия
ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний
ГОСТ 10178 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия
ГОСТ 10180 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
ГОСТ 18573 Ящики деревянные для продукции химической промышленности. Технические условия
ГОСТ 19433 Грузы опасные. Классификация и маркировка
ГОСТ 19609.13 Каолин обогащенный. Метод определения потери массы при прокаливании
ГОСТ 21286 Каолин обогащенный для керамических изделий. Технические условия
ГОСТ 21650 Средства скрепления тарно-штучных грузов в транспортных пакетах. Общие требования
ГОСТ 22266 Цементы сульфатостойкие. Технические условия
ГОСТ 23732 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия
ГОСТ 24211 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия
ГОСТ 24597 Пакеты тарно-штучных грузов. Основные параметры и размеры
ГОСТ 25192 Бетоны. Классификация и общие технические требования
ГОСТ 25336 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры
ГОСТ 25485 Бетоны ячеистые. Общие технические условия
ГОСТ 25820 Бетоны легкие. Технические условия
ГОСТ 26633 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия
ГОСТ 26663 Пакеты транспортные. Формирование с применением средств пакетирования. Общие технические требования
ГОСТ 27707 Огнеупоры неформованные. Методы определения зернового состава
ГОСТ 28013 Растворы строительные. Общие технические условия
ГОСТ 28584 Огнеупоры и огнеупорное сырье. Метод определения влаги
ГОСТ 29251 (ИСО 385-1-84) Посуда лабораторная стеклянная. Бюретки. Часть 1. Общие требования
ГОСТ 30108 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов
ГОСТ 30459-2003 Добавки для бетонов и строительных растворов. Определение и оценка эффективности
ГОСТ 31108 Цементы общестроительные. Технические условия
ГОСТ 31357 Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Общие технические условия
ГОСТ 31914 Бетоны высокопрочные тяжелые и мелкозернистые для монолитных конструкций. Правила контроля и оценки качества
ГОСТ 33757 Поддоны плоские деревянные. Технические условия
ГОСТ Р 53228 Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания
ГОСТ Р 56178 Модификаторы органо-минеральные типа МБ для бетонов, строительных растворов и сухих смесей. Технические условия
ГОСТ Р 56592 Добавки минеральные для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия
ГОСТ Р 56593-2015 Добавки минеральные для бетонов и строительных растворов. Методы испытаний
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 24211, ГОСТ 25192, ГОСТ Р 56178, ГОСТ Р 56592, ГОСТ 31357, а также следующие термины с соответствующими определениями:
Высокоактивный метакаолин (ВМК) – это искусственно изготовленная пуццолановая добавка, обладающая наиболее высокой активностью среди имеющихся на рынке активных минеральных добавок.
Преимущества применения высокоактивного метакаолина в бетонах и сухих строительных смесях
В частности, метакаолин способен связать извести примерно в 2,5 раза больше, чем широко применяемый в стройиндустрии микрокремнезем (МК). Основной отличительной особенностью метакаолина от микрокремнезема является его химическая природа.
В отличие от МК, метакаолин является смесью активного кремнезема и глинозема почти в равных пропорциях, т.е., является не силикатным, а алюмосиликатным пуццоланом. Кстати, изначально, пуццолана – та самая, что дала название современным активным минеральным добавкам и применявшаяся древними римлянами еще до нашей эры, позволившая им возводить постройки, сохранившиеся сквозь тысячелетия до нашего времени, представляла собой именно алюмосиликатный вулканический материал.
Особенности метакаолина
Итак, метакаолин наряду с микрокремнезем является высокоактивной пуццолановой добавкой в бетоны и растворы. При этом его характеризует целый ряд особенностей. Рассмотрим их кратко. Метакаолин является термически обработанным каолином. При этом, он наследует от каолина многие его полезные физические свойства, в частности:
• Метакаолин обладает светлым цветом (обычно от белого до кремового). Это свойство делает метакаолин практически безальтернативным материалом для модификации составов на основе белых и цветных цементов, с целью повышения их атмосферостойкости, водонепроницаемости и, как следствие, долговечности.
• По своей форме метакаолин представляет пластинчатые частицы среднего размера порядка 1-2 микрон. Эти частицы примерно на порядок мельче частиц портландцемента, прекрасно достраивая его гранулометрию.
Поэтому, введение метакаолина в цементные бетоны позволяет:
• Повысить пластичность и удобоукладываемость бетонных смесей.
• Облегчить отделку бетонных поверхностей методами затирки и заглаживания, благодаря отсутствию липкости бетона к инструменту и хорошей тиксотропии.
• Существенно снизить расход суперпластификаторов, необходимых для компенсации загущающего эффекта при введении тонкодисперсной добавки к цементу. В частности, при рациональном подборе дозировки метакаолина и пластификатора, удобоукладываемость бетона с метакаолином может оказаться даже выше удобоукладываемости бетона того же состава с тем же количеством пластификатора, но без метакаолина.
В части экономии цемента, что является особенно насущным в последнее время в связи с его резким подорожанием, метакаолин проявляет поистине синергетические свойства с пластификаторами. Ниже приведен график, показывающий равноподвижные бетонные смеси с равным водовяжущим отношением (т.е., практически равнопрочные). Непрерывные кривые показывают, какую экономию бездобавочного цемента позволяют обеспечить пластификаторы при различной дозировке.
На графиках показана эффективность нафталинсульфонатформальдегидного суперпластификатора «С-3» (Россия) и поликарбоксилатного гиперпластификатора FOX-8H (Китай-Канада).
Пунктирные линии показывают эффективность пластификаторов в смеси, в которой 10% ПЦ замещено метакаолином.
Данные графика отчетливо показывают, что замещение части цемента метакаолином позволяет существенно снизить количество пластификатора, требуемое для достижения заданного уровня экономии вяжущего, либо обеспечивает большую экономию вяжущего при той же дозировке пластификатора.
Если рассмотреть эти же данные с экономической точки зрения, то очевидно, что сочетание ВМК и высокоэффективного поликарбоксилатного гиперпластификатора обеспечивает повышение качества бетона при одновременном снижении его себестоимости.
В таблице и на диаграмме представлена стоимость цемента, песка, метакаолина и пластификатора на кубометр бетона (то есть, стоимсоть кубометра бетона без учета стоимости щебня).
Итак, стоимость бетона с добавлением метакаолина и FOX-8H ниже контрольного состава на 325 руб/м.куб.
При этом, улучшаются такие свойства бетона, как:
• его непроницаемость, химической стойкость – за счет введения пуццолановой добавки;
• снижаются усадочные деформации, ползучесть под нагрузкой и повышается трещиностойкость – за счет снижения количества вяжущего.
Здесь следует сделать оговорку. Эффективность различных пластификаторов в смесях, содержащих метакаолин различна. В частности, нафталинсульфонатные суперпластификаторы (широко известный С-3) значительно снижают свою эффективность в присутствии ВМК. В то же время, другие виды пластификаторов, в частности, лигносульфонатные, меламиноформальдегидные и поликарбоксилатные, показывают высокую пластифицирующую способность на составах с применением метакаолина.
Высокое содержание активного глинозема обусловливает химические особенности этой добавки.
• Глинозем способен связывать в несколько раз больше извести по сравнению с кремнеземом, что и обусловливает более высокую пуццоланическую активность метакаолина по сравнению с МК.
• Помимо связывания щелочноземельных металлов (гидроокисей кальция и магния), метакаолин способен надежно связывать и щелочи, содержащиеся в портландцементе, либо попадающие в бетон с добавками (в частности, противоморозными) или извне (например, антиобледенительные составы). Это обеспечивает надежную защиту бетонных конструкций от таких проблем, как силикатно-щелочная реакция, а так же выделение щелочей на поверхности изделий в виде высолов, ухудшающих внешний вид изделий и конструкций.
Метакаолин является основным компонентом нового типа вяжущих веществ под общим названием «геополимеры». Эти новые экологически чистые вяжущие, обладают целым комплексом уникальных свойств, таких как: высокая прочность и стойкость в различных средах, высокая непроницаемость даже для радионуклидов, прекрасная адгезия к различным материалам, прекрасная термостойкость. Механизм действия этих вяжущих как раз основан на способности силиката алюминия вступать в химическое взаимодействие со щелочами и щелочными силикатами. Задолго до появления красивого термина «геополимеры», в России такие составы называли «щелочно активированные алюмосиликаты».
Алюминатная составляющая метакаолина способна активно взаимодействовать с гипсом, содержащимся в портландцементе, либо добавляемым специально в цементные составы. Контролируемое образование эттрингита на ранних этапах твердения бетонов и растворов позволяет существенно снижать усадочные деформации и даже получать безусадочные и расширяющиеся составы.
Области применения метакаолина:
Перечисленные выше особенности метакаолина определяют следующие основные области его применения.
Тяжелые бетоны, в том числе, высокопрочные и самоуплотняющиеся. Снижение дозировки цемента при производстве бетонов всегда являлось целевой функцией задачи оптимизации состава бетонной смеси. Это важно как с экономической точки зрения, что особенно актуально в последнее время, в связи с интенсивным ростом цен на цемент, так и с точки зрения повышения характеристик бетонов, в частности, снижения их ползучести и усадочных деформаций.
В сочетании с применением высокоэффективных пластификаторов, метакаолин позволяет существенно снизить количество цемента в рецептурах бетонов, особенно, в бетонах с повышенными требованиями к водонепроницаемости и морозостойкости. Опыт показывает, что уже при дозировке 2% к ПЦ метакаолин значительно повышает водонепроницаемость получаемых составов.
При этом, в рецептурах высокопрочных бетонов, снижение требуемого количества метакаолина и суперпластификаторов по сравнению с составами, содержащими МК ведет к дополнительному снижению себестоимости рецептур. Обычная дозировка ВМК — 3-5% к ПЦ.
Преимущества:
• Повышение ранней и конечной прочности и непроницаемости
• Повышение седиментационной стойкости
• Улучшение пластичности и перекачиваемости Легкие бетоны, в том числе, ячеистые бетоны пониженной плотности Введение метакаолина в рецептуры ячеистобетонных смесей позволяет повысить прочность ячеистых бетонов при заданной плотности, или снизить плотность при заданной прочности. Это обусловлено двумя факторами:
• Улучшение структуры пены за счет содержания тонкодисперсных пластинчатых частиц.
• Повысить прочность межпоровых перегородок за счет повышения прочности цементного камня.
Имеется положительный опыт применения метакаолина и в автоклавных ячеистых бетонах. В этом случае, применение ВМК позволяет стабилизировать сроки схватывания газобетона, позволяя облегчить выбор времени резки монолита на блоки при помощи струны.
Составы на основе ГЦПВ (штукатурные составы, ровнители для полов)
Для надежного предотвращения неконтролируемого оразования эттрингита в ГЦПВ составах, достаточно введения 10% метакаолина к содержащемуся в ГЦПВ портландцементу. Это приводит к дозировке ВМК всего лишь в количестве 1-2% ко всей рецептуре состава. Такие низкие дозировки метакаолина в сочетании со снижением требуемого количества суперпластификатора обеспечивают хороший экономический эффект в ГЦПВ рецептурах.
В рецептурах самовыравнивающихся смесей метакаолин существенно улучшает стойкость смеси к расслоению, повышая, тем самым ее качество. Это так же верно и для цементных самовыравнивающихся смесей.
Цементно-известковые составы
Цементно-известковые штукатурки очень популярны благодаря высокой пластичности и технологичности. Замена части извести (до 50%) в этих составах на метакаолин позволяет повысить прочность и атмосферостойкость этих штукатурок без ухудшения их технологичности. При этом, получаемые штукатурные составы обладают повышенными защитными свойствами к нижележащим слоям, водонепроницаемы и стойки к высолообразованию. Это позволяет формулировать высокоэффективные минеральные декоративные фасадные штукатурки, в том числе, на основе белого цемента.
Другие цементные составы
Высокая эффективность метакаолина в сочетании с высокой технологичностью получаемых с его применением составов, делают метакаолин прекрасным модификатором для материалов, поверхность которых отделывается методами затирки и заглаживания, в частности, ремонтных составов для бетона и материалов для устройства бетонных покрытий полов (упрочнителей), в затирочных составах для межплиточных швов и др.
Материалы на других видах вяжущих
Метакаолин проявляет поистине потрясающую универсальность, и позволяет значительно повышать водостойкость материалов на других видах вяжущих, в частности:
• На основе магнезиального вяжущего — метакаолин позволяет не только повысить водостойкость этого вяжущего, но и частично решить проблему нестабильности состава применяемого сырья, связывая содержащиеся в нем известь, щелочи и гидроокись магния, образующуюся при медленной гидратации «пережженного» магнезита.
• На основе силикатных связок — вспомним те самые «геополимеры». метакаолин способен реагировать со щелочными силикатами с образованием водостойких соединений.
• В термоизоляционных составах на основе ВГЦ, метакаолин позволяет повысить термостойкость составов (остаточную прочность после прокаливания). Известные проблемы Опыт применения метакаолина нашими клиентами не всегда был положителен. Иногда клиенты жалуются на то, что им не удается получить ожидаемых результатов от своих составов. Анализ неудачных опытов применения метакаолина позволил нам сделать следующие выводы:
• Равно как и МК, ВМК, являясь тонкодисперсным порошком, склонным к флокуляции, требует обязательного введения в рецептуру эффективного диспергатора (пластифиамтора), а так же применения методов перемешивания, обеспечивающих равномерное распределение ВМК в смеси и его диспергирование.
• Несмотря на многие рекомендации зарубежных производителей вводить метакаолин в дозировках до 20%, наш опыт показал, что для этого продукта выражение «Кашу маслом не испортишь» вряд ли верно. То есть, передозировка ВМК может сказаться на снижении прочности бетона (раствора), что может объясняться двумя факторами:
• При недостатке извести и других материалов в бетоне (растворе), с которыми мог бы прореагировать ВМК, он становится инертным наполнителем, который только снижает прочность составов.
• Высокие дозировки ВМК существенно изменяют гранулометрию всего состава. Избыток тонкодисперсной фракции так же негативно сказывается на структуре бетонов и растворов, и способен снизить их прочностные характеристики.
Пишу диплом.
Но больше интересует реальное применение. Очень волнует то что разброс большой по прочности.
Думаю тема актуальна для сегоднешней цены на цемент )))
Лучшие ответы в теме
[QUOTE]Больше интересует его применение [/QUOTE] При производстве высокотехнологичных бетонов (80Мпа и более) Кроме микрокремнезема, часто используют другие мелкодисперсные наполнители (метакаолин, фонолит, пульверизованную летучую золу, известняковую муку, кремнистые и другие микронаполнители. По использованию некоторых из них на последней конференции Популярное бетоноведение было представлено несколько интересных докладов. Использование этих наполнителей для обычных бетонов во многом за.
| Цитата |
|---|
| никто не юзает метакаолин |
Молодой человек, Вы что хотите спросить - о свойствах метаколина, о применении мелкодисперсных наполнителей при производстве высокопрочных бетонов или о вариациях прочности при производстве бетона, чем они обусловлены. Практически на все эти вопросы Вы найдете ответы если не на сайте, то в электронной библиотеке. Если Вы чего то не понимаете то спрашивайте конкретнее. А для диплома более перспективна не очень заезженная тема о применении наномодификаторов. Ведущие предприятия их только начали применять.
Желаю успехов в учебе.
Спасибо за ответ Александр.
Литература по каолину имеется )) не в этом дело. Да и основной эффект дает он не от тем что он микронаполнитель а своей пуццолановой активностью которая позволяет связать известь.
А то что он микронаполнитель это дает большую подвижность и плотность . а минеральные его свойства дают устойчивосьть к агресивной среде . но жто не важно. Больше интересует его применение в практике .
к примеру вычитал в статье что С-3 в его составе теряет свою пластифицирующую эффективность . и что лучше всего использовать СП на основе поликарбоксилатов .
| Цитата |
|---|
| вариациях прочности при производстве бетона, чем они обусловлены |
| Цитата |
|---|
| Больше интересует его применение |
Общеизвестно, что цемент, суперпластификатор (особенно поликарбаксилаты) и мелкодисперсные заполнители не всегда сочетаются друг с другом.
Теперь конкретно по применению метакаолина. Несмотря на относительно высокую пуццолановую активность (750 -760 мг СаО/г образца) он имеет относительно малую удельную поверхность ( порядка 6,8 кв.м/г) и плотность 2200 кг/куб.м.
К недостатком использования метакаолина можно отнести недостаточную текучесть и подвижность бетона на основе метакаолина, чем подвижность бетона даже на основе портландцемента. К достоинствам –метакаолин вызывает гидратацию цемента и ускоряет его затвердевание, цементное тесто с примесью метакаолина имеет более мелкопористую структуру, чем обычное цементное тесто, что повышает прочность и морозостойкость бетона. Наиболее перспективно использовать метакаолин с мелкодисперсным шлаком.
Метакаолин – высокоактивный пуццолановый минерал, а шлак латентный гидравлический минерал. И метакаолин и мелкодисперсный шлак вступают в реакцию с портлантидом, с образованием вторичного C-S-H геля, уплотняющего микроструктуру.
Конечно, более перспективно использовать в качестве суперпластификатора поликарбаксилаты. Но их использование требует предварительной проверки на совместимость и оценки экономической эффективности.
Теперь о вариациях прочности. Они обусловлены недостатками метакаолина ( я надеюсь, что контролируется влажность заполнителей и реология) - слабая подвижность бетонной смеси. Для эффективного использования требуется интенсивные смесители и контроль в/ц отношения в процессе перемешивания бетонной смеси – желательно с использованием микроволновых датчиков влажности. Об этом я уже писал в разделе «задай вопрос..»
Я надеюсь, что ответил на Ваш вопрос.
Спасибо!, но не совсем. теории то много а вот промышленной практики мало ((( те нету почти вообще
| Цитата |
|---|
| Теперь конкретно по применению метакаолина. Несмотря на относительно высокую пуццолановую активность (750 -760 мг СаО/г образца) он имеет относительно малую удельную поверхность ( порядка 6,8 кв.м/г) и плотность 2200 кг/куб.м. |
активность 1000 мг на 1 гр извести
про поверхность не скажу а вот плотность там лишний 0, 220кг .
да и поликарбоксилаты, напротив с нимим эффективность самая высокая на сколько верить литературе .
Вот интресная литературка "Метакаолін в будівельних розчинах і бутонах": Монографія - Видавництво КНУБіА 2007 -216 с. авторы Дворкин, Лушникова, Рунова, Троян
Я на Универсале (релаксол) делал подборы . там очень с дозировкой кака. чуть воды туда сюда и перебор.
Многие знают, что микрокремнезем и метакаолин часто применяется строителями при возведении высокопрочных бетонных конструкций. А у самоделкиных?
Сегодня поговорим о возможности использования микрокремнезема и метакаолина в работах с бетоном на приусадебном участке при изготовлении различного декора из искусственного камня.
С О Д Е Р Ж А Н И Е
- Краткое описание и сравнение микрокремнезема и метакаолина.
- Микрокремнезем и метакаолин в бетонных работах для декора сада.
- Недостатки и особенности в работах с активными добавками в бетон.
Краткое описание и сравнение микрокремнезема и метакаолина
Микрокремнезем и метакаолин являются активными пуццолановыми добавками в бетон.
Улучшение свойств бетона осуществляется за счет их реакции с известью, которая выделяется цементом при его взаимодействии с водой.
При этом в растворе образуются нерастворимые в ней соединения.
Микрокремнезем в отличие от метакаолина является отходом производства кремнесодержащих элементов.
Метакаолин — это экологичный материал. Он производится из чистых каолинов.
Микрокремнезем более нестабилен по своим свойствам: по цвету (оттенки серого), по активности, по водопотребности.
Метакаолин в этом отношении имеет лучшие характеристики. У него цвет более светлый и в зависимости от места производства может быть белым, розовым или серо-белым.
Активность кремнеземов определяется количеством извести (в мг), нейтрализуемой 1г добавки.
Так у микрокремнезема она составляет примерно 400 мг, а у метакаолина — около 1000 мг.
Из этого следует, что дозировка метакаолина может быть уменьшина примерно в 2 раза по сравнению с микрокремнеземом.
Размеры частиц микрокремнезема очень маленькие (0,01 …0,1 мкм) и имеют сферическую форму.
У метакаолина они пластинчатые и размер в пределах 1…5 мкм.
За счет такой формы у метакаолина значительно выше удельная поверхность и соответственно его активность. В среднем она составляет 12…13 тыс. см 2 /г.
Для сравнения можно привести значения удельной поверхности некоторых составляющих бетонной смеси. У тонкомолотого цемента (высоких марок) — 4500 см 2 /г, у доломитовой муки — 2900 см 2 /г, у молотого кварцевого песка — 1000 см 2 /г.
При серийном производстве бетона применение более дорогого метакаолина по сравнению с микрокремнеземом оправдано за счет меньшей его дозировки.
Несколько другой подход к выбору активной добавки имеет место при работах, связанных с производством единичных изделий на приусадебном участке. И об этом в следующем разделе статьи.
Микрокремнезем и метакаолин в бетонных работах для декора сада
При изготовлении бетонных конструкций на загородном участке таких, как искусственные скалы, скульптуры, фигуры животных и т.д., необходимо иметь раствор более липкий по сравнению с тем, который используется при домостроении или производстве бетонных плиток.
При строительстве фундаментов и полов важным параметром является текучесть бетонной смеси. Высокое ее значение позволяет ускорить и упростить работы. Этим руководствуются при выборе добавок в сочетании с применением суперпластификаторов.
В статье про изготовление дорожки вокруг бассейна и искусственной скалы около него для увеличения липкости раствора использовался сухой латекс или редиспергируемый порошок.
Но такое же влияние на раствор оказывает и микрокремнезем.
Этот эффект обусловлен очень маленьким размером его частиц (0,01…0,1 мкм).
В готовых сухих строительных смесях для того, чтобы уменьшить липкость раствора, добавляют дополнительные ингредиенты.
При работе в саду и самостоятельном приготовлении смеси эти добавки не используются.
Повышенная липкость раствора позволяет работать на вертикальных и поверхностях с отрицательным углом наклона.
Поскольку микрокремнезем имеет не стабильные параметры (так же как использование с большим числовым значением эфиров целлюлозы) самоделкиным необходимо подбирать дозировки в индивидуальном порядке. Но это в свою очередь позволяет получить уникальные свойства пластичного декоративного бетона.
Недостатки и особенности в работах с активными добавками в бетон
Кроме большого количества положительных свойств у микрокремнезема и метакаолина есть ряд моментов, которые необходимо учитывать при работе с этими добавками.
- При недостатке цемента в бетонной смеси микрокремнезем и метакаолин превращаются из активных составляющих в инертные и снижают прочность бетона. Это происходит примерно так же, как при передозировке железоокисного пигмента.
- При применении активных добавок необходимо использовать высокоскоростной смеситель для более равномерного распределения добавки в растворе. Вопрос какой смеситель выбрать и как его использовать, рассматривался в соответствующей статье.
- Если использовать микрокремнезем и метакаолин для получения мелкозернистого бетона с высокой текучестью (с целью ухода от вибрирования), необходимо вводить в смесь высокоэффективные пластификаторы.
Чем же отличается бетон для поделок от обычного строительного бетона? Какие бывают составы бетона для поделок и творчества? Как лучше окрасить бетонные изделия?
Сегодня попробуем их объединить и систематизировать для удобства пользования имеющимися материалами.
Для начала маленькое отступление. В тексте кроме понятия «бетон для поделок» или «декор из бетона» будет встречаться «цемент для поделок» или «декор из цемента».
Отличие в том, что в последних отсутствует наполнитель крупной фракции. Это щебень, гравий, каменная крошка и крупный песок (более 2,5 мм).
Такой бетон для декора в основном подходит для оснований или первого слой крупных изделий.
Кроме того, каменная крошка применяется и на поверхности малых архитектурных форм при использовании метода «мытый бетон«.
Также в этой статье не будут рассмотрены полимерные бетоны, включающие в свой состав смолу.
С О Д Е Р Ж А Н И Е
- Чем отличается бетон для поделок и в в чем его сходство со строительными смесями.
- Как подготовить простую смесь для поделки из бетона.
- Качественный бетон для поделок с профессиональными добавками.
- Про бетон и химию.
- Формула Фуллера для расчета наполнителей бетонного декора — гранулометрия.
- Цветной бетон для поделок или окраска поделок из бетона.
Чем отличается бетон для поделок и в чем его сходство со строительными смесями
Само понятие «бетон для поделок» подразумевает под собой работу любителя или начинающего ремесленника.
В первую очередь, в таком случае, имеется необходимость использования самых простых и доступных материалов.
К ним относятся: цемент, кварцевый песок, мел, цементный клей и штукатурка, клей ПВА и КМЦ. Кроме того, в качестве пластификатора обычно используют любое моющее средство.
Мел и обойный клей КМЦ мы уже использовали для приготовления рецепта самой дешевой массы для лепки. При этом особенно актуально и важно было найти замену постоянно используемых в обществе ремесленников пищевых ингредиентов.
В промышленных строительных цементных смесях обычно присутствует цемент и кварцевый песок. Последний часто заменяется на каменную муку. В нее входит зола, доломитовая или мраморная мука и мел.
Клей ПВА, КМЦ и глину в сухие строительный смеси никогда не включают. Они ухудшают параметры готового продукта.
Вместо них используют надежные ингредиенты в виде различных редиспергируемых порошков (РПП) и эфиров целлюлозы (ЭЦ).
Для усиления характеристик в смесь добавляют эфиры крахмала. Более подробно об этом изложено в статье «Скульптурный бетон«.
В дополнение, в качестве примера, базовый состав цементной штукатурки для наружных работ. Следовательно, такой же состав можно включать и в бетон для поделок.
♦ Цемент М500 — 35%, известковая мука — 60%, гашеная известь — 5%, ЭЦ — 0,3%, РПП — 0,7%.
Известняковая мука может состоять из следующих ингредиентов:
♦ Мел, доломитовая мука — 30%, зола — 15% и тальк — 15%.
Гашеная известь служит для ускорения твердения и увеличения пластичности раствора.
Без извести цементная штукатурка на поверхности без арматуры обычно сползает.
РПП увеличивает адгезию (липкость).
ЭЦ хорошо удерживают воду в нанесенном растворе. Это позволяет равномерно застывать и избегать образования трещин.
Как подготовить простую смесь для поделки из бетона
Еще раз вспоминаем, что бетон — это цементная смесь с крупным наполнителем. На загородном участке такой бетон чаще всего используется для изготовления больших плит для садовых дорожек.
Бетон или цементная смесь для небольших поделок включает мелкий и средний песок (до 2,5 мм) и различный цемент.
В первую очередь, их соотношение зависит от марки цемента. Чем выше марка (М500, М600), тем меньше частицы цемента. Активность возрастает, так как увеличивается их площадь. Но, при этом растет и стоимость цемента. Следовательно, надо искать золотую середину.
В то же время цемента высокой марки для смеси нужно меньше. В результате соотношение цемент — песок может быть разным: 1:3, 1:2, 1:1, 2:1. Причем, чем больше цемента, тем выше пластичность раствора.
Как уже ранее упоминалось, многие мастера для поделок используют бетон, в состав которого включают клей ПВА, гипс и жидкие гвозди.
К чему это может привести и какие могут быть последствия? Об этом можно прочитать в статье «Декоративный бетон, химия и состав«.
Сторонники этих добавок приводят примеры многолетнего использования таких поделок из бетона. Но умалчивают при этом о количествах пройденных переходов температуры окружающей среды через 0°С. А, например, клей ПВА выдерживает, со слов его разработчиков, не более 4-5 циклов замораживания-размораживания.
В теплых районах страны таких проблем, наверное, не бывает.
Цементный клей, КМЦ, гипс и глина
Некоторые добавляют к цементно-песчаной смеси готовый цементный клей. В результате, это улучшает ее параметры. Такой бетон для поделок будет более пластичным, липким и удобным для лепки.
В первую очередь, это возможно благодаря добавкам ЭЦ, РПП и других ингредиентов из цементного клея.
Процент включения этих добавок небольшой. Но автор просит соблюдать осторожность в дозировках. Таким образом, значительно ограничивается возможность применения этого состава.
В конце концов каждый при желании может это проверить самостоятельно.
Меньше, но используется для крупных изделий состав бетона с добавкой большого количества глины (до 15%). Соотношение цемента и песка — 1:2. В качестве пластификатора — жидкое мыло (около 2%).
Такой бетон для поделок получается более рыхлым. Прочность уменьшается. Но использование арматурной металлической сетки компенсирует этот недостаток.
В то же время пористая поверхность лучше впитывает краску. Таким образом цветное покрытие дольше служит и лучше защищает бетон от влаги.
Качественный бетон для поделок с профессиональными добавками
Судя по отзывам и письмам читателей существует большой интерес к использованию в поделках из бетона профессиональных ингредиентов.
К перечисленным ранее можно добавить разные фибры . Чаще всего используются полипропиленовые.
В результате прочность изделия значительно повышается. Уменьшается стекание с вертикальной поверхности. Выступающие из готового изделия волоски легко снимаются феном или газовой горелкой.
Если бетон для поделок кроме лепки необходимо использовать для качественной отливки, то без современного пластификатора не обойтись.
Гиперпластификаторы четвертого поколения позволяют изготовить тонкостенные прочные изделия. Например, плитки под кирпич из мелкозернистого бетона. Также в этом помог и белый цемент.
Такой же похожий состав используется при изготовлении пустотелого ангела.
Он отлит методом вращения в ранее изготовленной силиконовой форме. Процесс аналогичен отливке из гипса.
Малоизвестная добавка — белая сажа . По своей активности она похожа на микрокремнезем и метакаолин. А по другим характеристикам на ЭЦ.
Наиболее примечательно еще одно ее свойство. Она помогает удерживать в массе пигмент. Он не вымывается. Это позволяет увеличивать дозу пигмента. В результате получается более яркая окраска.
В дополнение к положительным свойствам: белая сажа защищает раствор от расслоения.
Про бетон и химию
Добавки очень важны. Но, в первую очередь, надо соблюдать точность в составлении смеси и количестве воды.
Об этом, о составе цемента, о влиянии температуры на скорость твердения и прочность можно прочитать статью «Прочный бетон и химия«.
Также важен еще один ингредиент — наполнители . Точнее, их распределение.
Формула Фуллера для расчета наполнителей бетонного декора — гранулометрия
Чтобы бетон для поделок даже без добавок получился достаточно прочным, необходимо соблюдать одно очень важное правило.
Наполнители (каменная крошка, песок, мука) в смеси с цементом должны укладываться как можно плотнее.
Вес (в %) каждой фракции наполнителя определяется по формуле Фуллера:
d — максимальный размер гранулы наполнителя в каждой из фракций
D — максимальный размер фракции наполнителя, который нужно использовать.
Например, если используем щебень фракции 5,0…20,0 мм, то D=20 мм.
Не вдаваясь в подробности расчетов, оптимальный состав фракций наполнителей получается следующим:
Таким образом получаем примерное соотношение песка и щебня (больше 2,5 мм) ровное 1:2.
Почти такое же соотношение чаще всего используется многими на практике: Ц : П : Щ = 1 : 2 : 3,5.
О размерах добавок (мука, маршалит, микротальк и др.) можно прочитать в статье «Художественный бетон«.
Цветной бетон для поделок или окраска поделок из бетона
В первую очередь, что важно отметить:
- Не выгорают на солнце только железоокисные пигменты (ЖО).
- ЖО пигменты по-разному впитывают воду. Это надо учитывать.
- При наружной окраске бетона надо обязательно грунтовать поверхность.
- Для получения яркого и чистого цвета применяют белый цемент.
- Необходимый оттенок получают смешивая пигменты.
- На цвет бетона оказывают влияние не только пигменты, а также песок и добавки.
По последним двум пунктам проведен эксперимент.
Также как в испытаниях по применению белой сажи в черном бетоне, здесь она тоже участвовала.
В заключение еще одна ссылка. Какая краска по бетону лучше? Как можно приготовить ее самостоятельно? На эти вопросы есть ответы в статье «Краска для бетона«.
Читайте также: