Большинство бетонов являются поликомпонентными композиционными материалами, т.е. и матрица (непрерывная связка по структуре), и армирующий материал (прерывный по структуре) состоят не менее из двух фаз. Например, матрица, включающая: цемент, микронаполнитель и пластификатор, является поликомпонентной (3 компонента), а армирующий материал также является поликомпонентным, если включает декоративный щебень и песок (2 фазы).
Производить цементы (матрица для бетонов) с микронаполнителем начали еще в 90-х годах девятнадцатого столетия. Установлено, что при замене цемента до 15% карбонатным микронаполнителем с размерами частиц до 60 мкм к концу срока (28 суток) прочность цемента не снижается.
Как установлено исследователями, при нормальной температуре возникают карбоалюминаты 3Са∙Al2O3∙CaCo3∙11H2O и CaO∙Al2O3∙MgCO3∙11H2O, которые и способствуют частичной замене цемента карбонатным наполнителем, без снижения прочности.
Особый интерес представляют научные работы, направленные на активацию микронаполнителей химическим методом, т.е. путем обработки микронаполнителей (кварцевого песка, карбонатного микронаполнителя, золы ТЭС и др.) слабокислыми растворами минеральных и органических кислот.
Благодаря увеличению удельной поверхности карбонатного микронаполнителя до удельной поверхности цемента и выше 300-700 м3/кг, ученым удалось получить цементы низкой водопотребности «ЦНВ», причем с заменого цемента до 50% и выше. Такие матрицы (вяжущие) не требуют пластифицирующих добавок или их заменяют органические жидкости.
Роль пластифицирующих добавок для бетонов могут выполнять и органические добавки, имеющие щелочную среду, например, поливиниловый спирт, жидкие отходы от производства стирола, и другие органические жидкие добавки ГЖК-10 и другие.
Природа и химизм действия таких добавок пока изучена недостаточно. Применение отходов производства в составе композиционных смесей способствует охране окружающей среды и снижению себестоимости.
Автор: Афанасьева К.А., ТулГУ, г. Тула, Россия
