Каменная мука

Источник: sibac.info

Какая каменная пыль лучше?
Прикармливание истощенной почвы смешанной каменной пылью можно сравнить с кормлением больного человека разнообразной нерафинированной натуральной пищей. Точно так же, как ни один вид пищи не является панацеей для человека, ни один конкретный тип каменной пыли не идеален для почвы. Действительно, достоинство ледникового гравия заключается в широком спектре горных пород, которые он содержит. Джон Хэмэкер советует использовать (по убывающей, с точки зрения эффективности): пыль ледникового гравия; пыль речного и морского гравия; смесь пыли горных камней.
В своей книге "Выживание цивилизации" Джон Хэмэкер предлагает использовать мелкоразмолотый ледниковый гравий, потому что именно с его помощью природа тысячелетиями создавала плодородные почвы. Ледниковый гравий, который является естественной смесью камней горных пород, создаст естественно сбалансированную почву, содержащую широкий спектр минералов. С этой точки зрения большой интерес представляют исследования, проведенные в Европе, где для обогащения почв использовались как каменная пыль одного вида гравия, так и комбинации горных пород, таких как базальт.

Хэмэкер утверждает, что "микроорганизмы сами выбирают, какие элементы включить в биологическую цепочку, и оставляют в грунте то, что не нужно — алюминий, кремний, железо, и т.д., находящиеся в избытке в каменной пыли." Далее он ссылается на "Керванские исследования биологических преобразований", согласно которым биологические организмы могут играть активную роль не только в отборе определенных элементов, но также и в их преобразовании для создания необходимых органических материалов там, где их не хватает. Хэмэкер говорит, "Пока почва pH-нейтральна или близка к этому, микроорганизмы контролируют то, что входит в состав корнеплода. Эти средства управления не срабатывают, если почва является кислой или в нее добавлены кислотные химикаты."

Компостирование с каменной пылью
Смешивание каменной пыли с органическими материалами при закладывании компоста является отличным способом решения множества проблем, в том числе ускорения процесса компостирования. Не забудьте добавить горсть земли, чтобы заселить в него микроорганизмы. Каменная пыль улучшает аэрацию и структуру компоста и, таким образом, предотвращает гниение. Каменная пыль ассимилируется в компосте еще быстрее, чем в истощенных почвах. Компост и каменная пыль являются симбиотической комбинацией: компост обеспечивает превосходную среду для "бурного роста микроорганизмов", а каменная пыль помогает не только произвести большее количество органического вещества, но так же, сохранить его и снизить интенсивность запаха. Добавьте 1-12 кг каменной пыли на кубометр компоста, если Вы делаете кучевое или "оконное" компостирование.


Кислотность почвы

Кислотность почвы (ее pH-фактор) должна измеряться ежегодно. Если почва является кислой, вместе с каменной пылью можно добавить размолотый известняк, чтобы привести pH-фактор почвы к нейтральному. Каменная пыль также отлично снижает кислотность почвы, но известняк — самое быстрое нейтрализующее средство для сельскохозяйственных почв. Известняк не рекомендуется использовать для лесов, поскольку здесь он на длительный срок разрушает систему, создающую перегной.

Насекомые в вашем саду
Быстро спасти урожай от насекомых помогает распыление очень мелкой каменной пыли непосредственно на растения и деревья. Как показали исследования в Германии, это очень эффективный способ против инвазии насекомых. Каменная пыль, рассыпанная вокруг сада, помогает защитить его от слизняков, а реминерализованные растения становятся устойчивыми к инвазиям насекомых в будущем, поскольку остановятся более здоровыми и более стойкими.

Как применять каменную пыль
Есть множество способов реминерализации почвы с помощью каменной пыли. Выбор метода зависит от масштабов хозяйства и ваших личных предпочтений. Каменная пыль может быть распылена вручную из тележки при помощи совка или впахана в землю c помощью мотоблока. Можно использовать сельскохозяйственный распылитель для извести, а если имеется оборудование со смесителем, можно использовать влажное распыление.
Фермер Джон Сандквист из Орегона, применяющий в своем хозяйстве только органические удобрения, для распыления каменой пыли использует разбрасыватель навоза, бендер-трактор или специальное устройство для внесения удобрений. Он также добавляет каменную пыль при изготовлении грунта для комнатных растений, состоящем из компоста, золы и торфяного мха.

Пропорции
Фермер вы или садовод — хороший урожай необходим уже в первый год после осенней обработки почвы каменной пылью. Урожай зависит от количества минералов, доступных для микроорганизмов, влажности почвы и объема инертного органического слоя почвы.
Если последние два фактора являются удовлетворительными, то около 7,5 тонн каменной пыли (на 1 гектар), которую необходимо смешать с верхним слоем (глубиной 10 см) почвы, должны дать хорошие результаты. Однако, я предпочитаю, приблизительно 25 тонн/га, смешанных с приблизительно 20 см почвенного слоя, так как одно применение устранит необходимость более частых распылений и даст высокий результат.
Таблица пропорций (Application Conversion Chart) поможет Вам определить сколько каменной пыли необходимо для Вашего участка.
Минимум — 7,5 тонн/га, оптимум — 25 тонн/га и 50 тонн/га для особенно сухой, истощенной почвы. Меньшее количество рекомендуется, если каменная пыль мельче, чем 200-меш (см. Таблицу измерения частиц: Particle Conversion Chart) и большее количество, если она намного крупнее, чем 200-меш.

Таблица пропорций
7.5 т/га = 750 кг/1000 кв.м = 75 кг/100 кв.м = 750 г/1 кв.м
25 т/га = 2.5 т/1000 кв.м = 250 кг/100 кв.м = 2.5 кг/1 кв.м
50 т/га = 5 т/1000 кв.м = 500 кг/100 кв.м = 5 кг/1 кв.м
 

Как найти поставщика каменной пыли?
Чтобы найти компании, измельчающие гравий в Вашем регионе, позвоните в ближайшую фирму, разрабатывающую каменный карьер (телефон можно найти в Желтых страницах под рубриками "Цементная оптовая торговля" или "Песок и гравий" или в интернете) и узнайте, какие виды гравия есть у них в наличии и каков размер частиц размолотой фракции (каменной пыли). Таблица измерения частиц показывает различные размеры фракции с диаметрами в микронах (тысячные части, мм) и их соответствующие размеры в меш ("меш" это число отверстий в фильтре приходящихся на один дюйм). Поскольку большая часть стоимости заложена в транспортировку, наличие у Вас грузовика было бы преимуществом. Совместная инициатива с друзьями и соседями также сократит Ваши издержки.

Чем мельче помол камня, тем более доступными будут минералы для микроорганизмов. Джон Хэмэкер использует термин "каменная пыль", имея ввиду пыль "90% которой пройдет через фильтр 200-меш."

Таблица измерения частиц
 РАЗМЕР ЧАСТИЦ ДИАМЕТР ЧАСТИЦ (в микронах)  МЕШ 
 
 Мелкий песок  250 — 100  50 — 125
 
 Очень мелкий песок  100 — 50  125 — 250
 
 Пыль  50 — 2   250 — 6000 
 Глина  2 или менее  6000 или более

Каково промышленное название продукта?
Он называется водный осадок, каменная пыль, каменная мука, шламовые отходы калибром менее 200-меш (75 микронов). Ищите материал, полученный в результате регулировки водоемов, который пробежался через винтовые или низконапорные плотины или смесь, полученную из систем пылеулавливания. Не покупайте песок, который используют для приготовления бетонных смесей, абразивный песок, песок для фильтров, кирпичный песок, лесс, поскольку он слишком груб.

Какой материал лучше всего?
Предпочтительней всего — ледниковый песок и гравий, которые содержат гетерогенную (разнообразную) комбинацию горных пород и минералов. Рекомендуется использовать и камни вулканического происхождения, такие как базальт, риолиты, и т.д. Большинство осадочных пород (известняк и доломит) используется для уравновешивания кислотности почвы и восполнения дефицита кальция и магния.

Тестирование каменной пыли
Несколько человек сообщили, что каменная пыль "не подействовала" вообще или имела только временный эффект. Они не описывают содержание смеси подробно, но, может быть, в том, что они называют "пылью", очень немного каменной пыли. Вот три простых и быстрых теста, которые можно выполнить дома.

  • ГОРШОЧНЫЙ ТЕСТ: Горшочный тест даст непосредственное, практическое доказательство того, что продукт сделает c почвой. Идея заключается в том, чтобы смешать каменную пыль с грунтом, поместить грунт в глиняный горшок и посадить туда редьку или другое быстрорастущее растение и наблюдать за его ростом. Джон Хэмэкер пишет: "Этот тест является самым убедительным аргументом. Каждый может сделать это. Нет никакой задержки — уже через 6 часов Вы можете получить бурный рост микроорганизмов. Взяв несколько глиняных горшков высотой 15 см, я заполнил их смесями земли и торфа в расчете 50 на 50, и 3-мя столовыми ложками с верхом каменной пыли. Результаты были удивительны!" Можно сравнить различные смеси или образцы каменной пыли в зависимости от того, что доступно в Вашем регионе. Для сравнения используйте несколько горшков c грунтом без каменной пыли. Можно также начать с маленьких грядок в саду (смешивайте каменную пыль с верхним слоем почвы) и сравнить урожай с этих грядок с остальным урожаем.


  • ТЕСТ “ОТДЕЛЕНИЕ СЛОЕВ”: Даже если Вы приобрели продукт, исходя из его калибровки, совсем не факт, что он удовлетворяет остальным условиям. Покупка 90% или даже 100% осадочной пыли калибра 200-меш и меньше может содержать только песок и ил, и совсем не содержать каменную пыль. Этот тест покажет, каков примерный объем каменной пыли в смеси путем осаждения ее в воде.  Наполните прозрачный стакан наполовину образцом смеси и налейте немного воды так, чтобы она закрывала смесь приблизительно на 5 см. Прикройте ладонью, энергично встряхните и оставьте отстаиваться на ночь. Пыль, ил и песок отделятся на три различных слоя с пылью наверху. Если оставить стакан на некоторое время, пока вода не испарится, то пыль (самый верхний слой) усохнет примерно в 3 раза и покажет более точный процент содержания в смеси. Если в смеси преимущественно песок, Вы сразу это увидите. Чем более грубый помол каменной пыли, тем она менее эффективна, и тем больше смеси будет необходимо для обработки почвы.
     
  • ТЕСТ “ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ”: Если смесь покупается на открытом воздухе, есть вероятность ее переувлажнения. Необходимо знать фактический сухой вес каменной пыли, для того, чтобы достаточно удобрить почву. Возьмите образец, взвесьте его, затем полностью высушите в духовке и повторно взвесьте. Этот тест покажет процент влажности смеси.

Химический анализ
В большинстве случаев, нет никакой необходимости делать лабораторный химический анализ каменной пыли. Горшковый тест и пробное выращивание быстрорастущих растений дадут более точную информацию с меньшим количеством расходов. В случаях, если есть сомнение относительно происхождения смеси, для того, чтобы быть уверенным, что она свободна от радиоактивных элементов и ядовитых индустриальных побочных продуктов необходим лабораторный тест. Возможно, что продавец уже делал такой анализ или имеет сертификат на продукцию. Если же нет, то можно заказать специальные тесты в независимых лабораториях.

Несколько подсказок от Хэмекера
"Может быть полезно следующее: я насыпал примерно 5 см мелкодисперсного песка в своем саду перед вспахиванием. Усвоение почвой песка займет долгое время и даст свои плоды уже после того, как каменная пыль будет усвоена. Я уверен, что это сыграло положительную роль в получении нами хорошего урожая. Непросеянный через калибратор песок (предпочтительно мелкий) из местного гравийного карьера намного более экономичен чем отгруженная издалека каменная пыль, в которой в итоге может оказаться только ил и мелкий песок.

Иногда в карьерах есть калибраторы и тогда можно измерить точный помол гравия. Если будет трудно найти идеальный помол — 90% проходящий через фильтр в 200-меш и мельче (консистенция муки), то может быть практичным использование смеси 20% проходящей через фильтр в 200-меш и по крайней мере 50% проходящий через фильтр в 100-меш. Таким образом, у Вас немедленно будет прекрасный материал, доступный для микроорганизмов в почве, а остальная часть смеси будет распадаться в течение некоторого времени. Если в карьере есть размалывающая машина, в этом случае можно специально попросить размолоть гравий помолом в 200-меш и мельче".
Эрозия почвы — эффект нехватки минералов, необходимых для поддержки организмов, живущих в ней и способствующих производству гумуса. Хэмэкер говорит, что "нехватка может быть обнаружена на любом участке земли и тогда необходимо внести каменную пыль в верхний слой почвы. После этого, микроорганизмы почвы начнут размножаться, и именно они предотвратят эрозию почвы, перерабатывая ее и удерживая против ветра и под дождем."
Для более полного понимания принципа реминерализации почв, прочитайте книгу "Выживание цивилизации" и результаты исследований, доступные в RTE, Inc.

Источник: rockdust-ru.livejournal.com

Значениетерминов «высокопрочный», «особо высокопрочный», «суперпрочный» бетон постоянноменялось. В практике строительства зданий и сооружений из железобетона в Россиимаксимальная прочность использованного высокопрочного бетона, по нашим данным,не превышала марки М1000.

Впрактике строительства из железобетона в США, Японии, Канады, Норвегии,Германии используются бетоны с прочностью 120–140 МПа. В лабораториях этихстран разработаны щебеночные и бесщебеночные тонкозернистыереакционно-порошковые бетоны из самоуплотняющихся смесей с прочностью 150–250МПа. Перспективы использования таких бетонов с чрезвычайно высокой прочностьюна растяжение и трещиностойкостью, которая обеспечиваются во всем объемеконструкций за счет использования тонкой и короткой арматуры (геометрическийфактор L/d = 30–60), будут постояннорасширяться. Хотя стоимость таких бетонов в 1,5–1,8 раза выше бетонов классовВ30–50, однако снижение объема бетона в конструкциях в 4–6 раз позволяетэкономить расход всех составляющих бетона в 2–3 раза.

Помимоэтого, во столько же раз снижаются транспортные расходы, значительно снижаетсямасса зданий и сооружений.

ВРоссии особо высокопрочные бетоны пока не востребованы. Нет условий для их полученияхотя есть высокопрочные горные породы, микрокремнезем и эффективныеотечественные и зарубежные супер- и гиперпластификаторы. Горнодобывающаяпромышленность не поставляет мытые высокопрочные заполнители фракции 3–10 или 3–12мм и обогащенные пески. Не освоено производство каменной муки с удельнойповерхностью 300–350 м2/кг. Бетоносмесительные цеха не имеютдостаточного количества расходных бункеров и не оборудованы высокоскоростнымисмесительными агрегатами.

Втеории отсутствует принципы подбора самоуплотняющихся бетонных смесей сраплывом конуса 55–60 см для получения особо высокопрочных фибробетонов. Неизучены необходимые реотехнологические свойства бетонных смесей.

Предложеннаяранее [2, 3] классификация реологических матриц для высокоподвижных и литых бетонныхсмесей, отличающихся различными масштабными уровнями и обеспечивающихминимальное предельное напряжение сдвига, позволяет сформулировать основныепринципы создания высокопрочных (ВПБ) и особо высокопрочных (ОВПБ) бетонов ссупер- и гиперпластификаторами, с каменной мукой и реакционноактивнымидобавками. Оптимальное соотношение компонентов в реологических матрицахбетонных смесей для бетонов общего назначения с каменной мукой с небольшими расходамипортландцемента также приводит к существенному повышению прочности [4].

Введение в бетонную смесь супер- игиперпластификаторов и реакционноактивных пуццолановых добавок микрокремнезема(МК) и микрометакаолина (ММК) — условие необходимое, но недостаточное длясоздания ВПБ и ОВПБ с прочностью 150–200 МПа. Используя суперразжижители вбетонах традиционных составов, обеспечивающих заполнение каркаса бетонамаксимальным количеством щебня, можно увеличить прочность бетона в «тощих»составах на 10–15 %, а в «жирных» — на 25–40 %. Добавляя МК или ММК, можносвязать до 20 % гидролизной извести из алита и белита и повысить прочностьбетона на 20–50 %. В итоге общее увеличение прочности может быть полуторо-двукратным.Используя для бетона М500 экономичный состав с соотношением компонентов Ц:П:Щ =1:1,5:2 при расходе цемента 500 кг с маркой его М550, можно при В/Ц=0,38 получить маркубетона 500. При введении суперпластификатора и снижении расхода воды до 20–25 %можно повысить прочность до 65–75 МПа. При введении МК в количестве 15–20% отмассы портландцемента можно из самоуплотняющихся бетонных смесей достигнутьпрочности бетона 80–100 МПа. Такое значение прочности является предельным длятрадиционных составов бетона. При этом концентрация твердой фазы, вычисляемаякак отношение суммы объемов цемента, песка и щебня к 1 м3 бетона, будеточень высокой и составит 85–89 % при водотвердом отношении бетонной смеси 0,072–0,090.

В статье[5] приводятся результаты испытания высокопрочного бетона, изготовленного сиспользованием ВНВ-100 активностью 92 МПа, мытого гранитного щебня, крупного пескаи МК. Бетон имел к 28 сут. нормального твердения прочность при сжатии всего 86МПа. Это является доказательством того, что дальнейшее повышение прочностиневозможно без кардинального изменения состава и топологической структурыбетона. Новая рецептура и структура высокопрочных бетонов должна увеличить объемреологической водно-дисперсной матрицы (Vдп) первого рода, состоящей из цемента,добавки МК и воды. Эта более объемная матрица должна обеспечить свободноеперемещение частиц песка в водно-дисперсной системе.

Повышениекоэффициента раздвижки зерен песка можно осуществить за счет добавления воды.Но это приводит к расслаиванию бетонной смеси и снижению прочности бетона.

Вбетонах нового поколения объем реологической матрицы необходимо увеличиватьдобавлением к цементу не только МК, но и дисперсных частиц каменной муки микрометрическогомасштабного уровня. При этом замена цемента каменной мукой, как правило, не всостоянии значительно увеличить объем дисперсной реологической матрицы, если истиннаяплотность горной породы незначительно уступает плотности портландцемента. Объемдисперсной матрицы может быть еще меньше, если замещающая некоторую долюцемента каменная мука, будучи более реологически активной в суспензии ссуперпластификатором, чем цементная суспензия, снизит количество воды. В этомслучае мука, обеспечивая более высокую гравитационную растекаемость приминимуме содержания воды, чем цементная суспензия, еще более понизит содержаниеводно-дисперсной системы за счет сокращения объема воды. При значительномдобавлении к цементу мука позволит существенно увеличить объем водно-дисперснойматрицы с высоким водоредуцирующим индексом (ВИ). ВИ большинствапортландцементов в суспензиях составляет 1,6–2,0 и редко выше. Некоторые видыкарбонатных и силицитовых каменных пород имеют ВИ = 2–4, а отдельные оксиды — до4–6. Смеси цемента с некоторыми видами каменной муки обладают синергетическим действием(соразжижением), и их суспензии обеспечивают реологический индекс 2–3, то есть двух-трехкратноеуменьшение количества воды при сохранении текучести с предельным напряжениемсдвига 5–10 Па.

Второйважный для обеспечения «высокой» реологии бетонных смесей для высокопрочных бетоновфактор — увеличение подвижности за счет увеличения объема цементно-водно-песчанойреологической матрицы Каменная мукавторого уровня. Онадолжна обеспечить свободное перемещение зерен щебня в цементно-песчаной(растворной) смеси, то есть необходима существенная раздвижка зерен щебня.

Прирасчете состава бетона по методу абсолютных объемов достижение рациональнойреологии обеспечивается увеличением прослойки цементного теста между частицамипеска и прослойки цементно-песчаного раствора между зернами щебня. В формулахрасчета состава бетона это учитывается коэффициентом раздвижки зерен щебня Каменная мука,который варьирует от 1,1 до 1,5. Сделать коэффициент раздвижки выше 1,5 можноза счет увеличения доли песка или объема цементного теста. В первом случаебетон становится «запесоченным», с пониженной прочностью. Во втором — бетонстановится более дорогим из-за значительного снижения доли щебня, увеличениясодержания цемента.

Длявысокопрочных бетонов повышение количества цемента на 10–20 % свыше 500 кг/м3является неизбежным. Соответственно, необходимо увеличить долю каменной муки, атакже МК или ММК, чтобы уменьшить содержание щебня и песка.

Такимобразом, топологическая структура высокопрочных и особо высокопрочных бетоновпринципиально должна отличаться от структуры бетонов общего назначения марок300–600, имеющих компактную упаковку зерен песка в цементом тесте и зерен щебняв цементно-песчаном растворе. В этой структуре принцип непрерывнойгранулометрии щебня, «незыблемый» для традиционных бетонов, не является обязательным.Иными словами, бетон должен быть с «плавающей» структурой песка и щебня, тоесть малопесчаным и малощебеночным.

Введем в качестве критериальных параметров такойструктуры критерий избытка Каменная мукаабсолютного объемовреологической дисперсной матрицы Каменная муканад абсолютным объемомпеска и критерий избытка Каменная мукаобъема реологической цементно-дисперсно-песчанойматрицы Каменная муканад объемом щебня:

Каменная мука, (1)

Каменная мука, (2)

гдеКаменная мука— абсолютные объемы цемента,каменной муки, МК, песка, щебня и воды соответственно.

Объемыкомпонентов на 1 м3в рецептуре обычных и высокопрочных бетонов представлены на рис. 1.

Каменная мукаКаменная мука

Рис. 1. Объемы компонентов на 1 м3 в рецептуреобычного (а) и высокопрочного (б) бетонов

Проведеннымиисследованиями установлено, что если в обычных бетонах Каменная мукаварьируется от 1,2 до1,6, Каменная мука— от 1,15 до 1,5, тодля ВПБ и ОВПБ Каменная мукаизменяется от 3,0 до3,5, а Каменная мука— от 2,2 до 2,5. Вотдельных высокопрочных бетонах значения этих критериев могут быть еще больше: Каменная мука=3,5–3,9, Каменная мука=3,0–3,5.

В табл.1 представлены расчеты критериев Каменная мукаи Каменная мукадля ВПБ, ОВПБ ибетонов общего назначения. Составы дисперсно-армированных ВПБ (составы 1–3),изготовленных из бетонной смеси с использованием кварцевой муки и МК с осадкойбольшого конуса (немецкий стандарт) 55–60 мм и прочностные показатели бетоноввзяты из статьи [6]. Состав бетона повышенной прочности (состав 4),изготовленного из бетонной смеси на ВНВ-100 (содержание СП не указывается) с 10% МК от массы цемента, взяты из статьи [5].


№ состава

Расход материалов на 1 м3, кг/л

В/Ц

В/Ц+Д

Каменная мука бетонной смеси, кг/м3 (без

фибры)

Объемы матриц, л

Каменная мука

Каменная мука

Rсж, МПа, НУ

Rсж, МПа,ТО

Ц

П

Щ

Добавка (Д)

Ф

В

СП

МК

КМ*

Каменная мука**

Каменная мука**

1

630***

203

433

166,5

867

289

158***

60,8

197

82,2

192

24,6

151

151

8,0

0,24

0,153

2449

3,04

2,33

155-172

182–184

2

580***

188

354

136

711

237

177

73,7

325

125

194

24,9

163

163

9,2

0,28

0,150

2383

527

663,7

3,9

3,53

191–202

3

722***

233

425

163

850

283

181

69,6

118

49

192

24,6

157

157

8,0

0,22

0,154

2430

509

672

3,12

2,37

192–210

4

569****

183

617

233

901

334

57

24

194

194

ВНВ

0,34

0,31

2338

301

634

1,72

1,90

86,0

5

500•

161

620

234

1132

419

180

180

4,0

0,36

341

575

1,46

1,37

69,5

6

450•

145

616

232

1140

422

50•

22

180

180

5,2

0,40

0,36

347

579

1,49

1,37

73,4

7

400

129

600

230

1150

426

200

200

0,50

2350

329

559

1,43

1,31

32,0

8

400

129

692

266

1134

420

168

168

4,0

0,40

2394

303

569

1,14

1,35

38,0

Таблица 1. Сравнение составов высокопрочных и обычных бетонов ианализ реологических матриц

Примечания:

1. Составы бетона с метакаолином приведены в [1].

2. Расчет критериев Каменная мукаи Каменная мукавыполнен по формулам1 и 2.

3. Составы 1–3и их прочностные показатели приведены в [6].

4. Состав 4и его значение прочности приведены в [5].


Бетон общего назначения (составы 7,8)без и с СП, с увеличением расхода песка на 10 % и без уменьшения расхода щебняна 10%, с уменьшенным расходом воды, в соответствие с ранними рекомендациямиНИИЖБ (для уменьшения расслаиваемости), изготовлены нами.

Какследует из таблицы, все ВПБ [6] имеют высокие значения Каменная мукаи Каменная муказа счет значительногодобавления МК и каменной муки (КМ).

В бетонах, изготовленных только с дисперснойдобавкой МК [5] объемы реологических матриц при солидном расходе цемента хоть иувеличились в 1,7–1,9 раз по сравнению с бетонами общего назначения, носущественно ниже, чем должны быть в структуре супербетонов. Таким образом,цемент низкой водопотребности, который обычно обеспечивает в суспензии высокий ВИ(по нашим исследованиям, 2,1–2,5), не в состоянии сделать бетон высокопрочным.Поэтому для достижения высокой прочности бетона на ВНВ его необходимо такжеиспользовать с добавкой каменной муки для создания рациональной топологическойструктуры бетона, а не только обеспечить высокий разжижающий эффект СП вВНВ. Разжижающая способность суперпластификатора в ВНВ высокая, а объема дисперснойфазы для обеспечения свободного перемещения частиц песка и зерен щебня вдостаточном количестве не имеется. Для бетонов высокой прочности болееэффективны не ВНВ-100, а ВНВ-60–70, содержание которых в бетоне должна быть 900–1000кг на 1 м3бетона.

Встатье [1] приведены составы бетонов, один из которых изготовлен с СП (состав5), а другой с СП и метакаолином (состав 6), замещающим 10 % цемента. Какследует из таблицы, замена портландцемента метакаолином позволила повыситьпрочность бетона лишь на 6 % по сравнению с контрольным. Критерии Каменная мукаи Каменная мукапрактически остались натом же уровне, что и в обычном бетоне без СП с прочностью 32 МПа.

Такимобразом, можно сделать следующие выводы.

1. Кардинальноеповышение прочности бетонов с суперпластификаторами от марки 1000 до марки 1500–2000при активности цемента 500–550 достигается рационально подобранным составом имногокомпонентностью бетона, а также за счет рациональной реологии идополнительного синтеза гидросиликатов в капиллярно-пористой структурецементного камня.

2. Улучшениереологии путем существенного разжижения цементно-водной матрицы обеспечивается использованиемэффективных супер- и гиперпластификаторов и значительным водопонижением вбетонных смесях.

3. Использованиеэффективных супер- и гиперпластификаторов для повышения прочности бетоноврационных составов, содержащих 400–500 кг цемента, является условиемнеобходимым, но недостаточным вследствие ограниченного содержанияцементно-водной матрицы, определяющей реологию гравитационного течения щебеночныхбетонных смесей.

4. Увеличениеобъема цементно-водной матрицы, а вместе с ней и прочности, можно достигнутьповышением содержания цемента до 800–1000 кг на 1 м3 бетона. Однакотакие бетоны с пониженным содержанием крупного заполнителя являются сильно усадочными,нетрещиностойкими и недолговечными. Они обладают повышенной ползучестью.

5. Дляувеличения объема тонкодисперсной реологической матрицы в бетонных смесяхнеобходимо добавлять к цементу значительное количество каменной муки, повышаяее долю до 50–70 % и более к массе цемента. Такая матрица, кардинально меняющаясостав и топологическую структуру бетона, превращая бетон в малопесчаный, обеспечитсвободное перемещение частиц песка в минерально-водно-цементной системе.

6. Невсякая каменная мука может быть использована для увеличения объема реологическойматрицы из дисперсных частиц микрометрического уровня. Каменная мука должнабыть реологически активной в суспензии с суперпластификатором и обеспечиватьболее высокую гравитационную растекаемость (текучесть под действиемсобственного веса), чем цементная суспензия. Реологические свойства такойсуспензии должны обеспечивать высокий водоредуцирующий индекс при водопонижениис сохранением текучести.

7. Водоредуцирующийиндекс (ВИ) в пластифицированной суспензии каменной муки, оцениваемый приравной текучести с непластифицированной, равный ВИ=Вн/Вп,где Вн и Вп — водосодержание муки без СП и с СП в % кмассе муки, должен быть не менее 2,0–2,2. Уменьшение расхода воды в большеечисло раз является гарантией достижения высокой объемной концентрации твердойфазы в объеме саморастекающейся бетонной смеси.

8. Высокаяреологическая активность каменной муки должна обеспечивать высокую (болеевысокую) активность смеси «цемент — мука» в их суспензии ссуперпластификатором. При этом возможно как синергетическое усиление эффектадействия суперпластификаторов, так и антагонистическое, приводящее кводосодержанию более высокому, чем по правилу аддитивности. При выборе каменноймуки предпочтение отдается той, которая хорошо сочетается в паре спортландцементом, обеспечивая гравитационное течение в бинарнойводно-минеральной дисперсии с минимальным количеством воды (14–18 %) и наименьшимпределом текучести (5–10 МПа).

9.Реализация более высокой прочности за счет синтеза дополнительного количествагидросиликатов в структуре бетона достигается добавками активного МК, ММК или кислойзолы мультициклонов (с минимальным количеством несгоревших остатков), доля которыхсоставляет 10–30 % и зависит от содержания портландцемента.

10.Высокодисперсные активные добавки не должны иметь открытой пористости в отличиеот природных капиллярно-пористых пуццолановых добавок (трепел, опока, диатомити т. п.). При такой микроструктуре они усиливают реологическую активностьминерально-водно-цементной матрицы за счет размещения частиц нанометрическогомасштабного уровня (100–1000 нм) во вмещающих пустотах портландцемента и мукимикрометрического масштабного уровня. Такое взаимосочетание размеров определяетпринцип оптимальной гранулометриипортландцементно-минерально-микрокремнеземистой порошковой смеси и усиливаютвзвешивающую способность матрицы для частиц песка, исключающей расслоение.

11.Увеличение количества портландцемента для высокопрочных бетонов на 20–30 %, посравнению с общепринятыми расходами 500–600 кг для марок 400–500 неизбежно. Всвязи с этим при расходах цемента 600–700 кг, каменной муки 300–500 кг имикрокремнезема 100–200 кг на 1 м3 бетонной смеси общая массаминерально-портландцементного порошка составит 1000–1100 кг, а песка и щебня — 1200–1300кг. Таким образом, ВПБ и ОВПБ всегда должны быть малопесчаными и малощебеночными,то есть с «плавающей» структурой песка в дисперсной матрице и щебня взернисто-дисперсной матрице.

12.Структура и топология ВПБ и ОВПБ отличается от структуры обычного бетонапревращением доли зернисто-щебеночной компоненты обычных бетонов в дисперснуюкомпоненту ВПБ и ОВПБ. Такое изменение структуры состава бетонной смесиобеспечивает не только значительное снижение сопротивления свободному перемещениючастиц песка и щебня в реологических матрицах с различными масштабнымиуровнями, но и высокую плотность дисперсной матрицы с незначительными усадочнымидеформациями и ползучестью под нагрузкой.

13.Важными критериями состава структуры и топологии бетонных смесей для ВПБ и ОВПБявляются критерии избытка Каменная мукаабсолютного объемареологической дисперсной матрицы Каменная муканад объемом песка Каменная мукаи избытка Каменная мука— абсолютного объемареологической цементно-минерально-песчанной матрицы Каменная муканад объемом щебня Каменная мука. При этом Каменная мукадолжен находится впределах 3,0–3,5 , а Каменная мука— 2,3–2,5. В бетонахвысокой прочности с содержанием МК до 30–35 %, подвергаемых продолжительнойтепловой обработке, Каменная мукаможет повышаться до3,8–4,0, Каменная мука— до 3,0–3,5.

14.Каменная мука для изготовления ВПБ и ОВПБ должна изготавливаться из прочных иплотных горных пород для исключения капиллярного поглощения раствора СП иобезвоживания бетонной смеси в процессе ее приготовления и укладки.

15.Щебень для изготовления бетонов должен обладать высокой прочностью.Предпочтительна фракция щебня 3–10 или 3–12 мм с минимальным количествомлещадных и игловатых частиц.

16.Приготовление качественных бетонных смесей связано с правильно выбраннойпроцедурой смешения компонентов и высокоинтенсивным перемешиванием компонентов.Для уменьшения энергии на перемешивание целесообразно использовать смесители спеременной скоростью вращения и специальных лопастей малого диаметра. Длямикрооднородного смешивания компонентов бетонной смеси целесообразноиспользовать бетоносмесители немецкой формы «Eirich».

17. Саморастекающаяся и самоуплотняющаяся бетоннаясмесь для ВПБ и ОВПБ обладает после укладки и начального твердения высокойаутогенной усадкой, величина которой может достигать 0,8–1,0 мм/м и более.Причина ее связана не с испарением воды, а с повышенной химической контракцией иконтракцией, связанной с более плотной адсорбцией молекул воды на частицахдисперсной фазы, содержание которой значительно выше, чем в обычных бетонах.Этот процесс определяет формирование высокой плотности и прочности.

18.В процессе интенсивного перемешивания бетонной смеси с суперпластификаторомнеизбежно вовлечение пузырьков воздуха. После укладки бетонной смеси воздушныепузырьки частично удаляются из объема под действием сил Архимеда. В связи сбыстрым образованием в поверхности изделий, контактирующих с воздухом, плотногослоя необходимо покрывать изделие пленкой, препятствующей испарению воды и немешающей удалению пузырьков воздуха.

19.Отформованные изделия из бетонных смесей для ВПБ и ОВПБ в большей степени нуждаютсяв защите от обезвоживания в связи с малым содержанием воды.

20. Для получения пропаренных изделий с болеевысокой прочностью (200–250 МПа) долю МК можно увеличить до 30 % и использоватькварцевую муку. В этом случае могут быть использованы жесткие режимы тепловойобработки (до 90–95 °С) с большой продолжительностью изотермии (до 24–36 ч).

21. Высокая прочность на осевое сжатие ВПБ и ОВПБ(а вместе с ней и высокая хрупкость и непропорционально низкая прочность наосевое растяжение) открывает широкие возможности для дисперсного армированиятаких бетонов короткой и тонкой высокопрочной арматурой при низких объемныхстепенях армирования. Это позволяет получать ВПБ и ОВПБ с прочностью на осевоерастяжение 10–12 МПа и на растяжение при изгибе 20–40 МПа.

Литература:

1. ДворкинЛ. И., Лушникова Н. В. Свойства высокопрочных бетонов с добавкой метакаолина //Химические и минеральные добавки в бетон. — Харьков: Колорит, 2005. — С. 78–83.

2. КалашниковВ. И. Через рациональную реологию — в будущее бетонов — 1. Тонкодисперсныереологические матрицы и порошковые бетоны нового поколения // Технологиибетонов. — 2007. — № 5. — С. 8–10.

3. КалашниковВ. И. Через рациональную реологию — в будущее бетонов — 2. Виды реологическихматриц в бетонной смеси, стратегия повышения прочности бетона нового поколения// Технологии бетонов. — 2007. — № 6. — С. 8–11.

4. КалашниковВ. И. Через рациональную реологию — в будущее бетонов — 3. От высокопрочных иособовысокопрочных бетонов будущего к суперпластифицированным бетонам общегоназначения настоящего // Технологии бетонов. — 2008. — № 1. — С. 22–26.

5. ФаликманВ. Р., Калашников О. О. «Внутренний уход» за особовысокопрочными быстротвердеющимибетонами // Технологии бетонов. — 2006. — № 5. — С. 46–47.

6. Schmidt M. et al. Ultra-Hochfester Beton: Perspektive fur die Betonfertigteilingindustrial // Betonwerk+Fertigtal-Technik. — 2003. — № 3. — S. 16–29.

Источник: AllBeton.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector