Чому необхідно додавати порошок кремнезему в бетон?

Чому потреба у воді або в’язкість зростає, коли до бетону додається кварцевий діоксид?

 

Дим кремнезему може значно підвищити продуктивність бетону, але він також збільшує потребу у воді та в’язкість. При використанні в невеликих кількостях кремнезем може покращити текучість бетону; однак у більших кількостях це може призвести до збільшення в’язкості та раннього розтріскування. Щоб запобігти розтріскуванням, необхідне правильне затвердіння та збалансоване поєднання з іншими матеріалами.

Кремнезем

Конкретне виконання

Раннє вікове розтріскування

Частинки кремнезему є гідрофільними і мають дуже велику площу поверхні. Кількість води, необхідна для змочування такої великої поверхні, відносно велика. Таким чином, із збільшенням вмісту кремнезему (більше 5%), потреба у воді або водоцементне співвідношення бетонної суміші буде збільшуватися, якщо потрібно досягти такої ж осідання. Подібним чином, якщо вміст води або водоцементне співвідношення залишається незмінним, бетон ставатиме все більш в’язким із збільшенням вмісту кремнезему. Щоб дійсно підвищити міцність і водонепроникність бетону без збільшення водоцементного відношення і досягти гарної оброблюваності, кремнезем, як правило, використовується в поєднанні з водовідновлювачами або суперпластифікаторами. Новий кремнеземний бетон має міцне зчеплення та не схильний до розшарування.

Коли вміст пилу кремнезему знаходиться у відносно низькому діапазоні, тобто в межах 5% цементних матеріалів, пил кремнезему може фактично знизити в'язкість бетонної суміші. У цьому випадку форма частинок пилу кремнезему (сферичні частинки) відіграє домінуючу роль, оскільки ефект «кулькопідшипника» сферичних частинок переважує ефект «вимоги до змочування води» високої питомої площі поверхні. Іншими словами, низька доза діоксиду кремнію не тільки підвищує міцність зв’язування бетонної суміші, але також покращує її текучість і знижує тиск закачування, що робить її дуже придатною для приготування бетону з високою легкоукладальністю або бетону, що самоущільнюється.

Чому кремнеземний бетон легко тріскається?

У практичному будівництві кремнеземний бетон часто вважається «схильним до розтріскування». Частково причиною є неадекватне розуміння характеристик кремнеземистого бетону та відсутність відповідних коригувань у контролі якості будівництва, наприклад, недостатній контроль якості затвердіння. Інша частина причини полягає в тому, що кремнезем зазвичай використовується в бетоні, який вимагає високих характеристик, таких як висока міцність, низька проникність і висока довговічність. Цей тип бетону має низьке водоцементне співвідношення та велику кількість цементних матеріалів, що може призвести до підвищеної чутливості до усадки та підвищення температури, що потенційно може призвести до тріщин. Крім того, кремнезем збільшує автогенну усадку в ранньому віці, роблячи бетон більш сприйнятливим до ранніх тріщин у обмежених умовах. Вплив кремнезему на розтріскування бетону в основному пов’язаний з тріщинами раннього віку (виникають протягом перших двох тижнів) і потребує аналізу з точки зору пластичної усадки, автогенної усадки та впливу температури.