МИКРОНАПОЛНИТЕЛЬ В БЕТОНАХ ИЛИ О ФИЛОСОВСКОМ КАМНЕ

Рязанец
Опытный профессиональный эксперт
Сообщения: 3051
Зарегистрирован: Пн май 21, 2007 11:11 am
Город: Рязань
Откуда: Рязань
Контактная информация:

МИКРОНАПОЛНИТЕЛЬ В БЕТОНАХ ИЛИ О ФИЛОСОВСКОМ КАМНЕ

Непрочитанное сообщение Рязанец » Сб ноя 01, 2014 7:54 pm

Погуглил я - погуглил по разным закоулкам интернета, где обсуждаются однородные темы по гранулометрии цементов и порошков, да и решился поделиться своими мыслями о том же, как результатом многолетних изысканий в том своего "филосовского камня" :idea: .
Изъясняться буду простым человечьим языком.
Сперва о том, зачем вообще нам нужно хоть что-то знать о гранулометрии.
Это нам надо для того, чтобы не ухайдокать лишнее кол-во цемента на куб бетона и получить при этом необходимые характеристики его. Вот это прежде всего. Самое дорогое в бетоне - это вяжущее ( цемент). И к нему так же применимы все принципы "упаковки". И чем плотнее зерна цемента уложены в тесте, тем прочнее цементный камень. Иными словами - чем плотнее тесто, тем прочнее будет камень. Если мы позволим ему иметь лишние воздушные поры (допустим излишнюю пустотность), то такой камень будет с уже заложенными в него деформационными зачатками разрушений. Так что - чем плотнее тесто, тем прочнее. У любого сыпучего порошка есть свой предел уплотнения за которым все-равно есть в его объеме минимальная, но пустотность. И лучше заполнить ВСЮ эту оставшуюся (или конкрентно-полученную) пустоту водой, чем допустить среди ея воздух. Хотя бы так уже начинается соблюдение максимальной плотности теста - вода плотнее воздуха (уже плюс) и она, в отличии от воздуха (что важно) позволяет размещаться в занимаемом ею объеме хоть каких, но новообразований цемента. Т.е. лучше хоть какой слабый камень в этом объеме, чем пустота. А пустота-то изначально может быть разной у цемента или иной подобной "муки".
По-сути, выбирая между цементами с равной маркой, но с разной нормальной густотой, лучше выбрать цемент с меньшим % этого показателя. Он говорит нам о том, что такой цемент равноподвижен с мЕньшим кол-вом воды (форму зерен пока не трогаем). Т.е. в его межзерновом объеме её требуется меньше. Т.е. сам межзерновой объем меньше. Т.е. пустотность такого цемента изначально меньше. Т.е. плотность теста (а далее и цем-камня) будет относительно выше ( при одинаковой истинной плотности цементов). Т.е. на таком цементе возможна бОльшая прочность цем-камня. Только не надо забывать, что водопотребность хороша в своем снижении только ДО края полного заполнения водой пустоты в цементе ( и всем бетоне). Как только мы допускаем воздушную пустоту (какой-то % всегда останется, конечно. речь об минимально-возможной пустотности), прочность резко падает. Так что любой оптимум - это минимум пустотности в твердых компонентах и полное (с небольшим запасом) заполнение оставшейся пустоты водой.
С водой прошли. Осталось понимать - как там с минимумом пустотности в твердых компонентах ?
В данной теме лучше выше первых двух-трёх реологических матриц не подниматься. Всеобщая доступность песка и щебня даёт любому и каждому возможность "играть" на их соотношении. А вот касаемо тех размерностей, что находятся вокруг цемента - тут уже и начинается самое интересное из малоизвестного и не столь распространенного среди компонентов бетонной смеси.
В отношении цемента все больше принято разделять минеральные добавки на 1 - уплотнители 2- разбавители и 3 - наполнители. Это как раз стыкуется с размерностями диапазонов начальных реологических матриц.
1 - матрица "вода+субмикронный размер". Как правило - это размер микрокремнезема и т.п. "уплотнителя", играющего роль пуццолана или нет ( не столь важно даже по этой теме. так же и для п2).
2 - это размерность, сопоставимая с размером цементных зерен. Т.е. матрица с цементом или + с равноразмерным наполнителем, разбавляющим как бы цемент в данном объеме. По-сути - это все бездобавочные и добавочные цементы (за исключением цемента с МК)
3 - это существенно более крупная размерность, чем товарный цемент в его основе фракций ( хотя и у него , как правило, имеются таковые небольшие остатки на верху грансостава). Это уже играет роль наполнителя в получаемом "микробетоне" или для обычного бетона - это микронаполнитель.
Не знаю, насколько моя терминология кому претит, но тут все явно доступно для понимания и нет смысла что-то поправлять (хотя всегда готов исправиться, если где неправ).

А теперь немного из истории собственного опыта для наглядности и понимания дальнейшего хода мыслей.
Буду краток.
Пример первый:
- беру два разных свежих бездобавочных цемента одной марки. С одним и тем же песком ( 1 к 3) получаю одну и ту же прочность пескобетонов.
- замещаю часть этих цементов одинаковым процентом золы - в итоге прочности пескобетонов с золой совершенно разные при прочих равных условиях.
На вопрос "почему?" - отвечаю, что зола имеет размерность, сопоставимую с цементом. Это вторая матрица с "разбавителем". Вот только разбавление одного цемента прошло без увеличения пустотности межзернового объема, а во втором цементе зола раздвинула цементные зерна и получилась излишняя пустотность ( отсюда и падение прочности). Т.е. между этими цементами имелась разница в распределении содержания его фракций. И у первого основные фракции совпали с фракциями золы по размерности , а у второго - не совпали и зола раздвинула зерна этого цемента. Дело в том, что одноразмерные зерна всегда имеют одинаковую межзерновую пустотность, а если в состав вмешивается немного отличимый ( тут - в бОльшую сторону) размер зерен, то происходит раздвижка и пустотность резко возрастает. Это относится к размерности внутри любой матрицы ( в данном случае - второй, "цементной" матрицы с применением "разбавителя"). Добавление, например, компонентов из третьей матрицы уже не несет для зерен второй матрицы такого значения в плане раздвижки. Они слишком различны по размеру и одно ( до определенного предела соотношений) просто уплотняет объем другого. А вот в сопоставимых размерах внутри одной матрицы все уже более "капризно" для "гостей", вносимых дополнительно извне. Любой добавочный (особенно шлаковый и песчанистый. твердости разные с клинкером у этих добавок. размол идет с разной кинетикой) цемент этим "страдает" изначально, если только уровень современного цем-завода не способен стабильно нейтрализовать данное заложенное условие внесения "разбавителя". Тут я касаюсь только гранулометрии.
Пример второй:
- беру один и тот же цемент и делаю пескобетон
- один состав 1\3 , а в другой, во второй - добавляю энное кол-во грубомолотого песка так скажем "пылевидной" фракции (микронаполнитель), крупнее цемента
По итогу - плотности и прочности совершенно разные. С добавкой микронаполнителя плотность и, соответственно и логично, прочность - намного выше, чем без добавки оного.
- добавляю к прежней дозировке цемента еще цемент, равный по доле микронаполнителю, который уже не ввожу. Получаю просто не 1\3 соотношение, а с большей долей цемента ровно на долю отсутствующего микронаполнителя. И получаю прочность, опять ниже той, что была при добавке микронаполнителя. Хотя плотность была сопоставима.
- убираю из первоначальной (1\3) дозировки 30% цемента, замещая эту долю микронаполнителем. + ввожу опять тоже кол-во микронаполнителя, как и прежде и получаю прочность как и с увеличенным кол-вом цемента. Т.е. больше первоначальной 1\3 комбинации.


Обратите внимание, разные комбинации дополнительного ввода микронаполнителя никакого вреда, кроме пользы, не дали в итоге. Никаких иных специальных мер (добавок и т.д) не применялось.
А польза была стабильно проявлена даже в разных сочетаниях вводимого микронаполнителя. Заметьте - не "разбавителя".
Никакого вмешательства внутрь цементной матрицы не было. В состав добавлялась недостающая матрица, а не изменялась имеющаяся.
Вот в этом ключе, к сожалению, мало кто направляет ход своих мыслей. А ведь это простое и эффективное решение многих проблем и в помолах и в подборах.
Это еще и первая ступенька к получению реакционно-порошковых бетонов (РПБ). Все закручивается на проблеме получения этой самой "муки". В РПБ она обычно указана в сопоставимом с цементом размере ( 3000-3500 см2/г удельной), но как ни странно, бОльшие плотности имеют сухие смеси цемента и [u]муки с удельной 1400см2/г[/u] ( даже без МК!).
Логично надеяться, что при таком условии и прочности будут не ниже, чем на муке с удельной в 3500.
Но тут ( что и следовало ожидать, если следовать ключу раскрытого мыслехода), вариант с мукой в 3500 начинает скакать по прочности в разных примерах применения с разными цементами, требуя сугубо индивидуального подхода и прочего "шаманизма". И это совершенно логично в "стабильности" для применения "разбавителя" и вмешательства в фракционный состав товарного цемента.

В итоге всех своих изысканий я пока что понял, что "филосовский камень" находится в диапазоне микронаполнителя бетона ( а не в диапазоне "разбавителей" цемента). И его применение является наиболее оправданным.
1. это более крупная размерность, нежели цемент (не касаюсь подробностей "насколько и сколько?"). Теоретически - это проще получить в помоле, если не найдется чего-то подходящего из готовых природных или техногенных продуктов
2. помол столь "крупного" порошка более эффективен
3. совместный помол песка с цементом даст еще больший синергетический эффект, если цемент станет узкофракционированным и весь в нижнем диапазоне ( например - до 20мкм), а песок станет мукой (да еще и при функции помольного тела для цемента при измельчении их смеси) с чистой активной поверхностью. В итоге - цемент с повышенной маркой и готовый, неплохо "цепляющийся" микронаполнитель из самого доступного и дешевого минерального компонента - в нужном , а главное - в более точном соотношении размеров и объемов.

Получить такое можно. Оборудование для этого есть "в природе".
Добавлять или нет микрокремнезем? ( и как?) - задачка следующей ступени. :idea:
Всегда рад помочь.
с уважением, Рязанец. http://ryazanec.nethouse.ru

Рязанец
Опытный профессиональный эксперт
Сообщения: 3051
Зарегистрирован: Пн май 21, 2007 11:11 am
Город: Рязань
Откуда: Рязань
Контактная информация:

Re: МИКРОНАПОЛНИТЕЛЬ В БЕТОНАХ ИЛИ О ФИЛОСОВСКОМ КАМНЕ

Непрочитанное сообщение Рязанец » Чт авг 27, 2015 12:06 pm

Пора добавить по итогам работы в лаборатории ( снова имею возможность химичить с вяжущими. все лето практически не отходил от мельнички лабораторной)
НУ так вот, интересный и полезный продукт "открыт" заново для диапазона микронаполнителя ЦЕМЕНТНОГО камня. Это керамзитовая пыль с циклонов. Не я первый, не я последний этот материал пытаю и открываю ценные свойства.
Во - первых - это отход. Но отход стабильный и качественный. По исследованию на сырую глину конкретного образца есть циферки. По фракционному составу тоже проведена работа по диапазонам в десятках микрон. Очень мелкая по зерновому. Но не настолько, как МК или метакаолин, к примеру. Зато дешевле их несопоставимо. В общем - применять можно и нужно. В цемент вписывается.
Во-вторых - это алюмосиликат, который очень хорошо вяжет свободную известь.
Делал совместные помолы с цементом. Они тут оправданы очень даже - гомогенность смеси и дополнительное измельчение (частично, конечно. она и так мелкая) и активация поверхности.
Соотношения цемент/пыль оптимальные и вполне приемлемые ( секрет фирмы).
В итоге из цемента М400 получаем не меньше, чем М700, судя по результатам предварительных испытаний. Конечно, применяются и добавки особые в помоле. Немного, для компенсации водопотребности в первую очередь ( не та у меня в лаборатории мельница, какая нужна бы, но и это за счастье).
По экономике - итоговый эффект будет по самому бетону, если учитывать разницу в расходах между цементом М500 ( к примеру) и М700 . Это пока в работе.
Ну а недостающий объем надо заполнять не в цементном диапазоне, а в "песчаном". Об этом и был предыдущий топик.
Продолжение следует после окончательных испытаний образцов вяжущего.
Всегда рад помочь.
с уважением, Рязанец. http://ryazanec.nethouse.ru

Ответить

Вернуться в «Весь бетон»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 2 гостя