Применение диатомовой земли в сухих строительных смесях

Н. П. Андреева, консультант

Известно, что получение высококачественных строи­тельных материалов невозможно без использования мо­дифицирующих добавок. Применение ультрадисперс­ных гидравлически активных минеральных добавок (диатомитов, вулканических туфов, трепелов, опоки, микрокремнезема и др.) улучшает свойства ССС. Это за­висит не только от химического состава компонентов, но и от его структуры, чистоты и физических свойств.

Диатомовая земля (кизельгур) — это порошок, получаемый из диатомита — осадочной породы, образо­ванной остатками скелетов одноклеточных водных рас­тений — диатомов. Скелет состоит из чистого кремнезе­ма (Si02). Несмотря на безграничное разнообразие форм и размеров, все виды диатомитов имеют общий химический состав и замысловатую перфорированную структуру скелета. Наиболее важными характеристика­ми этого минерала являются: огромное количество со­общающихся пор и в основном твердая нерегулярная структура (см. рисунок).

Высококачественная диатомовая земля должна быть чистой, без примесей глины или других минералов и со­хранять после добычи микропористую структуру. Во всем мире существует всего несколько достаточно чистых диатомитовых месторождений — в США, Испании, Франции и др. Без дополнительной обработки получается порошок, состоящий из обломков диатомовых скелетов, называе­мый натуральной диатомовой землей. Использование в качестве добавки диатомита (кизельгура) в производстве сухих строительных смесей позволяет:

• за счет уплотняющего действия снизить проницае­мость затвердевших растворов;
• снизить водоотделение и повысить водоудерживающие свойства растворов;
• повысить когезионную прочность;
• придать тиксотропные свойства растворам для выпол­нения работ по вертикальным и наклонным поверхно­стям;

—  за счет структурного действия добавок повысить моро­зостойкость затвердевших смесей.

При взаимодействии аморфного кремнезема с гидроксидом кальция образуются низкоосновные нераствори­мые в воде гидросиликаты, что приводит к повышению водостойкости и увеличению прочностных свойств це­ментного камня [1]. В лаборатории НИИЖБ была прове­дена оценка пуццолановой активности диатомовой земли по методике «Ускоренное определение способности пористого заполнителя связывать гидроксид кальция» [2].

По результатам испытаний НИИЖБ диатомит отнесен к высокоактивным минеральным добавкам (поглощение 105,5 мг/г), что превышает пуццолановую активность трепела, микрокремнеземов, рассмотренных в работе [3, 4, 5]. Состав диатомита, %: Si02 - 92,6; А12О3-0,89; Fe203 - 0,44; СаО-5,5; MgO - 0,44; Na2O - 0,11; К20 - 0,02.

Высокоразвитая площадь поверхности добавки и пуццолановая активность минеральных добавок по отноше­нию к продуктам гидратации основного цементного мине­рала алита способствуют накоплению в твердеющем растворе новообразований гидросиликата кальция типа CSH I [6], увеличению прочности и снижению капилляр­ной пористости цементного камня за счет уплотнения структуры продуктами пуццолановой реакции.

Технические характеристики диатомита

Наличие диатомита в рецептуре сухих строительных смесей приводит к появлению структурных связей в систе­мах (тиксотропного эффекта), что способствует значитель­ному улучшению потребительских свойств строительных растворов. Хорошая фиксация на поверхности, предотвра­щение стекания, повышенная прочность сцепления с ос­нованием, а также повышенная устойчивость к сползанию плитки в случае с клеевыми системами будут проявляться уже при содержании 1,5—3% диатомита в смеси.

Вместе с тем за счет высокой пористости перфори­рованной структуры происходит равномерное распре­деление компонентов по всему объему смеси. Кроме то­го, при производстве составов проявляются антистати­ческие свойства материала и не происходит налипания тонких порошков на рабочие поверхности смесителя.

Введение минимального количества диатомита в со­став ССС улучшает некоторые параметры технологии производства, повышает их потребительские свойства.

Список литературы

• Батраков В.Г. Справочное пособие. Добавки в бето­ны. М.: Стройиздат. 1986. 456 с.
• СНиП 2.03.11-85 (Приложение 6). М.: Стройиздат. 1986. 45 с.
• Руководство по обеспечению сохранности арматуры в конструкционных бетонах на пористых заполните­лях. М.: НИИЖБ, 1979.
• Степанова В.Ф., Курбатова И.И. и др. Определение влияния гидравлической активности заполнителей на коррозию арматуры // Бетон и железобетон. 1989. № 8.
• Каприелов С. С. Научные основы модифицирования бе­тона ультрадисперсными материалами. Дис. на соиска­ние степени д-ра хим. наук. М.: НИИЖБ. 1995. 210 с.
• Адамсон А. Физическая химия поверхностей. М.: Мир. 1979.568 с.