Главная → Статьи

Определение качества пуццолан

Единственным надежным способом определения пригодности тех или иных пуццолановых добавок является испытание их в бетонной смеси. Такие испытания добавок в бетоне связаны с большой затратой средств и времени. Поэтому для определения гидравлической активности пуццолан обычно применяют различные предварительные (или отборочные) испытания.

Оценка качества пуццолан сопряжена с рядом трудностей.

Не существует общепринятого критерия активности пуццолан, вследствие чего приходится проводить много различных испытаний: прочности, химической активности, изменения объема, водопотребности, стойкости против реакции щелочи — заполнители и др.

Имеются многочисленные виды пуццолановых материалов с самыми различными характеристиками. Содержание активных компонентов в пуццоланах колеблется в очень широких пределах.

Физические и химические процессы, происходящие при гидратации пуццолан, носят весьма сложный характер.

Чтобы выявить гидравлическую активность пуццолан, которые сами по. себе являются неактивными, их необходимо соединить с известью или портландцементом.

Сочетание методов химического, петрографического, рентгенографического и дифференциального термического анализа позволяет получить самую полную и достоверную характеристику химического и минералогического состава пуццолан. Химический анализ дает содержание окислов в пуццоланах, на основе которого можно рассчитать минералогический состав. С помощью петрографического анализа опытный лаборант может быстро определить содержание активных минералов. Рентгенографический анализ позволяет индентифицировать многие кристаллические вещества, а дифференциальный термический анализ дает дополнительные указания о наличии аморфных веществ и, кроме того, показывает, какие изменения происходят в результате эндотермических и экзотермических реакций при нагревании.

При условии обязательного сопоставления результатов анализов и физических испытаний перечисленные методы дают возможность заранее определить гидравлическую активность пуццолан.

Испытание на растворимость в сочетании с физическими испытаниями образцов-балочек из цементного раствора позволяет определить эффективность пуццолан с точки зрения ослабления реакции между щелочами и заполнителями. Испытание заключается в том, что образец тонкоизмельченной пуццоланы погружают в 1 н раствор NaOH и после хранения в течение установленного срока определяют уменьшение щелочности раствора и концентрацию растворенного в нем кремнезема.

Хорошие результаты, согласующиеся с показателями прочности, дает метод испытания, основанный на поглощении пуццоланой извести из насыщенного известкового раствора после 7 и 90 суток хранения.

Относительную качественную эффективность различных видов пуццолан можно определить с помощью испытания на схватывание, для проведения которого изготовляется смесь пуццоланы и извести состава 4:1 с добавкой количества воды, необходимого для получения теста нормальной густоты. У активных пуццолан начало схватывания наступает не позднее 50 час., а конец схватывания — не позднее 100 час. после затворения. Менее эффективные пуццоланы имеют другие сроки схватывания или вовсе не схватываются.

Наиболее распространенным видом испытаний является определение предела прочности при сжатии образцов-цилиндров 5 X 10 см из смеси извести и пуццоланы со стандартным оттав-ским песком (1 : 2 : 9). Прочность активных пуццолан достигает к 7 суткам твердения 70 кг/см2 и больше, в то время как у плохих или посредственных пуццолан она практически не превышает 56 кг/см2, а зачастую бывает равна нулю.

Существуют также различные методы определения скорости реакции между известью и пуццоланами, основанные на измерении количества несвязанной извести, остающейся в известково-пуццолановом тесте через определенные промежутки времени.

Еще одним способом характеристики активности пуццолан является определение нерастворимого остатка в известково-пуц-цолановом тесте различного возраста твердения.

Методы определения сроков схватывания, предела прочности при сжатии, количества несвязанной извести и нерастворимого остатка применяются также для испытания растворов и теста пуццоланового портландцемента. В этих испытаниях важным показателем пригодности пуццолан для изготовления бетона является количество воды, необходимое для получения раствора нормальной консистенции. Как правило, хорошие пуццоланы повышают прочность раствора к 28 и 90 суткам на 80—130’% по сравнению с аналогичным цементным раствором без добавки пуццолан. Водопотребность раствора из пуццоланового портландцемента составляет не больше 125% по отношению к водопотребности чистого портландцементного раствора.

В дополнение к указанным выше методам для испытания пуццолановых портландцементов применяются и многие другие, как, например, на выщелачивание, на сульфатостойкость, на предупреждение расширения от реакции между щелочами и заполнителями, на усадку при высыхании. Результаты этих испытаний сравниваются с соответствующими показателями чистого портландцементного раствора.

В соответствии с теорией гидравлической активности пуццолан выщелачивание из пуццолановых растворов должно быть значительно меньше, чем из портландцементных, поскольку растворимая свободная известь и пуццоланы связываются в устойчивые соединения. Опыт и исследования показали, что растворы из пуццоланового. портландцемента отличаются большей устойчивостью к действию щелочных почв и вод, чем чистые портланд-цементные растворы. Расширение раствора из обыкновенного портландцемента и пуццоланы, обладающей способностью ослаблять реакцию между щелочами и заполнителями, после твердения в течение 14 суток оказывается на 75% меньше, чем расширение такого же раствора из цемента без добавки пуццоланы. Многие пуццоланы несколько увеличивают усадку растворов при высыхании, но в большинстве случаев это обстоятельство не играет серьезной роли при изготовлении растворов и бетонов.

Заключительной стадией процесса установления пригодности данного вида пуццолан является сравнительное испытание пуццолановых и чистых портландцементов в бетоне.

Проведение тех или иных испытаний в бетоне для определения качества пуццолан зависит от важности сооружения, в котором предполагается использовать пуццоланы, экономических соображений и условий строительства.

Ваш отзыв