Влияние на метакаолина върху свойствата на пресни разтвори и бетони

В няколко броя на СТРОИТЕЛИ, със съдействието на фирма Каолин, разглеждаме особеностите на добавката метакаолин. В този материал ще се спрем по-подробно на влиянието на метакаолина върху свойствата на пресни разтвори и бетони.

Свойствата на пресните строителни разтвори и бетони са важни преди всичко от технологична гледна точка, тъй като те са определящи при избора на техника за смесване, полагане и уплътняване. Това неминуемо се отразява най-напред върху външния вид на бетона/разтвора, който се получава при полагането му, а след това и на показателите им във втвърдено състояние. Обработваемостта на циментовите материали (строителни лепила, разтвори, бетони) е комплексно свойство, което характеризира лекотата, с която се работи с тях: да се смесват и транспортират лесно; да са с гарантирана хомогенност в рамките на един замес или между замесите; да се полагат лесно и да запълват изцяло кофражните форми; да се уплътняват лесно с минимален разход на енергия; да не се разслояват и да не водоотделят при уплътняването; да имат подходящ външен вид след финалната обработка.

Подвижността (консистенцията) на пресния бетон или разтвор е най-старият и популярен метод за количествена оценка на обработваемостта. Изследванията, проведени до момента, показват, че използването на активен метакаолин води до сгъстяване на пресните смеси, спрямо контролни такива, при които се използва само чист цимент. Подобен ефект на нарастване на вискозитета се отчита при всички финосмлени материали, което се дължи на увеличаване на повърхността на компонентите в единица обем на сместа (т.нар. специфична повърхнина). Тук е мястото да се подчертае, че това намаление е значително по-малко, в сравнение със случаите, когато се използват аналогични продукти (например микросилициев прах) в същото количество. Нещо повече, опитът на Каолин показва, че когато количеството на заместване на цимента с метакаолин от района на гр. Ветово е в рамките на 5-10% от масата на цимента, дори се получава леко увеличаване на подвижността, оценена чрез мярка на слягане със стандартен конус, в сравнение с контролната смес. Този ефект се дължи на подобряване на зърнометричния състав и уплътняване структурата на смесите, на ниво свързващо вещество – фактор, който е от изключително значение за получаване на високоякостни и свръхвисокоякостни бетони и разтвори. При степен на заместване на цимента с метакаолин от 15%, слягането на пресния бетон намалява незначително с приблизително 10%, което в абсолютни единици означава 1 – 2,5 cm. При възможностите на съвременната строителна химия това дребно неудобство лесно се преодолява чрез използване на силноводонамаляващи химични добавки. При това, тяхната дозировка е по-ниска, в сравнение със случаите, когато в бетона се влагат алтернативни минерални добавки в същото количество.

Значително сгъстяване на пресните бетони и разтвори се наблюдава при дозировка на метакаолина от 20% или повече от масата на цимента, каквато на практика не се прилага. Метакаолинът оказва благоприятно влияние върху пластичността и кохезията на пресните бетони и разтвори. Склонността към водоотделяне и разслояване рязко намалява, като в същото време се улеснява способността за изпомпване на смесите с метакаолин. Повишеният обем на фините частици води до подобряване на качеството на бетоновата повърхност, включително при вертикални релефни повърхности. Казаното по-горе е особено актуално при пръскани бетони (торкрет), където целенасочено се търси повишаване на кохезията, за да се увеличи сцеплението с основата, върху която се пръска и да се намали отскокът, респективно загубите. Това прави метакаолина атрактивен компонент за производство на сухи смеси, предназначени за пръскан бетон.

Бързото взаимодействие на метакаолина със свободната вар, която се получава при взаимодействието на цимента с водата намалява нейната концентрация, водейки до ускоряване на процесите на хидратация.

Вземайки под внимание казаното, става ясно, че употребата на метакаолин позволява да се получат строителни разтвори и бетони с атрактивна визия, съчетана с подобрена пластичност на прясната смес и дълготрайност на втвърдения продукт.