Scientific journal

International Journal of Applied and fundamental research

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

Бинарные наполнители можно вводить в цементные композиции на стадии изготовления цемента или в процессе изготовления бетонных смесей в заводских условиях. Такие наполнители определенной дисперсности и активности позволяют экономить до 50 % цемента без ущерба для механических свойств в изделиях при одновременном повышении стойкости и других эксплуатационных свойств. Основы полиструктурной теории композиционных материалов предполагают оптимизацию наполненных смесей [1-7]. Добавление кварцевых, известняковых, доломитовых и других наполнителей способствует повышению стойкости цементсодержащих бетонов к воздействию воды, знакопеременных температур и т.д. Предпочтительнее введение наполнителей на стадии изготовления бетонной смеси в целях экономии энергии, происходит замена части клинкера горной породой или отходами менее твердыми и уже измельченными. Установлено, что разрушение композиционных материалов чаще происходит по контактной зоне, из чего следует, что выбор наполнителя должен учитывать это обстоятельство. При разрушении наполненных материалов дефекты в материале уже существуют в виде трещин, раковин, мелких пор в зоне контакта матрицы с заполнителем. Прочность композиционных материалов при наполнении будет возрастать, если размер частиц будет меньше критического размера дефекта (степень наполнения и дисперсность наполнителя). До определенной степени наполняющие частицы тормозят развитие трещин и способствуют в структуре композита образованию более мелких трещин. Особенно это относится к двухкомпонентным наполнителям, в которых сочетаются две разновидности минералов – карбонаты и доломиты кальция и кремнеземистые (песок) [7]. Малая химическая активность данных минералов позволяет использовать их в качестве подложки для гидрофильных и гидрофобных поверхностно-активных веществ. Это позволит снизить водоцементное отношение наполненного цементного материала и повысить прочностные характеристики. Другим способом снижения водопотребности наполненной смеси может быть использование для затворения наноструктурированной суспезии на основе шламов [8]. В последнее время подобный технологический прием находит широкое применение, т.к. позволяет при меньшем расходе материала получить модифицированную водную суспензию. Возможность приготовления водной суспензии обусловлено высокой степенью седиментации, усредненности и стабильности [9]. При этом количество шлама может быть уменьшено в несколько раз при сохранении щелочности среды, что весьма важно, учитывая необходимость повышения поверхностной активности частиц заполнителей и наполнителей. Кроме того, высокая адсорбционная способность шламовых частиц понижает сопротивление твердого тела деформированию и разрушению. Физическая адсорбция сопровождается капиллярной конденсацией в порах адсорбента. У полярных адсорбентов существует электростатическое поле, взаимодействующее с диполями молекул адсорбата, что усиливает адсорбцию. Ионы одного знака образуют водородную связь между гидроксильными группами поверхности и поверхности адсорбата. Таким образом, введение бинарных наполнителей позволяет улучшить прочностные характеристики цементсодержащих строительных материалов.