Ценосферы в бетоне
Ценосферы, или микросферы алюмосиликатные, используются в составе целого ряда материалов, от красок и поверхностных покрытий до пластмасс и замазок.
И, хотя они использовались в составе бетона уже на протяжении некоторого времени, их применение не является широко известным. Ценосферы используются в нескольких различных видах при изготовлении бетонных разделочных столов, включая следующие:
- Заполнитель с малой массой
- Усилитель обрабатываемости и тонко измельченный заполнитель
- Объемный наполнитель и вещество, уменьшающее усадку, в жидких цементных растворах.
Заполнитель с малой массой
При использовании в качестве заполнителя с малой массой ценосферы могут заменять некоторое количество используемого в составе бетона песка с нормальной массой. Плотность ценосфер меньше плотности воды (в среднем 0.7 по сравнению с 1.0 у воды); у частиц кварцевого песка обычно плотность около 2.65. Это означает, что 1 фунт ценосфер занимает тот же абсолютный объем, что и 3.8 фунта песка.
При создании рецептуры хорошей бетонной смеси используется целый ряд размеров заполнителей. Чем шире диапазон размеров частиц, тем плотнее частицы утрамбовываются друг с другом, и тем меньше цементного теста необходимо для покрытия частиц. Это и обеспечивает избыточное «смазывание» теста, которое необходимо для обеспечения хорошей обрабатываемости. Размеры частиц ценосфер колеблются так же, как и размеры классифицированных по крупности заполнителей. Поэтому их можно использовать точно так же, как и любой другой заполнитель, тем не менее, их чрезвычайно малый размер означает, что имеется значительно большая площадь поверхности для покрытия, чем при том же объеме значительно более крупных частиц песка. Это отражается на объеме цементного теста и обрабатываемости.
Большинство ценосфер рассортировано по размеру так, что самые крупные частицы имеют примерно тот же объем, что и самые мелкие частицы песка, которые обычно используются в составе бетона. Некоторые ценосферы используются "сырыми", так что имеется некоторое количество более крупных частиц, которые близки к размерам частиц тонко измельченного песка. Как правило, определенная процентная доля используемого в составе бетона песка замещается тем же объемом ценосфер. Чем крупнее размеры частиц, тем большую часть песка можно заменить. Замена до 33% песка позволяла получить массу бетона примерно 124 фунта на кубический фут.
Преимуществом ценосфер по сравнению с другими легкими заполнителями является то, что они практически «невидимы» в бетоне, даже если его измельчить и отполировать. Традиционные легкие заполнители (вспученный сланец или глина) обычно используются в виде облегченного крупного заполнителя бетонной смеси. При размалывании крупные частицы очень хорошо видны, а пористый легкий гравий плохо поддается полировке.
Усилитель обрабатываемости
Ценосферы представляют собой очень мелкие сферические частицы. Будучи таковыми, они ведут себя в бетонной смеси точно так же, как микроскопические шарикоподшипники. Добавление ценосфер к бетонной смеси с традиционной массой повышает обрабатываемость за счет способности частиц действовать как шарикоподшипники, а, поскольку ценосферы являются также структурным заполнителем, они повышают плотность бетона и его прочность за счет обеспечения лучшего трамбования. Кроме того, добавление тонко измельченных частиц повышает способность бетона подвергаться заглаживанию с помощью щетки и нанесению конечной отделки. Обычно для того, чтобы повысить способность бетона подвергаться обработке, к бетонной смеси добавляют от 1% до 5% заполнителя по массе.
Объемный заполнитель
Поскольку ценосферы обычно очень мелкие и имеют светлую окраску, они идеально подходят для использования в составе жидкого цементного раствора. Добавляемый с помощью ценосфер объем позволяет не только увеличивать объем жидкого раствора без добавления дополнительного количества цемента, но также и различные размеры тонко измельченных частиц заполнителя позволяют уменьшать усадку. В конечном счете, жидкий цементный раствор это тоже один из видов бетона, поэтому к нему применимы те же правила. И, наконец, сферическая форма облегчает и повышает эффективность заполнения мелких пустот за счет того, что частицы трутся друг о друга. Сферическая форма позволяет частицам легче «закатываться» в небольшие отверстия по сравнению с зазубренными или имеющими углы раздавленными частицами. Обычно дозировки ценосфер составляют около 10% - 30% цемента по массе.
Что же такое ценосфера или микросфера алюмосиликатная?
Подобно золе уноса, ценосферы представляют собой образующиеся естественным образом побочные продукты процесса сжигания работающих на угле электростанций. Тем не менее, в отличие от золы уноса, ценосферы это легкие, инертные, полые сферы, состоящие, в основном, из окиси кремния и алюминия и наполненные газами - СО2 ~ 70%, N2 ~ 30%. Поскольку они инертны, они не считаются пуццоланом. И поскольку они очень малы, они обладают высокой прочностью при сжатии, и их можно использовать в качестве структурного легкого заполнителя. Ниже приводятся сведения о некоторых общих свойствах ценосфер.
Химические свойства:
- Окись кремния: 55% - 65%
- Окись алюминия: 15% - 39%
- Окись железа: 1% - 5%
- Окиси щелочей K2O+Na2O: 1%-4%
- Окись титана: 0.5% - 1.5%
Физические свойства:
- Размер: 5 - 500 микрон
- pH в воде: 6.0 - 8.0
- Насыпная плотность: 320-450 кг/м3
- Удельный вес: 0.6 - 0.8
- Прочность сжатия: 15-29 МПа
- Температура размягчения: более 1300-1550°С
- Форма: сферическая
Цвет: серый - светло-серый - белый цвет с желтоватым или сероватым оттенком
по матриалам сайта www.newchemistry.ru
|
