Пуццоланы это: ПУЦЦОЛАНЫ | это… Что такое ПУЦЦОЛАНЫ?

Пуццолан. Влияние пуццолановых добавок на качества цемента и бетона

Пуццолан, или пуццолана – природная добавка к бетону и раствору, применяемая с глубокой древности. Названием пуццолановые добавки обязаны итальянской местности Пуццуоли (Путеола) расположенной рядом с Неаполем и Везувием (конечно, добывать их люди начали после последнего гибельного извержения). С пуццоланой римляне построили свой Колизей, римские бани, акведуки и виадуки, а также легендарный водопровод, которые мы можем видеть и сегодня, а старый римский бетон – изучать и ломать голову над его нераскрытыми тайнами. С виду природная пуццолана – пыль, в ее составе мелкодисперсный вулканический туф, пемза и пепел. Но чтобы понять, в силу каких чудес природы пуццолановые песок и пепел, изверженные вулканом, способны придавать уникальные качества бетону и штукатурке, придется вспомнить химию и физику, а для начала – пуццолановые цементы.

Пуццолановый портландцемент относится к группе сульфатостойких цементов. Технология сульфатостойких цементов отличается от обычной: во-первых, при помоле в портландцементный клинкер вводят активную минеральную добавку в намного большем количестве, чем в обычный ПЦ. Процент этой добавки определяется в зависимости от ее вида (это могут быть трассовые вещества и минеральные гидравлические вяжущие). На упаковке цемента всегда есть сведения о добавке и ее проценте: например, ДО 20 – этот цемент «почти» бездобавочный. Трепел, опока, диатомит добавляются в цементы в малых количествах, поскольку этим добавкам свойственна не только высокая гидравлическая активность, но и повышенная потребность в воде затворения, в результате чего готовая бетонная смесь будет иметь густоту выше нормы, что делает укладку сложной и может привести к снижению качества бетонирования. А вот у трасса, туфа, пемзы и у всех остальных пуццоланов нет этих «побочных» эффектов, поэтому процент этих добавок в цемент может быть намного выше – до 40%. На упаковке цемента все это написано.

Пуццолановый портландцемент можно отличить даже визуально – порошок отличается светлым цветом, светлее чем обыкновенный цемент. Плотность пуццоланового ПЦ меньше – всего 2,8-2,9 т/м3. (Имеется в виду истинная плотность, без учета воздушных пор; для сравнения: истинная плотность портландцемента бездобавочного М500 равна 3,2 т/м3). Поэтому при одной и той же рецептуре смеси и количеству введенного в замес цемента бетон и раствор на пуццолановом ПЦ будет более плотным, выход смеси также будет больше – но и плотность получится слишком высокой, что препятствует эффективной укладке смеси.

К пуццолановым цементам требуется особый подход: их добавляют в растворы количественно больше по сравнению с обычными (расход цемента увеличивают на 5-10%), и/или вводят пластификатор для повышения удобоукладываемости смеси. Теперь о приятном: хотя первые трое-шесть суток твердения бетоны на пуццолановом ПЦ «отстают» от классических, не имеющих в своем составе гидравлической добавки, зато после полугода набора прочности в воде изделия приобретают прочность цементного камня, а их поверхность уже через 28 суток нормального твердения приобретает уникальные качества: не происходит выщелачивания в пресной воде, не наблюдается разрушений даже в жесткой минерализованной, агрессивной, сульфатной и морской воде. Таким образом, применение пуццоланового ПЦ и бетонов на его основе оптимально для конструкций, от которых требуется повышенная химико-физическая стойкость и возможен набор марочной прочности в воде и влажных средах. Одна из перспектив для пуццолановых цементов связана с развитием технологии экобетона.

Из истории пуццолановых добавок

Известковые растворы способны твердеть, поглощая диоксид углерода из воздуха, а без доступа воздуха твердение прекращается. В части прочности известковые штукатурки без добавок малостабильны, но добавка природного трасса резко меняет их химию и физику. Об этом знали еще в глубокой древности: ученые подтверждают невероятный исторический возраст первых известковых штукатурок — порядка 7,5 тысяч лет.

В измельченном вулканическом туфе содержится свободная кремниевая кислота и ряд минералов, а вода связана химически и физически. Добавка кремнеземистых веществ в бетон придает ему сульфатостойкость, но главное — позволяет строить и на земле, и под землей, и в воде. После добавки активного кремнезема известь способна твердеть без доступа воздуха, и даже под водой. Причем при контакте с водой содержащие трасс растворы твердеют и достигают марочной прочности еще быстрее чем на воздухе.

Трасс и пуццолана в древности

О том, что трасс, пемза, вулканический туф, в мелкоразмолотом виде добавленный к цементной строительной смеси, не только изменяет ее реологию, но и значительно повышает физическую прочность и стойкость в агрессивных средах, знали еще древние римляне. Древние водопроводы и мостовые акведуки были построены из бетона с трассовыми добавками, что дало конструкциям прочность в воздухе и в воде. Добавка трасса к известковому раствору включает сложную цепь химических процессов, в частности: известковый раствор с трассом способен затвердевать не только под действием воздуха, но и полностью погруженным в речную или морскую воду. О вредном воздействии сульфатов и солей на бетон (и о том, как быстро на бетонных конструкциях появляются высолы) — отдельная долгая тема.

Опыт римского бетона датируется первым веком до н.э. Тысячи лет развития технологии отделяют нас от Древней Греции, Финикии, Рима, но гидротехнические сооружения глубочайшей древности не только сохранились (фрагментами), но даже способны работать. А в древних «Справочниках Строителей» есть рекомендации о приготовлении вяжущего из извести, кирпичной муки и трасса. Древние славяне тоже знали об этом, и добавляли молотую обожженную глину в известь, чтобы добавить водостойкости известковым штукатуркам.

В 16 веке римские технологии уже стали повсеместными, а в Европе пуццолану стали звать трассом. Добавляли трасс с той же целью — чтобы бетонные строения стали прочнее и не боялись воды, а название «трасс» историки относят к цементным полам террацо, пришедшим из Италии и также имеющим в корне латинское «терра» – земля.

Современное применение трасса

Трасс в наше время добывают во многих странах: в Германии – берега Рейна и поныне славятся залежами трасса, вулканическая зона добычи известна с глубокой древности и до сих пор не исчерпана. Залежи трасса на Рейне очень мощные, порядка нескольких десятков метров и при этом поверхностные, и разрабатываются открытым способом.

Трасс может храниться сколько угодно, но при добавке в бетонную смесь, где присутствует цемент, вода и гидравлическая известь, начинается реакция, одним из процессов которой является связывание извести и рост плотных молекулярных оболочек на ее частицах. Еще один нюанс: набор прочности трассосодержащего бетона отличается от обычного – график плавнее и медленнее, а это значит, что опасные для массива внутренние напряжения не появятся. Химия трассосодержащих растворов очень сложна и ее нюансы не так уж важны для частного строителя. А вот в современных бетонах мастера разбираются, и покупают цемент с нужным составом: поскольку от фундамента (особенно при высоком УГВ), от эко-парковки или садовой дорожки требуется повышенная стойкость к воде, то практично применить трассосодержащий цементный продукт.

Строительные материалы|15 сентября 2021 в 08:13|
Пуццолан, Трассовые добавки, Сульфатостойкий цемент

Пуццолана в цементе: что это?

Для строительства объектов жилищного, промышленного, сельскохозяйственного назначения, работающих в условиях повышенной влажности, применяются различные виды пуццолановых цементов, состоящих из искусственного вяжущего вещества — клинкера с присоединением природных добавок. Рассмотрим основные преимущества, недостатки и способы использования этой смеси.

Состав, виды и сферы применения

Что такое цемент с пуццоланой? Ответ прост – это гидравлическое вяжущее вещество, вырабатываемое путём перемалывания клинкера (до 80%) с добавками высокой активности (до 40%), плюс незначительное количество алебастра (не более 3,5%).

Общий ежегодный выпуск такого цемента в России достиг 5 млн т. Природные добавки вулканического (пепел, пемза) и осадочного начала (трепел, опока), а также известь, обожжённая глина, доменный шлак в составе цемента разъясняют, что такое пуццолана. Количество этих веществ в данном соединении пропорционально их свойствам и составу. Чем выше активность добавки, тем ниже процент содержания её в изделии.

В зависимости от содержания ингредиентов производят следующие виды изделия:

• пуццолановый;
• известково-глинитный;
• известково-зольный.

Пуццолановый цемент — это самый массовый из всех перечисленных материалов, применяемых в строительстве гидротехнических сооружений (шлюзы, каналы, порты), подземных коммуникаций (метро, туннели), устройстве подвалов, фундаментов и в других аналогичных местах, где есть взаимодействие с пресными и сульфатными водами.

Не следует использовать этот строительный материал из-за низкой воздухостойкости при монтаже надземных конструкций из бетона, находящихся в естественных условиях, которые могут привести к прекращению его твердения и породить оседание части сооружения.

Пуццолановый цемент имеет слабую устойчивость к попеременному воздействию оттаивания и замораживания, высыхания и увлажнения, что ограничивает сферу его применения.

Не рекомендуется готовить бетонную смесь из этого цемента при температуре от 0° C и ниже вследствие низкой морозостойкости.

Технические показатели

По ГОСТ 31108–2003 пуццолановый портландцемент имеет следующие характеристики, приведённые в таблице:

Достоинства и недостатки

Пуццолановые цементы отличаются рядом преимуществ перед обычными строительными смесями:

1. высоким уровнем соединения с металлической арматурой в железобетонных конструкциях;
2. отсутствием большого количества трещин в готовых изделиях;
3. долговечностью сооружений, построенных с их применением;
4. выходом большего количества раствора, бетона;
5. лёгкостью обработки и получением более гладкой поверхности изделий;
6. устойчивостью к пресным и минерализованным водам при уплотнении;
7. быстрым схватыванием;
8. превышает прочность обычного бетона при автоклавном изготовлении конструкций;
9. себестоимость массового производства значительно ниже.

Недостатками такого цемента являются:

• низкая воздухостойкость;
• большие потребности в воде во время приготовления растворов;
• меньшие сроки хранения, а как следствие – понижение прочностных характеристик;
• слабая устойчивость к воздействию низких температур и перепадам влажности.

Подведём итоги. Пуццолановые цементы, несмотря на мелкие недостатки, имеют значительные преимущества, которые делают их незаменимыми при строительстве гидротехнических, подземных, иных конструкций, требующих высокой прочности и противодействия повышенной влажности.

Смотрите также:

• 
  Красим деревянный дом снаружи





• 
  Здоровые и энергосберегающие строительные материалы





• 
  Антисептики для сруба дома, бани. Какой лучше выбрать и купить?





• 
  Тонкости в остеклении «хрущевских» балконов





• 
  Из чего делают фарфор?





• 
  Столешницы из жидкого камня

Поццолана Определение и значение — Merriam-Webster

поз·зо·ла·на

ˌpät-sə-lä-nə 

: тонкоизмельченный кремнеземистый или кремнисто-глиноземистый материал, химически реагирующий с гашеной известью при обычной температуре и в присутствии влаги с образованием прочного медленно твердеющего цемента

пуццолановый

ˌpät-sə-ˈla-nik -ˈlä- 

имя прилагательное

Примеры предложений

Недавние примеры в Интернете

Итак, Джокондо построил конструкции, в которых смешались известь и пуццолана , как проинструктировал Витрувий.

Джонатан Шифман, Popular Mechanics , 12 октября 2017 г.

Глина была основным компонентом, также использовался вулканический пепел, который сегодня называется пуццолана .

Джонатан Шифман, Popular Mechanics , 12 октября 2017 г.

Эти примеры предложений автоматически выбираются из различных онлайн-источников новостей, чтобы отразить текущее использование слова «пуццолана». Мнения, выраженные в примерах, не отражают точку зрения Merriam-Webster или ее редакторов. Отправьте нам отзыв.

История слов

Этимология

Итальянский пуццолана

Первое известное использование

1684, в значении, определенном выше

Путешественник во времени

Первое известное использование пуццолана было
в 1684 г.

Посмотреть другие слова того же года

Словарные статьи рядом с

pozzolana

позоле

пуццолана

Поццуоли

Посмотреть другие записи поблизости

Процитировать эту запись
«Поццолана».

Словарь Merriam-Webster.com , Merriam-Webster, https://www.merriam-webster.com/dictionary/pozzolana. По состоянию на 14 декабря 2022 г.

Копировать цитирование

Еще от Merriam-Webster на

пуццолана

Britannica.com: Статья в энциклопедии о pozzolana

Подпишитесь на крупнейший словарь Америки и получите тысячи дополнительных определений и расширенный поиск без рекламы!

Merriam-Webster без сокращений

волнистый

См. Определения и примеры »

Получайте ежедневно по электронной почте Слово дня!

Большая британская викторина по словарному запасу

• Названный в честь сэра Роберта Пила, как называется британская полиция?

• Берти
  Пилхеды
• Бобби
  Робби

Проверьте свои знания и, возможно, узнаете что-нибудь по ходу дела.

ПРОЙДИТЕ ТЕСТ

Ежедневное задание для любителей кроссвордов.

ПРОЙДИТЕ ТЕСТ

Использование пуццоланов в бетоне

Пуццоланы представляют собой материалы на основе силиката, которые реагируют (поглощают) с гидроксидом кальция, образующимся при гидратации цемента, с образованием дополнительных вяжущих материалов. Они часто используются в бетонных смесях для столешниц.

Как работают пуццоланы

Почему полезно употреблять гидроксид кальция? Гидроксид кальция (известь) составляет до 25% гидратированного портландцемента, а известь не влияет на прочность или долговечность бетона. Пуццоланы в сочетании с известью образуют дополнительный гидрат силиката кальция, материал, ответственный за скрепление бетона. Потребляя избыток извести:

• Повышение прочности бетона
• Его плотность увеличена
• Уменьшение выцветания
• Склонность к щелочно-кремнеземной реакции (реакции со стеклом) снижена или даже практически устранена

Пуццоланы в качестве заменителей цемента

Обычно пуццоланы используются в качестве заменителей цемента , а не добавок к цементу . Добавление пуццоланов в существующую бетонную смесь без удаления эквивалентного количества цемента увеличивает содержание пасты и снижает водоцементное отношение.

Другими словами, добавление большего количества пуццоланов в смесь изменяет пропорции смеси. Замена части цемента пуццоланом сохраняет пропорции смеси.

Пуццоланы заменяют фунт за фунтом цемента в хороших бетонных смесях для столешниц.

Типы пуццоланов

В зависимости от размера частиц, химического состава и дозировки разные пуццоланы по-разному влияют на прочность бетона и в разное время во время отверждения.

Слева направо: зольная пыль класса C, метакаолин, микрокремнезем, зольная пыль класса F, шлак, кальцинированный сланец. От Portland Cement Association

Типичные пуццоланы включают:

• метакаолин
• микрокремнезем
• летучая зола
• шлак
• VCAS (витрифицированный алюмосиликат кальция)

Реакционная способность пуццоланов

• Кремнеземная пыль является наиболее реакционноспособным пуццоланом.
• Метакаолин по реакционной способности близок к микрокремнезему.
• Летучая зола менее реактивна, особенно в течение первых нескольких дней отверждения, когда образуется меньше гидроксида кальция.

Как правило, чем мельче частицы пуццолана, тем они более реакционноспособны.

• Микрокремнезем является самым мелким, большинство частиц имеет средний размер 0,3 мкм (микрон)
• Метакаолин в среднем около 4 мкм,
• Портландцемент в среднем около 15 мкм
• Летучая зола имеет средний размер около 70 мкм.

Как делают пуццоланы

Многие пуццоланы являются отходами промышленных процессов. Таким образом, цвет, качество, градация и свойства могут варьироваться и не контролируются.

• Летучая зола образуется на угольных электростанциях.
• Дым и шлак кремнезема поступают с некоторых сталелитейных заводов.

VCAS и метакаолин представляют собой специально изготовленные пуццоланы. Качество, цвет и другие характеристики можно контролировать, поэтому консистенция продукта выше. Также могут быть доступны разные классы.

• Я рекомендую VCAS от Vitro Minerals, потому что он белый, переработанный и повышает удобоукладываемость.

Смеси пуццолана

Большинство пуццоланов используются по отдельности, но можно использовать смеси двух или более разных пуццоланов, чтобы воспользоваться преимуществами свойств каждого пуццолана. Типичными примерами являются смеси летучей золы и микрокремнезема, где летучая зола повышает удобоукладываемость и плотность упаковки частиц, а микрокремнезем способствует развитию ранней прочности и общей прочности.

Однако это обычно не требуется для бетонных смесей для столешниц. Я рекомендую простую замену цемента на VCAS.

Дозировка пуццолана в смеси для бетонных столешниц

Идеальная дозировка VCAS:

• Для сборных смесей, 15% замена цемента
• Для смесей GFRC, 20% замена цемента

Диапазон дозировок пуццоланов зависит от конкретного выбранного пуццолана:

Пуццолан	Дозировка	Эффекты
Зольная пыль: класс C	от 15% до 40%	Повышенная работоспособность.