Щелочно-активированный бетон (ЩАБ) определяется как класс бесцементного бетона, который является альтернативой портландцементному бетону (ПЦЦ). В AAC цемент полностью заменяется альтернативным вяжущим веществом. Вместо обычного портландцемента (OPC) и воды, в AAC используются другие дополнительные материалы, такие как доменный шлак (BFS) или летучая зола (FA) вместе с щелочным активатором.
Потенциал ААС как устойчивого материала для замены обычного портландцементного бетона все еще изучается и исследуется. Он набирает популярность благодаря низким энергетическим затратам, высокой прочности и долговечности по сравнению с обычным портландцементом. Особенности и применение щелочно-активированного бетона описаны в этой статье.
Состав щелочно-активированного бетона
Два основных компонента щелочно-активированного бетона:
1. Щелочные активаторы
Двумя широко используемыми щелочными активаторами являются каустическая щелочь и щелочные соли. Их состав может включать каустическую соду, силикаты, несиликатные соли слабых кислот, алюмосиликат, алюминаты и несиликатные соли жизненно важных кислот.
Щелочные активаторы добавляют в шлак либо путем растворения в воде, либо подземно со шлаком, либо путем смешивания с молотым шлаком перед смешиванием с водой.
2. Цементирующие компоненты
Цементирующими компонентами, используемыми в щелочно-активированном цементе или бетоне, являются доменный шлак, кремнезем, стальной шлак, угольная зола, цеолит и т.д.
Подготовка образцов полых блоков из шлакобетона, активированного щелочью (AASCHB) Image Credits: Research Gate
Гидратация щелочно-активированного бетона
Реакция гидратации в щелочно-активированном бетоне более сложная, чем в обычном портландцементе. Ее механизм до конца не изучен и все еще находится в стадии исследования. Поскольку характеристики используемого шлака варьируются от источника к источнику, реакция и микроструктура также различаются.
Основным продуктом гидратации активированного щелочью шлакового цемента при комнатной температуре является гель гидрата силиката кальция (C-S-H). Характеристики шлака и используемый активатор также влияют на образование второстепенных продуктов гидратации.
Микроструктура активированного силикатом натрия шлакового цемента после (а) 24 часов, (б) 7 дней и (в) 28 дней гидратации
Будущие перспективы щелочно-активированного бетона
Если сравнивать традиционный портландцемент и щелочно-активированный цемент по продуктам гидратации, то первый дает гидрат силиката кальция (C-S-H) и гидроксид кальция, а второй – плохо кристаллизованный алюмосиликатный гель, содержащий щелочи. Последний также обеспечивает повышенную прочность бетона. Кроме того, AAC играет важную роль в защите окружающей среды, используя побочные продукты и обеспечивая эффективное управление отходами.
Проблемы, с которыми сталкивается щелочно-активированный бетон
Бетон, активированный щелочами, сталкивается со многими проблемами, которые необходимо решать при использовании в мега-строительных проектах.
Часто задаваемые вопросы
Что такое щелочно-активированный бетон (ЩАБ)?
Бетон, активированный щелочью (AAC), определяется как класс бесцементного бетона, который является альтернативой портландцементному бетону (PCC). В AAC цемент полностью заменяется альтернативным вяжущим веществом. Вместо обычного портландцемента (OPC) и воды, в AAC используются другие дополнительные материалы, такие как доменный шлак (BFS) или летучая зола (FA), а также щелочной активатор.
Каков элементный состав щелочно-активированного бетона (ЩАБ)?
Двумя основными ингредиентами щелочно-активированного бетона являются:
1. Щелочные активаторы
Два широко используемых щелочных активатора – это каустическая щелочь и щелочные соли. Их состав может включать каустическую соду, силикаты, несиликатные соли слабых кислот, алюмосиликат, алюминаты и несиликатные соли жизненно важных кислот.
Щелочные активаторы добавляются в шлак либо путем растворения в воде, подземно со шлаком, либо путем смешивания с молотым шлаком перед смешиванием с водой.
2. Цементирующие компоненты
Цементирующими компонентами, используемыми в щелочно-активированном цементе или бетоне, являются доменный шлак, кремнезем, стальной шлак, угольная зола, цеолит и т.д.
15 Факторов, влияющих на долговечность бетона
Виды химического воздействия на бетонные конструкции
Читайте далее:- Свойства затвердевшего бетона с доменным шлаком (GGBFS).
- Реакция щелочного заполнителя в бетоне – типы, причины и последствия.
- Типы оборудования для забивки свай – применение, преимущества и подробности.
- Летучая зола – свойства, виды, механизм и применение.
- Гранулированный молотый доменный шлак в бетоне и его преимущества.
- Ухудшение состояния бетона в результате катионообменных реакций.
- Обычный портландцемент – состав, свойства, виды и применение.