Геополимерный бетон используется во многих областях, например, в землеудерживающих и водосодержащих конструкциях. Обсуждаются свойства геополимерного бетона с низким содержанием кальция в золе-уноса.
Геополимер состоит из щелочной жидкости и исходных материалов, которые являются либо природными минералами, либо побочными продуктами, например, золой.
Геополимер – это вяжущее вещество, которое используется вместо портландцемента и производится благодаря усилиям, которые были предприняты для снижения вредного воздействия портландцемента на окружающую среду.
Армированный геополимерный бетон
Свойства геополимерного бетона с низкокальциевой золой-уносом
Ниже приведены свойства геополимерного бетона, о которых пойдет речь:
- Прочность на сжатие
- Сушильная усадка
- Ползучесть
- Устойчивость к сульфатам
- Стойкость к серной кислоте
Прочность на сжатие геополимерного бетона
Испытания показали, что прочность геополимера немного ниже, чем у бетона на основе портландцемента. Однако прочность на сжатие первого значительно увеличивается с течением времени и в некоторых случаях превосходит прочность на сжатие портландцементного бетона.
Условия твердения в значительной степени влияют на прочность на сжатие геополимерного бетона и аналогичны портландцементу. Если он не затвердел должным образом, его прочность значительно снижается.
Доказано, что прочность геополимерного бетона на сжатие снижается по мере увеличения соотношения воды и твердого материала геополимера. Это связано с тем, что в воде содержится большое количество воды и в конечном итоге образуется большее количество пор в микроструктуре.
Испытание геополимерного бетона на прочность при сжатии
Сушильная усадка геополимерного бетона
Сушильная усадка – еще одно важное свойство, которое необходимо учитывать. Показано, что усадка геополимерного бетона при высыхании увеличивается по мере старения, но скорость усадки при высыхании значительно снижается.
Что касается отношения воды к твердому геополимерному материалу, то показано, что сухая усадка геополимерного бетона уменьшается при увеличении отношения воды к вяжущему материалу. Это удивительно противоположно портландцементному бетону, сухая усадка которого увеличивается с увеличением соотношения воды и цемента.
Сообщается, что сухая усадка геополимерного бетона в условиях теплового твердения значительно меньше, чем усадка обычного портландцементного бетона.
Следует отметить, что при постоянном соотношении воды и твердого геополимерного материала различные условия твердения и температура в разное время приводят к различным значениям усадки при высыхании.
Ползучесть геополимерного бетона
Ползучесть геополимерного бетона изучается в условиях теплового твердения, и сообщается, что коэффициент ползучести геополимерного бетона, который представляет собой отношение деформации ползучести к упругой деформации, уменьшается по мере повышения прочности геополимерного бетона на сжатие.
Аналогично, удельная ползучесть, которая равна деформации ползучести на единицу постоянного напряжения, увеличивается по мере снижения прочности геополимерного бетона.
Сульфатостойкость геополимерного бетона
Геополимерный бетон с низким содержанием кальция летучей золы обладает значительной устойчивостью к сульфатному воздействию. Сульфатостойкость исследуется с помощью испытаний в условиях теплового твердения, при этом для оценки сульфатостойкости геополимерного бетона наблюдаются прочность на сжатие, масса, длина и внешний вид поверхности образцов.
Отмечено, что значительных изменений в прочности на сжатие геополимерного бетона, подвергшегося воздействию сульфатов, не наблюдалось.
Влияние сульфатной агрессии на массу геополимерного бетона можно игнорировать. Аналогично сульфатной агрессии на массу геополимерного бетона, размер геополимерного бетона чрезвычайно низок.
Это можно наблюдать по расширению геополимера, которое ниже 0,015% и намного меньше 5%; значение расширения, выше которого бетон считается неспособным противостоять сульфатной атаке.
Геополимерный бетон с низким содержанием кальция, подвергшийся сульфатной атаке, не показал никаких трещин, отколов и признаков расширения.
Можно сказать, что основным фактором сульфатостойкости геополимерного бетона с низким содержанием кальция летучей золы является не только отсутствие экспансивного эттрингита и гипса, но и то, что продукт геополимеризации не подвергается сульфатной атаке.
Однако в обычном портландцементном бетоне все обстоит совершенно иначе: образуются экспансивный гипс и эттрингит, которые приводят к растрескиванию, расширению и отслаиванию бетона.
Устойчивость геополимерного бетона к серной кислоте
Показано, что устойчивость геополимерного бетона с низким содержанием кальция к агрессии серной кислоты лучше, чем у обычного портландцементного бетона. Поверхность подвергается повреждениям и эрозии.
Если концентрация серной кислоты увеличивается, то разрушение бетона будет более экстремальным и серьезным. Рисунок-3 Образец геополимерного бетона, который подвергался воздействию 2% серной кислоты в течение одного года, как видно из рисунка, образец получил повреждения и разрушения.
Влияние воздействия серной кислоты на прочность на сжатие геополимерного бетона зависит от концентрации кислоты и периода воздействия. Снижение прочности на сжатие будет больше при условии высокой концентрации кислоты и более длительного периода, в течение которого геополимерный бетон подвергается серному воздействию.
Что касается изменения массы бетона, то можно отметить, что геополимерный бетон теряет около 5% массы перед воздействием серной кислоты, и это меньше, чем у портландцементного бетона.
Поврежденный образец геополимерного бетона в результате воздействия серной кислоты
Наконец, лучшая способность геополимерного бетона выдерживать воздействие серной кислоты по сравнению с обычным портландцементным бетоном объясняется низким содержанием кальция в материале, из которого производится геополимерный бетон, а поскольку геополимерный бетон не производится из извести, как в случае с портландцементным бетоном, следовательно, количество кальция будет ниже.
Читать далее:
Геополимерный бетон – экологически чистый строительный материал
Армированный стекловолокном бетон (GFRC) – свойства и применение в строительных работах
- Сульфатная атака на бетон – процесс и контроль сульфатной атаки.
- Геополимерный бетон: Свойства, состав и применение.
- Виды сульфатной атаки в бетоне – влияние и источники.
- Влияние золы-уноса на долговечность бетона.
- Что такое тепловая масса в пассивном солнечном здании?.
- Как защитить фундаментные конструкции от воздействия грунтов и грунтовых вод?.
- Летучая зола – свойства, виды, механизм и применение.