Наполнители для минеральных вяжущих

Представляют собой тонкодисперсные порошкообразные или волокнистые материалы, которые вводятся в само минеральное вяжущее или в растворы, мастики и клеи на его основе. Среди порошкообразных наполнителей различают пылеватые частицы размером менее 10 мкм и каменную муку с размером частиц 10... 150 мкм.

Введение наполнителя преследует различные цели. Так, при получении низкомарочных цементов для растворов порошкообразный наполнитель выступает в роли инертного материала, заполняющего объем изъятой части цемента, т. е. уменьшает долю дорогой клинкерной части. В разбеленном портландцементе для декоративных составов наполнитель белого цвета уже играет роль окрашивающего компонента. При изготовлении цветных цементов ту же функцию выполняют порошки минеральных пигментов — охра, сурик, оксид хрома и др.

Но этим далеко не исчерпывается роль наполнителя. В отделочных растворах, мастиках и клеях наполнитель существенно снижает усадку, создавая в слое материала жесткий армирующий скелет. Кроме того, в ряде случаев введение наполнителя позволяет получить нужную консистенцию состава и повысить его однородность.

При применении волокнистого наполнителя значительно возрастает прочность материала на изгиб и растяжение.

Основными требованиями к наполнителям для материалов на основе минеральных вяжущих являются его хорошее сцепление с тестом-камнем вяжущего, стойкость в среде вяжущего вещества и атмосферным воздействиям.

В материалах на основе цемента, извести, гипсовых вяжущих наиболее часто используются следующие наполнители: известняковые и доломитовые мука и пыль, мел, каменная мука, асбест, молотый кварцевый песок, золы ТЭС и др.

Известняковые и доломитовые мука и пыль обладают высокой щелочестойкостью и хорошим сцеплением с минеральным вяжущим. Наполнители относительно дешевы, поскольку горные породы (известняк и доломит) имеют невысокую твердость и легко измельчаются при помоле.

Мел состоит в основном (более чем на 95 %) из карбоната кальция. В качестве наполнителя используют тонкомолотый мел. Для снижения водопоглощения мела его гидрофобизируют; такой мел не комкуется и не слеживается. В штукатурных растворах его применяют в качестве разбеливателя для цветных растворов.

Каменная мука используется для отбеливания цементов и придания необходимых оттенков мозаичным растворам. Количество муки, вводимой в раствор, может достигать 30% от массы цемента. Каменную муку получают из отсевов, оставшихся при изготовлении каменной крошки, и отходов при распиливании блоков гранита и мрамора на плиты. Тонкость частиц каменной муки регламентируется остатком на сите с 900 отверстиями на 1 см2, который должен составлять не более 0,5% от массы просеиваемой пробы.

Асбест хризотиловый — волокнистый минерал, состоящий из тончайших волокон — фибрилл трубчатого строения. Его волокна эластичны и прочны, их можно скручивать и ткать так же, как растительное волокно. По химическому составу асбест — водный алюмосиликат магния; щелочестоек; его волокно не горюче, а в распущенном виде он мало теплопроводен; обладает высокой прочностью при растяжении вдоль волокон (600... 800 МПа) и хорошей адсорбционной способностью по отношению к продуктам гидратации цемента. Важное свойство асбеста — способность распушаться в водной среде, образуя сетчатую структуру. В зависимости от длины волокон и содержания гали и пыли асбест делится на восемь групп (0...7). В строительстве используют коротковолокнистый асбест групп 5... 7; его применяют в качестве армирующего наполнителя в асбестоцементных изделиях, растворах, клеях и мастиках. Плотность асбеста в порошке — 1000... 1500 кг/м3.

Молотый кварцевый песок — один из самых дешевых и доступных наполнителей. Характерной особенностью кварцевого наполнителя является его высокая кислото- и щелочестойкость, что позволяет его использовать не только в обычных составах, но и в специальных кислотоупорных растворах и мастиках. Насыпная плотность молотого кварцевого песка 1 200... 1 500 кг/м3.

К кислотоупорным наполнителям относятся также андезит, базальт, диабаз, бештаунит.

Золы ТЭС образуются при сжигании твердых видов топлива в пылевидном состоянии при температуре 1 400... 1 600°С. В состав зол входят оксиды кальция, кремния, алюминия и др. Золы не требуют помола, что делает их использование эффективным. После проверки на равномерность изменения объема золы применяют в качестве добавки-наполнителя к цементам; имеют невысокую плотность, что позволяет вводить их в качестве наполнителя в гипсовые мастики для крепления гипсокартонных листов.