Автор: Клеменц С. Э.
Автор перевода: Кусмарова Д. А.
В отличие от воды и масла, стекло и бетон смешиваются и могут хорошо вступать в брак при правильных обстоятельствах. С другой стороны, объединение не может оставаться растворимым, если химия не существует, чтобы удержать основную причину, по которой эта связь будет соответствовать ее кончине: реакция щелочно-кремнезема (ASR).
Это хорошо документированный факт, что объединение стеклянного заполнителя с портландцементом может вызвать ASR. Что происходит, диоксид кремния в стекле реагирует с гидроксидом кальция (мощная щелочь с рН 12) в портландцементе и образует кремнистый гель.
Этот гель в цементной пасте поглощает воду и набухает. Если набухание является достаточным, давление может вызвать микротрещину, расширение и, в конечном счете, ухудшение окружающего бетона. Иногда это случается рано. В других случаях для решения проблемы могут потребоваться годы.
Количество повреждений, нанесенных ASR на бетон, зависит от объема, размера или размера частиц и даже от цвета стекла.
Согласно докладу, опубликованному Центром Чистого Вашингтона (CWC), увеличение отношения площади поверхности к объему стекла (другими словами, использование меньших осколков) уменьшит эффект реакции. Использование меньших частей стекла имеет тенденцию ускорять ASR, что дает время гелеобразования набухать до того, как бетон затвердеет, что ограничит потенциальный ущерб. Порошковое стекло будет потребляться процессом до такой степени, чтобы он не вызывал ASR.
Что касается цвета, тестирование показывает, что зеленое стекло практически не испытывает ASR. Адам Сильвер, президент American Specialty Glass в Северном Солт-Лейк, штат Юта, полагает, что это связано с химическим составом, присущим зеленому стеклу. Ясное стекло проявляло более значительную реакцию при испытаниях, проводимых одновременно и под теми же контрольными состояниями, что и серебро.
При использовании переработанного стеклянного заполнителя с бетоном «ASR может быть проблемой, - говорит Серебро, - но если вы используете свою голову и отбираете пару вещей, которые вызывают реакцию, вам не нужно беспокоиться. Проблемы могут быть решены с помощью правильной корекции смеси ».
Пуццолан превращает гидроксид кальция, поэтому нет никакого взаимодействия с стеклянным заполнителем.
Если вы решите пойти по маршруту с низким содержанием щелочного цемента, Американское общество испытательных материалов определяет такой тип цемента, который состоит из менее 0,6 мас.% Щелочей.
Согласно отчету CWC, количество щелочи в вашей смеси из портландцемента также может быть уменьшено путем замены до 25 процентов цемента низкощелочным кремнистым пуццоланом, таким как летучая зола класса ASTM класса F.
Высококачественный пуццолан, изготовленный из стеклянных бутылок пост-потребителя, Bottle-Pozz - измельченное стекло, стерилизованное во вращающейся печи, которое сжигает загрязняющие вещества, такие как сахар и бумага. Затем чистые кусочки проходят через финишную мельницу, которая производит не совсем белый стеклянный порошок с частицами, подобными по размеру, таким же, как в портландцементе.
В отчете CWC также отмечается, что для замедления времени отверждения цемента можно добавить замедлитель замедлителя. Замедлитель позволяет больше времени, чтобы гель ASR формировался и расширялся до того, как бетон затвердеет. Использование замедлителя вместе с энхансером для увлечения воздухом позволит расширять гель в равномерно распределенных микроскопических воздушных карманах в цементе, уменьшая потенциал структурной слабости.
Стеклянный агрегат, используемый в декоративном бетоне, изготавливается из стекла пост-потребителя, который в основном состоит из янтарных или зеленых бутылок и постиндустриального стекла из таких предметов, как окна и ветровые стекла. После того, как бутылки стерилизуются теплом, они измельчаются в куски разного размера и продаются. Как правило, партии имеют 90 процентов одного цвета из-за изменения оттенков переработанных бутылок.
Стекло после потребителя может иметь следы сахара и бумаги в смеси, серебро уступает. «В большинстве случаев это будет хорошо, но есть небольшой шанс, что у вас возникнет проблема с адгезией, когда она будет переработана из-за сахара», что может привести к непредсказуемому увеличению времени схватывания и снижению силы бетона. «Вы можете использовать акриловый фортификатор, чтобы помочь с адгезией, если это проблема».
Когда вы получите партию переработанного стекла, положите немного в ведро на ночь и посмотрите, как выглядит вода утром. Если он грязный, он предлагает опрокинуть кусочки в барабанном миксере с некоторой водой, здоровой дозой отбеливателя, хорошим очистителем и обезжиривающим средством. Когда вы закончите, промойте стекло до тех пор, пока вода не станет чистой и не высохнет.
Стекло должно быть чистым для лучшей производительности. Вы не можете сделать хороший бетон с плохими ингредиентами.
Если скрипучим-чистым стеклом является приоритет, лучше всего постиндустриальное стекло, хотя оно дорого. Печь нагревается до 2500 градусов по Фаренгейту и тает стекло, которое затем окрашивается и помещается в пригодную для использования форму. Из-за более сложного процесса «это двойная или тройная цена на пост-потребитель»,
Для тех подрядчиков, которые работают с программой LEED, правительство присуждает больше очков за использование переработанного пост-потребительского стекла, чем для переработанных постиндустриальных из-за процессов, используемых для их подготовки на рынке.
Многое зависит от того, где будет размещаться бетон. Если он находится внутри в сухой среде, ASR не является проблемой. Корень проблемы связан с циклами смачивания и сушки. Если бетон намокнет, щелочная среда растворяет часть стекла и создает гель, который образует твердый слой, когда он сохнет. Когда этот гель промокнет, он набухает и не сжимается, когда он сохнет. Это трещит бетон, и вы получаете раскалывание и структурную деградацию.
Подрядчикам также необходимо минимизировать количество воды в исходной смеси, что поможет уменьшить расширение гель. При добавлении смеси, которую трудно вылить, можно добавить высокоэффективную водоотталкивающую добавку.