О механизме повышения сульфатостойкости бетона при добавке тонкодисперсного карбоната кальция

Одной из тенденций современного строительства является использование высокодисперсных добавок с целью получения бетона со сверхвысокими эксплуатационными характеристиками (Ultra-High Performance Concrete) как по прочности, так и по долговечности, в особенности для объектов высотного строительства. Долговечность бетона определяется двумя основными параметрами – реакционной способностью компонентов цементного камня по отношению к агрессивной среде и проницаемостью для агрессивной среды. В статье рассмотрено применение тонкодисперсного карбоната кальция как добавки, повышающей долговечность бетона в целом и сульфатостойкость в частности. Механизм действия карбоната кальция основан на сочетании эффекта микронаполнителя и химического взаимодействия с минералами портландцемента. Карбонат кальция взаимодействует с продуктами гидратации трехкальциевого алюмината, уменьшая количество C₃A, доступного для взаимодействия с гипсом с последующим образованием основного деструктора при воздействии сульфатов – эттрингита. Карбонат кальция при больших дозировках снижает прочность бетона. Для устранения этого негативного эффекта предложено использовать наноразмерный карбонат кальция наряду с уже достаточно широко применяющимся микроразмерным СаСО₃. Применение наноразмерного карбоната кальция повышает суммарную реакционную емкость вводимой добавки, позволяя при этом уменьшить ее общее количество и таким образом не допустить снижения прочности бетона при существенном повышении его сульфатостойкости. Наноразмерный карбонат кальция уплотняет зону межфазного взаимодействия на границе «цементная матрица – заполнитель», образуя с мономинералами цемента комплексные соединения, что подтверждается данными физико-химических исследований. Для большего повышения долговечности бетона предложено совместное применение тонкодисперсного карбоната кальция с микрокремнеземом с целью связывания свободной извести в низкоосновные гидросиликаты кальция.