Влияние добавок на структуру бетона

Они довольно значительны, при этом зависят от способа введения добавок.

При введении МД взамен цемента макроструктура не изменяется, объем цементного камня остается постоянным. Микроструктура в раннем и стандартном возрасте ухудшается, так как цемент разбавляется добавкой и пористость цементного камня увеличивается.

Ситуация улучшается при длительных сроках твердения, когда за счет активной пуццолановой реакции идет снижение пористости и уменьшение размеров пор (следствие трансформации Са(ОН), в гидросиликаты). Поэтому при небольшой замене цемента добавкой может достигаться та же пористость бетона, что и в контрольном составе при меньших размерах пор и меньшей проницаемости бетона.

При введении МД взамен песка структура меняется наиболее значительно. Изменение макроструктуры выражается в увеличении объема цементного камня. Роль этого фактора отрицательна, но его влияние невелико и перекрывается положительными изменениями микроструктуры бетона.

Основным изменением микроструктуры является снижение пористости цементного камня, так как количество дисперсных частиц в смеси (цемент + добавка) увеличивается, а водные прослойки между ними уменьшаются. Размеры пор также становятся меньше. Этому дополнительно способствует и трансформация кристаллов Са(ОН)₂ в гидросиликаты, происходящая при пуццолановой реакции. Гидросиликатный гель, занимая значительно больший объем, чем гидроксид кальция, заполняет часть объема капиллярных пор. Существенное уменьшение размеров пор приводит к соответствующему уменьшению проницаемости бетона.

Замена одновременно цемента и песка в пропорциях, определяемых Кэ, обычно применяется на практике для получения равнопрочных бетонов с МД. В этом случае происходят те же изменения структуры, что и в предыдущем случае, но их величина уменьшается в соответствии с пропорциями замены.

При любых способах введения активных МД происходит улучшение качества контактной зоны между цементным камнем и заполнителем. Вследствие пуццолановой реакции кристаллы Са(ОН)₂, слагающие эту зону, частично трансформируются в гидросиликаты, что улучшает сцепление цементного камня с заполнителями.

Изменения структуры при введении инертных добавок меньше выражены, так как исключаются все положительные эффекты, связанные с пуццолановой реакцией.

При введении минеральных добавок происходит не только улучшение качества твердой фазы, связанное с увеличением количества гидросиликатов (для активных добавок), но и ее ухудшение, вызываемое появлением новой поверхности раздела: «МД — продукты гидратации цемента». Степень ухудшения меньше для активных добавок, но возрастает при применении инертных добавок. Возможно, эта дефектная поверхность является одной из причин снижения морозостойкости бетона, нередко наблюдаемой при введении МД.