Развитие прочности.

Повышение прочности и долговечности бетона, связанное с использованием минеральных добавок, обусловлено, вероятно, превращением больших пор в мелкие и уменьшением микротрещин в зоне контактов. Точный механизм, по которому осуществляется улучшение структуры пор в гидратированных пуццолановых цементах, еще не полностью раскрыт. Однако отмечено, что в хорошо гидратированных пуццолановых портландцементах обнаружена менее компактная фаза C-S-H по сравнению с фазой C-S-H в гидратированных портландцементах. Очевидно, такой продукт образуется в результате химической реакции между кремнеземом пуццолана и известью и создает эффект заполнения больших пор. Таким образом, превращение фаз с высокой плотностью и большими порами в системе портландцементного теста в продукты с низкой плотностью и небольшими порами в результате реакции пуццолана представляется наиболее логичным объяснением увеличения прочности и плотности, которое обычно наблюдается в хорошо гидратированном тесте пуццоланового портландцемента. Также был исследован процесс уменьшения пор и показана его важность для прочности и плотности бетона при использовании золы-уноса и шлака в качестве добавок. Известно, что в бетоне зона контакта между заполнителем и гидратированным цементным тестом играет очень важную роль при определении его механических свойств и характеристик долговечности. В нормальных портландцементных бетонах зона контакта обычно менее плотная, чем массивное тесто, и включает большое количество пластинчатых кристаллов гидроксида кальция, у которых ось с перпендикулярна поверхности заполнителя. Следовательно, она более подвержена образованию микротрещин при растягивающих усилиях, возникающих при изменениях обычных условий температуры и влажности. Таким образом, контактная фаза из-за своей структуры является наиболее слабой фазой в бетоне и поэтому оказывает большое влияние на его свойства. В связи с тем, что минеральные добавки способны изменять водопотребность, консистенцию, водоотделение или сроки схватывания портландцементного теста, очевидно, что они оказывают положительное влияние на структуру и механическую прочность контактной зоны. Кроме того, эти добавки обладают способностью уменьшать размеры пор в гидратированном портландцементном тесте. Следовательно, бетоны, содержащие минеральные добавки, более прочны и долговечны, чем бетоны без добавок. Для инженера-строителя важны и скорость развития прочности бетона, и его конечная прочность.

В молотом гранулированном доменном шлаке гидравлические свойства проявляются в основном так же, как в высококальциевой золе-уносе.

Проницаемость.

Проницаемость затвердевшего цементного теста влияет на стойкость бетона к химической агрессии. Ранее утверждалось, что значения прочности и непроницаемости обратно пропорциональны количеству больших пор (> 100 нм) в гидратированном цементном тесте. Недавнее исследование показало, что введение в портландцемент таких минеральных добавок, как зола рисовой шелухи, зола-унос и гранулированный доменный шлак, может вызывать уменьшение размера пор, т. е. превращение больших пор в мелкие — процесс, который ведет к существенному уменьшению проницаемости.