ИСТОРИЯ ПОЯВЛЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОЙ МИНЕРАЛЬНОЙ ДОБАВКИ – МЕТАКАОЛИН.

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрены основные события, которые повлияли на появление минеральной добавки - метакаолин.

Ключевые слова: вяжущие вещества; портландцемент; микрокремнезём; зола-унос; метакаолин.

История вяжущих веществ от древнейших времен до середины XIX века [1], по существу, является историей поиска гидравлических вяжущих веществ, способных образовывать водостойкий искусственный камень. Необходимость в таких вяжущих веществах возникла тысячелетия назад в связи с ростом городов, а также экспансией человека в северные регионы. Этот поиск, исходя из современных представлений, осуществлялся в двух направлениях: путем придания гидравлических свойств традиционным вяжущим веществам (извести) и путем высокотемпературного синтеза вяжущих веществ, обладающих необходимым уровнем таких свойств.

Метакаолин производится посредствам термической обработки каолина, одного из самых распространенных природных минералов. Каолин - это тонкодисперсная белая глина, которая обычно использовалась при производстве фарфора и в качестве защитного слоя на бумаге. Термин «каолин» произошел от названия китайского города Гаолинг (Kao-ling). Гаолинг примерно переводится как «высокий горный хребет». Именно в этом городе находятся горы,  где был впервые добыт каолин для отправки в Европу.

Подавляющее большинство глины, переработанной в США, добывается в Джорджии. Данный штат признан мировым лидером по добыче, производстве, переработке и применении каолиновых изделий. В течение Мелового и Третичного геологических периодов Атлантический океан покрывал большую южную часть Джорджии. Плато Пидмонт граничит с океаном по, так называемой, «Линии водопадов» (чаще - «колиновый пояс»), простирающейся на северо-восток через штат от Колумбуса до Огасты. После того как выветрившиеся гранитные породы разрушались, их относило к океану, где они образовывали крупные осадочные отложения. Эти отложения, погребенные под 50-100 метрами земли, содержат большие объемы каолина, а также кварца, слюды, лимонита, анатаза. В настоящее время, в Джорджии каждый год добывается 8 миллионов тонн с предположительной стоимостью в 1 миллиард долларов.

Рисунок 1. «Каолиновый пояс», пересекающий центральную Джорджию

Первое использование метакаолина было зафиксировано в 1962 году, когда его включили в состав бетона для ГЭС Жупия (сейчас - ГЭС имени Соуза Диаса) в Бразилии. На рынке он стал доступен с середины 90-х годов и сейчас его стоимость составляет примерно 500 долларов за тонну. Метакаолин обычно содержит 50-55% SiO₂ и 40-45% Al₂O₃. Другие оксиды представлены в небольших количествах, а именно: Fe₂O₃, TiO₂, CaO и MgO. Метакаолиновые частицы в основном размером от 0,5 до 5 микронов в диаметре, что на порядок меньше цементных зерен и на порядок больше частиц тонкого кремнеземного порошка. Метакаолин - вещество белого цвета (несмотря на то, что микрокремнезём обычно темно серого или черного цвета), что делает его чрезвычайно привлекательным и удобным при подборе цветов и многих других применениях данного свойства материала в архитектуре. В связи с контролируемой природой переработки, метакаолиновые порошки очень стабильны и надежны, особенно когда речь идет о внешних и эксплуатационных характеристиках материала. Физические характеристики наиболее используемых пуццоланов (гидравлических добавок) приведены в Таблице 1.

Таблица 1.

Физические характеристики некоторых пуццоланов

Список литературы:

1. Значко-Яворский И.Л. Очерки истории вяжущих веществ от древнейших времен до середины XIX века. Издательство АН СССР, 1963.– 500 с.
2. Корнеев В.И., Брыков А.С. Перспективы развития общестроительных вяжущих веществ. // Цемент и его применение. Журнал. – 2010. – №2. [Текст] – С.51-55
3. Joy M. Justice Evaluation of metakaolins for use as supplementary cementitious materials. A thesis presented to the academic faculty, 2005. –P.134.