Содержание

заполнители для бетона

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОНА

Прочность заполнителя определяется не только прочностью горной породы, из которой он получен, но и крупностью зерен. При выветривании или дроблении породы разрушение происходит по более слабым местам структуры и с уменьшением размера зерен прочность их как бы повышается. Естественные пески обладают прочностью при сжатии и растяжении, как правило, более высокой, чем прочность раствора или цементного камня Прочность крупных заполнителей из прочных горных пород (гранита, диабаза и др.) превосходит по прочности раствор. Прочность пористых заполнителей может быть равна или меньше прочности раствора.

Прочность бетона на гранитном щебне несколько выше прочности раствора. При применении менее прочного крупного заполнителя прочность бетона при увеличении прочности раствора возрастает лишь до определенных значений и дальнейшее повышение прочности растеора не приводит к повышению прочности бетона. Предельно достижимая прочность бетона тем ниже, чем меньше прочность крупного заполнитепя, причем ее значение зависит также и от содержания заполнителя, постепенно увеличиваясь с уменьшением его количества. Влияние крупного заполнителя на прочность бетона приходится учитывать при проектировании составов легкого бетона на пористых заполнителях В этом случае для получения плотности в бетон вводят легкий пористый заполнитепь. Следует заметить, что выше линии располагается область наиболее экономичных по расходу цемента составов, которые желательно применять на производстве.

Большое влияние на прочность бетона оказывает чистота заполнителя. Пылевидные и осибенно глинистые примеси создают на поверхности зерен заполнителя пленку, препятствующую сцеплению их с цементным камнем. В результате прочность бетона значительно понижается (иногда на 30. . . 40%). Корректировать отрицательное влияние грязного или некачественного заполнителя на свойства бетона путем повышения расхода цемента недопустимо.

Заполнители для бетона

С. М. Ицкович, Л. Д. Чумаков, Ю. М. Баженов

«ТЕХНОЛОГИЯ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ БЕТОНА»

Учебник для строительных вузов по специальности «Производство строительных изделий и конструкций»

Допущено Государственным комитетом СССР по народному образованию в качестве учебника для студентов высших учебных заведений,

обучающихся по специальности

изделий и конструкций»

Москва «Высшая школа» 1991

Рецензенты: кафедра строительных материалов Киевского ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительного института (зав кафедрой проф. И. А. Пашков); д-р техн. наук, проф. И. Е. Путляев (НИИЖБ Госстроя СССР)

В учебнике рассмотрены сведения об источниках сырья для получения заполнителей, технологии их производства, технологические требования к заполнителям, их свойства и методы испытаний, особенности применения в бетонах. Уделяется внимание более доступным и дешевым заполнителям, а также производству их из местного сырья и отходов промышленности. Рассматриваются основные вопросы снижения материалоемкости, экономии топливно-энергетических ресурсов и повышения качества заполнителей.

Подошло к концу изложение курса. Каким авторы учебника видят студента на этом этапе обучения? Что он должен знать, чему научился?

Главное — это знание основ технологии производства и применения разнообразных по свойствам заполнителей для бетонов различного назначения. Для получения какого бетона какой требуется заполнитель, для производства какого заполнителя какое требуется сырье, как это сырье добыть и как переработать, чтобы получить заполнитель с требуемыми свойствами — вот основные вопросы, которые призван решать специалист.

Сырьевая база производства заполнителей весьма широка. Специалиста отличает ориентация в вопросах профессиональной оценки и разработки месторождений природного сырья, способность к изысканию источников местного сырья, чтобы по возможности избежать его дальних перевозок, эрудиция в отношении возможного использования имеющихся промышленных отходов. Последняя проблема приобретает такую важность, что продолжающееся неиспользование ряда промышленных отходов мы, строители-технологи, должны считать своей недоработкой.

Особое внимание привлекают вопросы качества заполнителей, обеспечиваемого не только рациональной технологией основных переделов их производства, но и современными способами последующего обогащения с повышением однородности заполнителей как одного из важнейших показателей их качества.

Наконец, авторы надеются, что экономическое мышление, пронизывающее многие страницы книги, воспринято студентами, и каждое техническое решение, каждый технологический прием они смогут экономически обосновать. А экономическое обоснование — это в заданных условиях достижение поставленной цели с наименьшими затратами.

В книге описано несколько десятков различных заполнителей и соответствующие им технологии. При этом авторы не ставили перед собой цель исчерпывающе описать все, тем более, что промышленность развивается, научные изыскания ведут к новым решениям, рассматриваемая тема находится в движении. Наряду с технологиями, освоенными нашей промышленностью, даны сведения о научных разработках ряда институтов и организаций различных регионов страны, частично освещен зарубежный опыт.

Для более глубокого изучения тех или иных заполнителей и технологий студентам рекомендована специальная литература. Непременным условием дальнейшего творческого роста специалиста является его самосовершенствование, самостоятельная работа, стимулируемая интересом к избранной специальности.

Заполнители для бетона и основные требования к ним

В состав любого бетонного раствора входят вяжущее вещество (цемент) и специальные заполнители. Цемент, реагируя с жидкостью, схватывается и твердеет. Так вяжущее тестообразное вещество становится твердым и очень прочным. Доля заполнителей в общей массе бетонной смеси может составлять до 85%. Эти ингредиенты бетона имеют важные функции.

Роль заполнителей в бетонах и растворах

Данные вещества выполняют следующие задачи:

Сокращают расход цемента. Такие материалы занимают значительную часть объема бетонного раствора, делая его более доступным по стоимости.
Повышают стойкость застывшего бетона к возникновению трещин. Цементный камень без таких добавок более подвержен раскалыванию в связи со склонностью к усадке и деформации. Современные заполнители играют роль жесткого остова бетона, снижая его усадку по сравнению с усадкой цемента без подобных добавок в несколько раз.
Увеличивают прочность затвердевшего бетонного раствора, улучшают модуль упругости бетона. Жесткий скелет из заполнителя минимизирует деформацию конструкции под воздействием нагрузки, снижает ползучесть бетона. Таким образом бетонный раствор после затвердевания защищается от возникновения необратимых пластических деформаций различного характера.
Пористые, легкие заполнители уменьшают теплопроводность и плотность бетона. Благодаря этому такой раствор можно использовать для создания ограждающих или теплоизоляционных конструкций.
Специальные гидратные и особо тяжелые заполнители придают конструкции из бетона стойкость к проникающей радиации.

Заполнители для бетона: разновидности

Группировка подобного сырья основывается на следующих факторах:

Величина зерен. По данному критерию выделяют заполнители:
1. Крупные. В данную группу входят материалы с зернами размером более 5 мм. Примером таких материалов являются щебень и гравий. Они различаются формой зерен. Щебень состоит из зерен угловатой формы, гравий – элементов окатанной и округлой формы.
2. Мелкие. Мелкий заполнитель – песок, величина зерен которого не больше 5 мм.
Насыпная плотность материала. Крупнофракционные заполнители подразделяются на легкие и тяжелые. Материалы первого вида имеют массу до 1000 кг/м3, сырье второго вида – массу более данного показателя.
Структура материала. Заполнители бывают плотными и пористыми.
Происхождение материала. По данному критерию выделяют два вида заполнителей:
1. Природные. Такие материалы могут быть получены тремя способами:
  - Добыча непосредственно на месторождении. Такие заполнители сразу могут применяться для приготовления раствора из бетона.
  - Сортировка песчано-гравийных составов природного происхождения. В результате такой операции добывается песок и гравий.
  - Дробление горных пород в щебень и песок.
2. Искусственные. Создаются искусственным способом из отходов промышленности.
Назначение заполнителей. По данному критерию выделяют заполнители для легких бетонов и тяжелых смесей. Существуют также заполнители для декоративного бетона, жаростойких бетонных смесей, бетона с устойчивостью к радиации, кислотам или щелочам.

Требования к заполнителям бетона

Занимая собой внушительную часть объема бетона, заполнители оказывают большое влияние на его характеристики. Поэтому к таким материалам предъявляют определенные требования. Они заключаются в следующем:

В заполнителях (крупных и мелких) соотношение зерен разного размера должно попадать в определенные пределы. Другими словами, любой заполнитель должен обладать определенным зерновым (гранулометрическим) составом. Данное требование обуславливается необходимостью максимального насыщения строительного раствора зернами заполнителя. Для определения пропорций различных по величине зерен в материале используются сита с ячейками разного размера. Исследуемый заполнитель делится на фракции. Полученные показатели сравниваются с требованиями стандарта.
Любой заполнитель для бетонного раствора не должен оказывать негативного влияния на процесс затвердения цемента или ухудшать прочность и долговечность застывшей смеси. Для выполнения данного требования специалисты определяют степень прочности, морозостойкости, устойчивости к разнообразным физическим и химическим воздействиям заполнителей, а также их минеральный состав и особенности их зерен.
Заполнители должны обладать определенной степенью чистоты. Илистые, пылевидные частицы обволакивают поверхность зерен материала, снижая их способность сцепляться с цементом. Это негативно сказывается на качественных характеристиках бетона. Поэтому доля пыли и глинистых частиц в крупнофракционном заполнителе не должна превышать 1%.

Исследования заполнителей выполняются методом отбора проб. В ходе такой работы из материала специалисты берут определенное число частных проб. Результаты исследования этих проб усредняются и распространяются на весь объем исследуемого заполнителя.

Применение заполнителей для бетона

Каждый вид заполнителя придает строительному раствору определенные свойства, что обеспечивает его применение в определенных случаях. Очень важно правильно подбирать составляющие бетона, чтобы получить раствор с определенными техническими параметрами. Подбор таких материалов осуществляется с учетом многих аспектов, в том числе вида используемого бетоносмесителя. При его выборе учитывается также его предназначение, будь то улучшение прочности, придание раствору стойкости к теплу и жару или химическому воздействию агрессивных веществ. При необходимости возведения сооружений, стойких к радиационному излучению, используется антирадиационный заполнитель. При создании ограждений, эстетически привлекательных сооружений и фасадов применяется декоративный бетонный заполнитель. Распространенные заполнители – щебень, гравий и песок – применяются при создании большинства видов бетонных растворов. Объясняется это тем, что такие материалы придают смеси необходимые качественные и прочностные характеристики.

Обзор заполнителей для бетонных смесей

Качественные заполнители для бетона необходимы для создания жесткого каркаса, уменьшения усадки. На их долю приходится до 80 % общей массы. Потому от правильного выбора значительно зависят долговечность, антикоррозионные и другие свойства, а также цена стройматериала.

Прежде всего, заполнители для бетонной смеси делятся на натуральные (добытые из недр земли) и полученные искусственно (продукты горения или отходы различных технологических процессов). По функциональному назначению — для разных видов растворов (легких, кислотостойких и так далее). Еще одна классификация заполнителей бетона осуществляется по фракционному составу. Зависимо от модуля крупности, выделяют частицы: крупные (5–70 мм), мелкие (0,16–5). Это достаточно условно, так как некоторые отечественные нормативные акты позволяют применять ограниченное количество веществ с размерами зерен, выходящими из указанных пределов.

1. Крупные заполнители.

По насыпной плотности и в зависимости от структуры частиц такие заполнители бывают:

тяжелыми с Р нас > 1,200 г/м3 (гравий, щебень);
пористыми с Р нас

Специфика сооружений из пеноблоков обнаруживает серьезную проблему образования в местах расположения стыков выраженных мостиков холода. .

Приступая к ремонту, следует уделить внимание используемым инструментам, ведь от их надежности зависит успешность проведения .

Конструкции из бетона являются самыми практичными и надежными. Благодаря новейшим технологиям, мощный бетонный и железобетонный .

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОНА

Заполнители занимают в бетоне до 80 % объема и оказывают влияние на свойства бетона, его долговечность и стоимость. Введение в бетон заполнителей позволяет резко сократить расход цемента, являющегося наиболее дорогим и дефицитным компонентом. Кроме того, заполнители улучшают технические свойства бетона.

Жесткий скелет из высокопрочного заполнителя несколько увеличивает прочность и модуль деформации бетона, уменьши т деформации конструкций под нагрузкой, о также ползучесть бетона — необратимые деформации, возникающие при длительном действии нагрузки Заполнитель уменьшает усадку бетона, способствуя получению более долговечного материала. Усадка цементного камня при его твердении достигает 1 . 2 мм/м. Из-за неравномерности усадочных деформаций возникают внутренние напряжения и даже микротрещины.

Заполнитель воспринимает усадочные напряжения и в несколько раз уменьшает усадку бетона по сравнению с усадкой цементного камня.

Пористые естественные и искусственные заполнители, обладая малой плотностью, уменьшают плотность легкого бетона, улучшают его теплотехнические свойства. В специальных бетонах (жаростойких, для защиты от радиации и др.) роль заполнителя очень высока, так как его свойства во многом определяют специальные свойства этих бетонов.

В силикатных бетонах заполнитель помимо своего обычного назначения играет особо важную роль, так как его зерна с поверхности вступают во взаимодействие с вяжущим веществом и от их минералогического состава и удельной поверхности во многом зависят свойства получаемого бетона.

Стоимость заполнителя составляет 30 . 50% (а иногда и более) от стоимости бетонных и железобетонных конструкций, поэтому применение более доступных и дешевых местных заполнителей в ряде случаев позволяет снизить стоимость строительства, уменьшает объем транспортных перевозок, обеспечивает сокращение сроков строительства.

Правильный выбор заполнителей для бетона, их разумное использование — одна из важных задач технологии бетона.

В бетоне применяют крупный и мелкий заполнитель. Крупный заполнитель (более 5 мм) подразделяют на гравий и щебень. Мелким заполнителем в бетоне является естественный или искусственный песок.

К заполнителям для бетона предъявляются требования, учитывающие особенности влияния заполнителя на свойства бетона. Заполнитель представляет собой совокупность отдельных зерен т. е. является зернистым материалом, для которого имеется ряд общих закономерностей. Наиболее существенное влияние на свойства бетона оказывают зерновой состав, прочность и чистота заполнителя

Зерновой состав показывает содержание в заполнителе зерен разной крупности. Он определяется просеиванием пробы заполнителей через стандартные сита с величиной отверстий от j), 14 до 70 мм и более. Различают рядовой заполнитель, содержащий зер- на различных размеров, и фракционированный, когда зерна заполнителя разделены на отдельные фракции, включающие зерна близких между собой размеров, например 5 . 10 или 20 . . 40 мм. Заполнитель характеризуется наименьшей и наибольшей крупностью, под которыми понимают размеры наименьших” или наиболее крупных зерен заполнителя

На строительных объектах или заводах сборного железобетона зерновой состав заполнителя подбирают, используя реальные песок и щебень и устанавливая такое соотношение между ними, чтобы кривая зернового состава по возможности приближалась к идеальной кривой, однако допустимы некоторые отклонения. Некоторое ухудшение зернового состава в этом случае легко компенсируется или очень незначительным повышением расхода цемента, или более эффективным способом уплотнения бетонной смеси, при этом достигается заметное упрощение технологии и снижение стоимости бетона. Поэтому в ГОСТах и ТУ всегда указывается не один рекомендуемый зерновой состав, а допускаются колебания в соотношениях отдельных фракций, при которых еще не наблюдается значительного ухудшения свойств смеси заполнителей.

Правильный выбор зернового состава заполнителя или соотношения между песком и щебнем может быть сделан только с учетом состава бетона, в частности с учетом содержания цемента и воды (см. гл.-10). В бетонах низких и средних марок с расходом цемента 200 . 300 кт/м3 при подвижной бетонной смеси наилучшие результаты обеспечивает зерновой состав, близкий к идеальным кривым просеивания. В бетонах высокой прочности с повышенными расходами цемента и в жестких бетонных смесях долю песка или мелких фракций заполнителя в его общем объеме целесообразно несколько уменьшать, исходя из конкретных свойств заполнителя и состава бетона.

С зерновым составом непосредственно связана пустотность заполнителя, определяемая возможностью его плотной уь падки. На пустотность влияет также форма его зерен. Пустотность заполнителя является важной характеристикой, так как в известной мере определяет расход цемента (чем больше пустот, тем больше требуется цемента для их заполнения) и другие свойства бетона.

Теоретически объем пустот в заполнителе не зависит от крупности его зерен. Представим себе, что все зерна заполнителя имеют один размер и располагаются в кубе единичного объема либо рядами, либо в шахматном порядке.

В действительности наиболее и наименее плотные укладки мало вероятны и практически будут иметь место какая-то промежуточная система укладки и, следовательно, средняя пустотность, определяемая степенью уплотнения. С увеличением угловатости зерен вероятные значения пуетотности возрастают. Особенно же увеличивается пустотность при применении зерен удлиненной формы (игольчатых, лещадных).

Если зерна смешиваемых фракций не очень отличаются размером, то размер мелких зерен окажется больше, чем размер пустот между крупными зернами, и мелкие зерна, не умещаясь в пустотах, несколько раздвинут крупный заполнитель. В результате пустотность всей системы может не только уменьшиться, но даже увеличиться. Для получения наиболее плотной смеси двух фракций необходимо, чтобы размер зерен одной фракции был приблизительно в 6,5 раза меньше размера зерен другой фракции (смешивайте крупного заполнителя с песком). Однако большее распространение получили заполнители с непрерывным зерновым составом, хотя и имеющие несколько Повышенную пустотность, но менее склонные к расслоению и чаще встречающиеся на практике.

Пустотность заполнителей колеблется от 20 до 50% В бетоне желательно использорать заполнители, состоящие из нескольких фракций и имеющие наименьшую пустотность.

Соотношение между песком и щебнем (гравием), при котором получается минимальная пустотность, можно ориентировочно определить, полагая, что песок полностью заполнит пустоты между зернами крупного заполнителя с учетом некоторой их раздвижки зернами песка.

Важной характеристикой заполнителя, связанной с его зерновым составом и определяющей его влияние на свойства бетона и бетонной смеси, является удельная поверхность зерен заполнителя.

При определении удельной поверхности щебня частные остатки делят на коэффициенты по мере возрастания размера зерен: частный остаток на сите 5 мм — на коэффициент 2, на ситах 10, 20, 40 мм — соответственно на 4, 8, 16.

Существуют приборы, позволяющие определять удельную поверхность непосредственно опытным путем, однако для одного материала по разным методикам получают неодинаковые величины удельной поверхности заполнителя. Поэтому при сравнении удельной поверхности заполнителей с различающимся зерновым составом необходимо пользоваться какой-то одной методикой определения.

Удельные поверхности природных среднезернистых песков колеблются от 50 до 100 см2/г.

Для получения монолитного бегона необходимо, чтобы цементное тесто не только заполнило пустоты между зернами песка, ной раздвинуло зерна с целью создания между ними цементной прослойки. Расход цемента на получение подобной оболочки зависит от удельной поверхности заполнителя, возрастая с уменьшением размера зерен. В результате с увеличением удельной поверхности заполнителя либо повышается техническая вязкость бетонной смеси, либо для получения определенной жесткости или подвижности смеси приходится увеличивать расход воды и соответственно расход цемента, чтобы обеспечить получение бетона заданиой прочности.

Добавление к крупному заполнителю мелкого уменьшает его пористость, но одновременно увеличивает удельную поверхность, поэтому окончательное влияние заполнителя на бетон лучше всего определять непосредственным испытанием заполнителя в бетоне.

Заполнители для бетона и раствора

Бетонные строительные смеси различаются по структуре и составу. Все зависит от компонентов, используемых при их приготовлении. Непостоянными ингредиентами, которые определяют целевое назначение стройматериалов, являются заполнители. В бетонах наблюдается более высокая пористость, непроницаемость или другие специальные свойства, такие как жаростойкость, кислотоустойчивость.

Определение

Заполнители представляют собой натуральные или искусственные вещества, гранулометрический состав которых строго определенный. Их добавляют в бетонную смесь в требуемом соотношении к остальным компонентам. Большее или меньшее количество и тип наполнителя определяют марки бетона, а также свойства готового изделия.

Принцип действия заполнителя: зерна определенной фракции скрепляются с цементом, преобразуясь в прочное камневидное тело.

Содержание наполнителя в бетоне может достигать 80%. Это позволяет снизить расход цемента, песка и более дорогостоящих добавок без потери необходимых свойств.

Назначение

Целью применения заполнителей для цементной смеси является создание прочного каркаса, выдерживающего мощные нагрузки. Готовый продукт способен противостоять разрушениям, имеет высокий коэффициент усадки и придает антикоррозионные свойства арматурному каркасу.

Овражный и карьерный песок с мелкой фракцией применяются в качестве наполнителей для кладочных смесей. Для осуществления конструкционных работ из бетона, используется речной песок с минимальным содержанием примесей. Для приготовления штукатурных смесей применяется мраморная или гранитная крошка круглой формы с фракционным составом до 3 мм.

Таким заполнителям отдают предпочтение при приготовлении бетонов промышленного, жилищного, военного назначения. Такой категории веществ отвечает щебень или гравий с размером зерен 0,5—12 см и насыпной плотностью более 1 000 кг/м3. Наиболее крупные материалы предназначены для строительства массивных конструкций или кладки слоев толщиной более 40 см.

На мелких заполнителях готовятся бетоны для монолитного, индивидуального и каркасного строительства, например, при обустройстве фундаментов. Такие фракции удобны для смешения в портативных бетономешалках. Когда высокая прочность не требуется, наполнителем могут быть отходы производства, такие как шлаки, зола, кирпичный бой, бетонная крошка.

На пористом заполнителе, таком как керамзит, туф, пемза, вермикулит, пенопласт, готовится легкая марка строительной смеси, используемой в малоэтажном строительстве. Из их растворов делают стяжки, легкие стеновые блоки. Насыпная плотность заполняющих веществ до 1 000 кг/м3. Они снижают теплотехнические параметры готовых конструкций за счет уменьшения густоты строительной смеси.

Порошковые и газообразующие добавки используются при изготовлении сверхлегких пористых бетонов с повышенными теплоизоляционными характеристиками. С их помощью получают пено- и газобетон. Заполнитель дает такие преимущества бетону:

Экономия основного вяжущего вещества — цемента.
Нормализация усадочных деформаций и снижение напряжений от усадки в 10 раз.
Повышение прочности бетона за счет создания жесткого скелета.
Снижение ползучести раствора.
Увеличение упругости.
Снижение плотности и теплоотдачи при применении легких пористых веществ, что позволяет создавать большие, но легкие строительные блоки.
Возможность обеспечение защитных свойств от радиации за счет применения сверхтяжелых и гидратных заполнителей.

Вернуться к оглавлению

Основные виды и их описание

Сегодня предлагается широкий ассортимент наполнителей для цементных смесей, придающих готовым конструкциям разные технико-экономические свойства. Подразделение на виды осуществляется по величине частиц и по назначению добавки. Основная классификация заполнителей бетона включает такие группы, как:

природные вещества;
искусственные материалы;
промышленные отходы.

Первый и третий типы добавляются в бетонную массу без изменения свойств, внешнего вида или химического содержания. Искусственно полученные заполнители получают из нерудных материалов путем предварительной обработки. Их основные достоинства заключаются в высокой чистоте и отменном качестве, благодаря чему желаемый материал будет полностью соответствовать предъявляемым требованиям.

Мелкие добавки

Вещества с величиной зерна 0,16-5 мм используются с целью уменьшения зазоров между большими частицами смеси. В зависимости от выбранного соотношения ингредиентов, варьируется крепость готового бетонного изделия. Наиболее распространенным мелким заполнителем является натуральный или искусственный песок. Природный песок классифицируется на слюду, кварцевый материал, кальцит, полевой шпат. На качество песка влияют минеральное содержание и фракционность, наличие глины или других примесей.

Зернистость контролируется рассевом на ситах с разной величиной ячеек. Содержание пыли должно быть менее 5%, а частицы более крупного размера (свыше 10 мм) не должны присутствовать вообще. Оставшаяся фракция распределяется по гранулометрическому модулю. От точности размерного состава песка зависят конечные свойства бетона.

От органических примесей и глины песок тщательно отмывается, так как они способны снизить морозостойкость готового изделия. Бетон на мелком заполнителе, таком как тонкораздробленная полимерная фибра, позволяет получить плотные безусадочные конструкции.

Наполнители повышенной крупности

Самым распространенным типом крупного наполнителя является гравий или щебень с величиной 0,5—7 см. Гравий состоит из гладких частиц округлой формы, а щебень — из шероховатых элементов неправильной геометрии. Для некоторых сверхтяжелых бетонов применяются наполнители, у которых средняя величина составляет 15 см.

Щебень считается более чистым, так как создается искусственным путем. В гравии, как природном материале, встречаются примеси. Шероховатость щебня повышает адгезионные свойства цемента, поэтому его чаще используют в растворах для приготовления высокопрочных конструкций.

Качества крупных материалов определяются по минеральному содержанию, фракционности, степени прочности сырья. Последний показатель должен минимум в полтора раза превышать прочность получаемого бетона. Морозостойкость заполнителя отвечает за стойкость бетонной массы к критично низким температурам.

Классификация по назначению

Существуют заполнители для целевого использования:

получения тяжелых или облегченных стройматериалов;
приготовления декоративных смесей;
создания плотных бетонов с повышенной теплоизоляцией;
образования кислотостойких, жаростойких, радиационноустойчивых или им подобных изделий особого назначения.

Вернуться к оглавлению

Специальные заполнители

Жаростойкостью, пожаростойкостью, радиационной стойкостью, повышенной пористостью, морозо- и теплостойкостью и подобными свойствами наделяются изделия с раствором на специфических заполняющих веществах.

Существует три основных вида:

Натуральные — пемза, вулканических шлак или туф, карбонаты.
Искусственные — керамзит, аглопорит, гранулированный или отвальный шлак, вспученный перлит или вермикулит.
Полученные из производственных отходов — топливные, отвальные или металлургические шлаки, грубодисперсные золы уносы и золошлаковые смеси.

Их величина должна колебаться в средних пределах 5—40 мм.

Теплоизоляционные

Для теплых стяжек применяются теплоизоляционные сверхлегкие наполнители: искусственный полистирол или древесные опилки природного происхождения.

Прочие добавки

Наряду с перечисленными выше заполнителями, в бетоны могут быть добавлены прочие добавки, наделяющие его специфическими характеристиками.

Антипирены предназначены для повышения противопожарных свойств. Эта возможность обеспечена их способностью плавиться, выделяя противостоящие горению газы.
Порозаполнители повышают влагостойкость и прочностные характеристики бетонов за счет заполнения пор. Их наносят на уже готовый камень.
Газообразователи изменяют структуру камня, придают пористость. Наиболее часто используется алюминиевая пудра. С ее помощью получают неавтоклавные газоблоки.
Добавки, ускоряющие застывание смеси.
Пластификаторы.

Вернуться к оглавлению

Таким образом, заполнители считаются наиболее важным ингредиентом бетона. Они наделяют его уникальными свойствами, изменяя структуру. К их выбору нужно подходить ответственно, учитывая отдельные характеристики самого заполнителя и целевое назначение готового камня.

Более функциональные бетонные конструкции, полученные путем разумного использования добавок и заполнителей, способны противостоять практически любому воздействию извне.

Заполнители для бетона: классификация и особенности использования

Заполнители для бетонов – это искусственные или природные материалы, имеющие определенный зерновой состав. Заполнители в составе бетонной смеси занимают до 80% по объему. Применение заполнителей позволяет в значительной степени сократить использование вяжущих веществ.

Такие составляющие, добавленные в цементное тесто, позволяют создать необходимую жесткость, воспринимают на себя возникающие при усадке напряжения и уменьшают общую усадку готового бетона приблизительно в 10 раз при сравнении с цементным камнем. Кроме того, добавление заполнителей повышает прочность и упругость бетона, уменьшает коэффициент ползучести при нагрузке.

Категории бетонов

В зависимости от добавляемых заполнителей, бетон можно разделить на несколько категорий.

Цементный – широко применяемый в строительстве бетон. При производстве такого бетона используется портландцемент, шлакопортландцемент или пуццолановый портландцемент. Могут использовать цветные цементы.

Силикатный – такой бетон производится с использованием извести. Для твердения и набора прочности необходимо применять автоклавирование. Используется редко.

Гипсовый – производится с добавлением гипса. Используется для устройства внутренних перегородок, подвесных потолков и т.п.

Шлакощелочной – бетон, изготовляемый из измельченных шлаков. Затворение бетонной смеси производится щелочными растворами.

Полимербетон – изготовляется на основе специальных смол, цемента и латекса.

Специальный бетон – при его производстве, в зависимости от требований, используются специальные виды добавок (жидкое стекло или другие компоненты).

По структуре и характеру заполнителей бетоны подразделяются на несколько классов.

Особо легкий бетон. Объемный вес не более 500 кг/м 3 . Заполнители: керамзит, аглопорит, вермикулит и т.п.
Легкий бетон. Объемный вес менее 1800 кг/м 3 . Заполнители: пемза, вулканический туф, известняк, ракушечник.
Тяжелый бетон. Объемный вес больше 1800 кг/м 3 . Заполнители: гравий и щебень горных пород.
Особо тяжелый бетон. Объемный вес больше 2700 кг/м 3 . Заполнители: барит, магнетит, гематит.

Виды заполнителей

При производстве бетона, в зависимости от технических требований, используются различные виды заполнителей, которые подразделяются на три основные группы:

естественные, в т. ч. из отходов обогащения и попутно добываемых материалов;
изготовленные из отходов промышленности;
изготовленные искусственным способом.

Также все заполнители для бетона классифицируются по форме зерен:

имеющие округлую форму (песок, гравий и т.п.);
имеющие угловатую форму и получаемые в результате дробления.

Требования к заполнителям для бетонов

Крупные заполнители

В качестве заполнителя крупных фракций, при производстве тяжелых бетонов может использоваться щебень из горных пород, имеющий плотность 2,0–2,8 г/см 3 по ГОСТ 8267, щебень из доменных металлургических шлаков по ГОСТ 5578, также заполнитель из шлаков ТЭС по ГОСТ 26644.

Крупные заполнители для бетонов, в зависимости от предъявляемых требований к конечному продукту, подбираются по следующим параметрам:

наибольшая крупность фракции и зерновой состав, нормируется с учетом густоты армирования;
наличие глинистых и пылевидных примесей, не должно по массе быть больше 2% для бетона В22,5 и 3% для марки бетона В20;
форме, наличие иглообразных и пластинчатых зерен по массе не должно быть больше 35%;
морозостойкости, морозостойкость заполнителя должна соответствовать марке бетона;
содержанию частиц слабых пород, по массе таких частиц должно быть не больше 5%;
радиационно-гигиеническим показателям.

Мелкие заполнители

В качестве мелкого заполнителя для бетона могут использоваться природный песок, отсев, получаемый при дроблении горных пород. Такие пески должны иметь плотность 2,0–2,8 г/см 3 и соответствовать требованиям ГОСТа 8736. Также могут использоваться золошлаковые смеси ГОСТ 25592, песок из металлургических шлаков ГОСТ 5578.

Мелкий заполнитель для бетонов подбирается по составу зерен, наличию глинистых и пылевидных частиц, радиационно-гигиеническим показателям, петрографическому составу. Также учитывается коэффициент водопоглощения, плотность, прочность исходного материала на сжатие.

Влияние наполнителя на марку бетона

Марка бетона – показатель его прочности на сжатие. Этот параметр измеряется после просушки в нормальных условиях бетонного кубика со стороной 20 мм.

На этот параметр большое влияние оказывает наполнитель. Как правило, наполнитель для бетона должен иметь прочность в два раза выше, чем сам раствор. Это необходимо для того, чтобы добиться необходимых характеристик бетона, не допустить деформации изделия во время набора прочности.

Заполнители для бетона и раствора

Определение

Назначение

Экономия основного вяжущего вещества — цемента.
Нормализация усадочных деформаций и снижение напряжений от усадки в 10 раз.
Повышение прочности бетона за счет создания жесткого скелета.
Снижение ползучести раствора.
Увеличение упругости.
Снижение плотности и теплоотдачи при применении легких пористых веществ, что позволяет создавать большие, но легкие строительные блоки.
Возможность обеспечение защитных свойств от радиации за счет применения сверхтяжелых и гидратных заполнителей.

Вернуться к оглавлению