Заполнители для бетона


Заполнители бетона

Заполнители бетонов применяются  в виде щебня, гравия и песка из легких естественных и искусственных пористых каменных материалов. Пористые заполнители должны удовлетворять требованиям: ГОСТ 9757—61 «Заполнители пористые неорганические для легких бетонов. Классификация»; ГОСТ 9758—61 «Заполнители пористые неорганические для легких бетонов. Методы испытаний»; ГОСТ 759—61 «Гравий керамзитовый»; ГОСТ 9760—61 «Щебень и песок из пористых металлургических шлаков».

По крупности зерен пористые заполнители делятся: на песок — до 1,2 мм и от 1,2 до 5 мм, щебень и гравий —5—10; 10—20; 20—40 мм.

По показателям объемного насыпного веса в кг/м3 заполнители делятся на следующие марки:

100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 800, 1000 и 1200 (только для песка).

По соглашению сторон для пористого песка, используемого для высокопрочных легких бетонов, насыпной вес допускается до 1300 кг/м3.

В зависимости от предела прочности при сжатии зерен крупных пористых заполнителей (испытывают кубы с ребром 2—3 см) различают следующие группы:

рыхлые — прочность до 10 кг/см2

слабопрочные —  от 10 до 25 кг/см2

прочные —  от 25 до 100 кг/см2

высокопрочные—  выше 100 кг/см2

По показателям относительной прочности в кг/см2, определяемой путем сдавливания пуансоном, погружаемым гидравлическим прессом на глубину 50 мм, зерен заполнителя в цилиндре диаметром и высотой 120 мм (ГОСТ 9758—61), щебень и гравий делят на группы: 200, 150, 100, 50, 35, 25, 10 и 5.

По происхождению заполнители подразделяются на природные и искусственные (отходы промышленности и специально изготовляемые).

Природные заполнители вулканического и осадочного происхождения (насыпной объемный вес):

Заполнители бетонов Объемный вес, кг/м3
щебень пемзовый 300—800
щебень из ракушечника 450—1000
щебень из вулканических туфов 600—1200
щебень известково-туфовый и из пористого известняка 800— 1300
щебень из вулканических шлаков 100—800
песок: пемзовый 500—900
туфовый 650—1300
из ракушечника 800—1300
из вулканических шлаков 600— 1100
щебень из вулканических туфов 600—1200
Искусственные заполнители
гравий и щебень керамзитовый 250—900
щебень из аглопорита 450—1000
щебень из шлаковой пемзы (термозита) 500—1000
перлит вспученный 80—200
вермикулит вспученный 100—300
песок: керамзитовый, аглопоритовый, термозитовый 900 — 1250
щебень кирпичный 900—1250
щебень из доменных кусковых отвальных шлаков 500—1300
доменные гранулированные шлаки 500—1200
топливные кусковые шлаки 600—1100
щебень из горелых пород 650—1300
щебень кирпичный 400—700

Основные требования к пористым заполнителям: содержание мусора и свободных окисей кальция и магния не допускается;

зерна заполнителя должны быть стойкими против изменения объема и не распадаться;

содержание серы, считая на SO3,— не более 1—4% (по весу, соответственно для железобетона — бетона);

морозоустойчивость устанавливается соглашением сторон (определяется числом циклов замораживания и оттаивания до потери в весе до 10%).

Топливные шлаки — отходы от сжигания в котельных топках различных видов твердого топлива. В зависимости от исходного топлива шлаки делят на антрацитовые, каменноугольные, бурых углей, торфяные и т. д. Шлаки подмосковных бурых углей и торфа часто дают недостаточно стойкие бетоны, поэтому их можно применять после длительного выдерживания в отвалах или после освобождения от угля спеканием на специальных установках. Перед применением эти шлаки должны подвергаться лабораторной и производственной проверке на прочность и морозостойкость при расходах вяжущего, не превышающих установленных норм.

Для капитальных зданий рекомендуются лишь антрацитовые каменноугольные шлаки, пролежавшие в отвалах не менее 3 месяцев.

Таблица 63 — Допускаемые содержания несгоревшего топлива в топливных шлаках и золах в процентах (потеря в весе при прокаливании)

Наименование материала При применении

шлака в

бетоне крупнопорист. бетоне железо бетоне
Шлаки и золы от сжигания углей: антрацитовых 20 15 10
каменных 15 10 10
смешанных (бурых и каменных) . 10 5 5
бурых и торфа 5 2
Горелые породы, образовавшиеся при добыче: антрацита и каменных углей 8 5 2
бурых углей 5

Топливные шлаки в зависимости от содержания в них вредных примесей подвергаются следующим способам подготовки:

—  освобождению от металлических примесей пропуском через электромагнитный сепаратор;

—  сортировке и дроблению:

—  освобождению от несгорсвшего топлива путем выжигания или спекания, отсева мелких фракций, добавки природного песка взамен мелких отсеянных фракций.

Аглопорит — пористый заполнитель, полученный обработкой на спекательных решетках зол или смесей их с топливными шлаками или с глиной, пригоден для бетона и железобетона.

Шлаковая пемза (вспученные доменные шлаки или термозит) — искусственная пемза получается при быстром охлаждении огненно-жидких шлаков небольшим количеством воды или пара, применяется для бетона и железобетона

Гранулированные доменные шлаки — отходы, получаемые при выплавке чугуна и превращенные быстрым охлаждением водой или воздухом в мелкие частицы, применяются для бетона и железобетона.

Горелые породы — отходы каменноугольной и сланцевой промышленности — глинистые и песчанистые сланцы с содержанием глинозема 15—25%, ярко-красного или буро-красного цвета. Качество породы тем выше, чем меньше в ней необожженных кусков (порода не должна давать клейкого теста после выдержки ее в воде) и чем больше глинозема.

Горелые породы проявляют вяжущие свойства (активизируются) при совместном помоле с известью (5—10%) или известью с добавкой цемента (2%), гипса (2°/0) или хлористого кальция (1%). для некоторых пород (песчанистых — кирпичного цвета) активизатором может служить известь (15%) и основной гранулированный шлак (15—25%).

Керамзит относится к специально изготовленным пористым заполнителям. Получают его особым обжигом глины во время которого из нее выделяются вспучивающие глину газы. Для получения керамзита пригодно большинство глин, содержащих не менее 7—8% окислов железа, некоторое количество органических примесей и допускающих при обжиге большой интервал размягчения. Керамзит готовят в виде щебня, гравия и песка. Керамзитовый гравий и песок можно получать обжигом во вращающихся печах дробленого глинистого сланца и подсушенной глины. Применение его возможно как для бетона, так и для железобетона марок до 200—300.

В качестве пористого заполнителя можно использовать малоцементный и бесцементный автоклавный и неавтоклавный пено — и газобетон, если это оправдывается технико-экономическими расчетами; вспученные вермикулит и перлит, пенокералит и т. д. Оптимальный гранулометрический состав пористых заполнителей для легких плотных бетонов приведен в табл. 64.

Ориентировочные соотношения между маркой бетона и маркой вяжущего:

марка бетона, кг/см2 25— 35 100—150 200—300;

марка вяжущего, кг/см2 200—300 250—400 400—600.

arxipedia.ru

Заполнители для бетона

Как бетоны могут быть различными, так и их составляющие могут отличаться своим качеством и типом. Одним из таких непостоянных компонентов является заполнитель. Их принято делить на плотные, пористые и специальные, удовлетворяющие определенным условиям, например, жаростойкость, кислотостойкость. Чаще всего составляющая заполнителя в бетонной массе занимает 80-85% от всего раствора — это уже говорит о важности правильного подбора данного компонента.

Что же собой представляет заполнитель? Обычный мелкий раздробленный камень, в большей степени выбор которого зависит от местных рождений. Это может быть и песок, и щебень, и гравий, и пемза и многие другие. Также в качестве заполнителей можно использовать и различные отходы типа шлаков. Главной идеей в их выборе будет экономическая составляющая, которая должна быть минимальной.

В бетонной массе замешивают два типа заполнителя: мелкий и крупный. Что такое мелкий заполнитель? Это заполнитель с мельчайшими частицами, помогающие сделать бетонную массу более крепкой. В основном, все производители используют песок, преимуществами которого перед остальными будут минимальный размер 0,16-5мм и высокая плотность около 1,8г/см3. Но и здесь не все просто: различают два вида песков: природные (самостоятельное разрушение горных пород) и искусственные (разрушение специальных пород человеческим фактором). В качестве исходного материала чаще всего выступают изверженные и осадочные породы: кварц, полевой шпат, кальцит, слюда. Для определения качественной характеристики мелкого заполнителя стоит обратить внимание на его минеральный и зерновой составы, а также наличие вредных примесей.

Для более лучшего сцепления рекомендуют использование сразу обоих заполнителей как крупного, так и мелкого. Наличие мелкого необходимо, дабы образовалось как можно меньше пустот между частицами крупного заполнителя. Чем удачнее будут расположены все частицы, тем более крепким получится бетон.

Определить зерновой состав заполнителя можно с помощью специального набора сит с разными отверстиями. Конечно, весь песок просеивать не стоит, достаточно будет килограмма. Запомните, что крупных зерен песка должно быть в составе до 5%, к тому же ни в коем случае не должны присутствовать в песке частицы размером больше 10мм.

Специалистами даже был разработан специальный термин для определения размера песка — «модуль крупности», означает он соотношение оставшихся в сите крупных частиц ко всему взятому для пробы песку.

Каждый мелкий заполнитель имеет свои недостатки и преимущества в их использовании. Например, пыль, ил, глина могут вашей бетонной смеси только навредить, ведь для них нужно повышенной количество воды, а значит, и больше цементного раствора. Поэтому стоит строго следить за процентным соотношением разного размера частиц мелкого заполнителя и за их качеством (если размер 0,16мм, то таких частиц должно быть не более 10%, а мельчайших частиц типа пыли ни в коем случае не должно быть выше 3%). Также стоит аккуратней быть с таким заполнителем как глина, она способна уменьшить морозостойкость конструкции. Конечно же, чистый песок найти практически невозможно, поэтому его принято очищать методом промывки.

Если вы решили использовать песок природного происхождения, то стоит обратить повышенное внимание на его состав, в котором могут оказаться органические добавки типа разложенных растений. Такие примеси ни к чему хорошему, как правило, не приводят, а только в будущем способны разрушить цемент. Определить наличие таких нежелательных добавок можно при помощи цветового метода.

Теперь о крупном заполнителе. Самыми используемыми такими заполнителями будут гравий и щебень частицы которых должны быть размером 5-70мм. Но все размеры здесь будут довольно относительными. Например, если вы работаете с достаточно массивными конструкциями, то можете использовать заполнитель с частицами вплоть до 150мм. Если выбирать что лучше: щебень или гравий, то тут следует выбрать щебень, так как в гравии чаще всего могут попасться нежелательные добавки в силу того, что в гравии присутствует частичное содержание песка.

Щебень получают искусственным путем при помощи дробления различных горных пород таких как плотный известняк или песчаник. Зерна щебня, в отличии от округлых частиц гравия, обладают несколько угловатой формой, в идеале которая должна быть приближена к кубической. Благодаря своей шероховатой поверхности такие частицы способны более качественно сцепляться с цементом, поэтому для высокопрочных бетоном лучше всего использовать  щебень.

Чтобы определить степень качества крупного заполнителя, нужно проанализировать его зерновой и минеральный составы, а также наличием нежелательных веществ. Обязательно обратите внимание на степень прочности исходной породы, которая должна в 1,5-2 раза превышать марку по прочности бетонной массы. Именно от степени морозостойкости заполнителя будет зависеть морозостойкость всей бетонной смеси в конечном результате.

Чтобы верно определить зерновой состав крупного заполнителя необходимо выяснить отношение самых крупных частиц к самым мелким. При работе с арматурой стоит учитывать тот фактор, что зерна самого большого размера не должны превышать самое меньшее расстояние между металлическими стержнями.

Существует деление крупного заполнителя по размеру его частиц на 4 группы: 5-10мм, 10-20мм, 20-40мм и 40-70мм. Используемый заполнитель не обязательно должен быть одного размера, чаще всего применяют смесь частиц разного размера. Для каждого определённого размера существует своя норма зернового состава.

Также заполнитель принято делить на группы и по форме его частиц: кубовидная, улучшенная и обычная. Помимо названных форм в составе заполнителя могут присутствовать пластинчатая и игловатая форма, которые должны составлять не более 15, 25 и 35% всей массы заполнителя кубовидной, улучшенной и обычной формы соответственно. Содержание мельчайших пыльных и илистых частиц в составе крупного заполнителя должно составлять строго не более 1%.

Для проверки крупный заполнитель на нежелательные элементы пользуются тем же методом, что и при просеивании мелкого заполнителя. Заключается данный метод в том, что проверяемый экземпляр обрабатывают специальным раствором едкого натра, как следствие ничего не должно произойти. Если же окраска немного изменилась, потемнела, то заполнитель содержит органические вещества.

sitemegapolis.ru

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.

  1. Особо легкий бетон. Объемный вес не более 500 кг/м3. Заполнители: керамзит, аглопорит, вермикулит и т.п.
  2. Легкий бетон. Объемный вес менее 1800 кг/м3. Заполнители: пемза, вулканический туф, известняк, ракушечник.
  3. Тяжелый бетон. Объемный вес больше 1800 кг/м3. Заполнители: гравий и щебень горных пород.
  4. Особо тяжелый бетон. Объемный вес больше 2700 кг/м3 . 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:

  • 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/см3 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.

Соотношение марки и класса бетона

Марка бетона

Средняя прочность кгс/см2

Класс бетона

М75

65

В5

М100

98

В7,5

М150

131

В10

М150

164

В12,5

М200

196

В15

М250

262

В20

М350

327

В25

М400

393

В30

М450

458

В35

М550

524

В40

М600

589

В45

М600

655

В50

М700

720

В55

М800

786

В60

www.a-beton.com

Тяжелые заполнители для бетона - какие лучше использовать?

Прочность бетона на сжатие определяется прочностью на сжатие тяжелого заполнителя. Поэтому очень важно при строительстве той или иной бетонной конструкции правильно выбрать тяжелые заполнители для бетона, которыми может быть: гранитный щебень, гравий, доменный шлак, гран отсев или всевозможный строительный мусор.

Тяжелые заполнители для бетона: что лучше использовать?

Тяжелый бетон предполагает использование в приготовлении бетонной смеси так называемых «тяжелых» заполнителей. При этом тяжелые заполнители для бетона напрямую определяют прочность бетонной конструкции на сжатие и на изгиб.

Поэтому к выбору тяжелого наполнителя для бетона следует подходить очень ответственно и пользоваться при выборе инженерными расчетами. При этом инженерные расчеты требуются при строительстве ответственных сооружений с высокой механической нагрузкой на сжатие и изгиб.

При возведении хозяйственных построек, таких как отмостка вокруг периметра частного дома, площадка под стоянку легкового автомобиля или фундамент под забор допускается использование любого тяжелого наполнителя, в том числе строительный мусор, собранный на территории земельного участка.

Преимущества и недостатки

Рассмотрим преимущества и достоинства стандартных тяжелых заполнителей  для тяжелого бетона:

  • Гранитный щебень разной фракции. Это самый предпочтительный вариант тяжелого наполнителя для замешивания любого бетонного раствора. В этом случае все зависит от конкретного предназначения бетона и требований прочности на сжатие и изгиб. Гранитный щебень характеризуется: доступностью, адекватной стоимостью и высокими потребительскими характеристиками: прочностью, плотностью, неравномерной формой элементов определяющей конечную прочность бетонной конструкции;
  • Гравийный щебень. Это природная горная порода, характеризующаяся высокой механической прочностью, но имеющая принципиальные недостатки. Одним из основных недостатков гравийного щебня является его правильная овальная или круглая форма, существенно снижающая прочность заливаемого бетонного изделия или строящейся бетонной конструкции. Кроме того гравийный щебень имеется в наличии далеко не во всех регионах России, что является причиной увеличения его стоимости за счет транспортных расходов;
  • Доменный шлак и отходы металлургического производства. Это так называемый «шлаковый» щебень, который получается в результате дробления продукта образующегося в процессе доменной плавки чугуна. Как правило, доменный шлак используют для строительства малонагруженных бетонных конструкций: подъездных путей, отмосток, бетонных площадок, либо как добавку в тяжелые бетоны наряду с гранитным щебнем в части удешевления стоимости конечного изделия или конструкции;
  • Строительный мусор, печной шлак, битая керамическая плитка, битый кирпич и прочие каменные отходы жизнедеятельности человека могут быть использованы в качестве тяжелого наполнителя для бетона при строительстве малоэтажных сооружений которые не испытывают значительные механические нагрузки на сжатие и изгиб.

Заполнители для тяжелых и мелкозернистых бетонов должны соответствовать требованиям ГОСТ 26333.

salecement.ru


Смотрите также