Бетон. Классификация бетона, состав бетона, заполнители для бетона

Влияние заполнителей на качество

Качество заполнителей сильно влияет на качество железобена.

Оценивают качество заполнителей по следующим показателям:

физико-механическим свойствам:

  • прочности,
  • морозостойкости,
  • сопротивляемости ударным воздействиям,
  • истираемости,
  • плотности,
  • пустотности,
  • водопоглощаемости,
  • объемному весу в куске,
  • насыпному;

геометрической характеристике:

  • зерновому составу,
  • крупности,
  • форме,
  • степени окатанности,
  • шероховатости зерен;
  • степени чистоты и необходимой доброкачественности; содержанию в заполнителях вредных и загрязненных примесей, слабых и нестойких включений, петрографической однородности.

Читайте также: Применение композитной арматуры в строительстве

Мелкий заполнитель

Им является песок — продукт естественного разрушения или дробления горных пород, удовлетворяющий требованиям ГОСТ.

Важнейшей качественной характеристикой песка является его зерновой (гранулометрический) состав, влияющий на все свойства бетона, особенно высокопрочного. Зерновой состав песка особенно сильно влияет на технологические свойства бетонной смеси — ее подвижность, жесткость, удобоукладываемость и формуемость, которые отражаются на расходе воды и цемента в бетоне, коэффициенте уплотнения смеси при располагаемом оборудовании. Необходимо оптимальное сочетание удельной поверхности и крупности песка.

Песок (с размером зерен от 0,14 до 5 мм) вводится в наименьшем количестве, при котором растворная часть бетонной смеси получает вязкость, необходимую для поддержания щебня или гравия во взвешенном состоянии при перевозке и укладке. В одно и то же количество данного цементного клея для получения одной и той же вязкости раствора можно ввести разное количество песка в зависимости от его свойств; размещение клея и избыточной в нем воды происходит по поверхности зерен. Поэтому величина последней в единице объема песка (удельная поверхность) и крупность его зерен имеют существенное значение — при мелком песке цементного клея требуется больше.

Для уменьшения количества клея в бетоне надо учитывать также пустотность песка, т. е. объем его межзернового пространства, выражаемый в процентах (от объема песка); чем он ниже, тем меньше в бетоне требуется цементного клея.

Характеристиками зернового состава песка служат его модуль крупности (табл. 1) и кривые просеивания (рис. 1).

Группа песка Полный остаток на сите № 063 по весу, % Модуль крупности*, Мк Удельная поверхность, см2/ г Проходит через сито № 014 но весу. %
Крупный Более 50 Более 2,5 До 10
Средний От 35 до 50 2,5—2,0 До 10
Мелкий Менее 2,0 100-200 До 15
Очень мелкий 201—300 До 20

* Частное от деления на 100 суммы полных остатков на всех ситах с отверстиями or 2,5 до 0,14 мм.

Обычно содержащиеся в песке пылевидные и глинистые примеси с сильно развитой удельной поверхностью, а иногда и значительным водопоглощением (набуханием) резко повышают вязкость, раствора и не позволяют вводить в него значительное количество песка. Поэтому содержание таких примесей в песке для бетона сборных конструкций марки 200 и выше допускается не более 3% по весу, в том числе глины не более 0,5%. Кроме того, в песке не должно быть органических кислот, на нейтрализацию (омыление) которых затрачивается свободная известь, выделяющаяся при гидролизе C3S цемента.

Мелкий песок, предварительно рассеянный на фракции, можно обогатить добавлением других песков, имеющих зерна большей крупности. К ним относятся пески естественные или получаемые при дроблении камня на щебень из невыветрившихся изверженных, метаморфических или осадочных пород (известняков) с прочностью на сжатие (в насыщенном водой состоянии) не ниже 400 кг/см2.

Назначение


Число заполнителей может быть различным, зависит от того, для каких целей готовится бетонная смесь.
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:

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

Вернуться к оглавлению

Читайте также: Гидроизоляция бетонной крыши: возможные варианты

Крупный заполнитель

Щебень получают дроблением горных пород, лучше всего изверженных.

Доля крупного заполнителя в средней стоимости 1 м3 сборных конструкций очень велика — она достигает 15%, что равно стоимости цемента в бетоне. Поэтому соблюдение необходимых требований к качеству и свойству щебня и гравия для указанных конструкций имеет большое значение и должно быть дифференцировано для различных бетонов. Кроме того, целесообразно оптимальное сочетание отдельных фракций крупного заполнителя.

Для бетонов рекомендуется применять заполнитель, состоящий из нескольких фракций. Смесь фракций крупного заполнителе элжна обеспечивать получение ее с меньшей пустотностью и, следовательно, с наибольшим объемным весом.

Из физико-механических свойств щебня или гравия размером частиц от 5 до 70 мм, помимо сочетания отдельных фракций, наиболее важными являются прочность и в ряде случаев морозостойкость; непосредственно определить прочность можно лишь для щебня путем испытания на сжатие кубиков или цилиндров (диаметром и высотой 50 мм), изготовленных из пород, дроблением в которых он получается.

Согласно ГОСТ «Заполнители для тяжелого бетона», марка заполнителя в насыщенном водой состоянии должна быть: выше марки бетона: в 1,5 раза при марке его ниже 300 кг/см2 и не менее чем в 2 раза, если марка бетона 300 кг/см2 и выше.

Если невозможно непосредственное испытание исходной породы, пригодность гравия или щебня для бетона устанавливают испытанием их пробы на дробимость статической нагрузкой в стальном цилиндре диаметром и высотой 150 мм.

Требования к заполнителям

Требования к мелким и крупным заполнителям регламентирует ГОСТ 26633-2015 с учетом ГОСТ 31384. Материалы выбираются по зерновому составу и другим показателям в соответствии с ГОСТами 8267 и 8736.

  1. Мелкий заполнитель — песок. Природный песок должен соответствовать ГОСТ 8736, дробленый — ГОСТ 31424, шлаковый — ГОСТ 5578, золошлаковый — ГОСТ 25592. Подбор песка осуществляется по плотности. Она должна составлять от 2000 до 2800 кг/куб. Также оценивается влажность, модуль крупности, количество глины, содержание пыли, примесей, пустотность песка. Для производства товарного бетона М100 количество пыли и глины в песке не должно превышать 3% от массы.
  2. Крупный заполнитель — щебень и гравий. Щебень может производиться из осадочных пород — ГОСТ 8267, отсевов при дроблении — ГОСТ 31424, доменных шлаков — ГОСТ 5578, дробленого бетона — ГОСТ 32495. Средняя плотность должна составлять от 2000 до 3100 кг/куб. При подборе крупного заполнителя оценивается морозостойкость, насыпная плотность, межзерновые пустоты, истираемость, водопоглощение, сдавливание в цилиндре, дробимость. Для товарного бетона класса до В25 количество пыли в крупном заполнителе не должно превышать 1%.

Морозостойкий бетон М100, выдерживающий более 50 циклов заморозки, требует использования крупного заполнителя с водопоглощением до 2,5%.

Возврат к списку

Испытания

Допустимость данного способа объясняется тем, что при сжатии Пуассоном куски заполнителя, опираясь друг на друга в отдельных, точках, работают на растяжение под воздействием раскалывающих усилий, т. е. на отрыв одной части куска от другой, и чем они менее пробны, тем величина их дробимости будет большей. Кроме того, определяя усредненный показатель прочности большого числа зерен пробы щебня или гравия вместо средней прочности отдельных образцов их исходной породы (от прочности которых, как известно, прочность зерен различных фракций щебня значительно отличается), мы получаем более правильную оценку прочности крупного заполнителя.

Если крупный заполнитель не удовлетворяет приведенным выше требованиям, вопрос о его пригодности для бетона заданной марки решается испытанием в бетоне, что можно выполнить следующим способом, разработанным И. М. Френкелем и А. С. Дмитриевым.Соответственно требуемой марке бетона и имеющемуся цементу рассчитывают количество клея, определяя В/Ц. Затем готовят две серии образцов бетона с клеем требуемого качества: одну с содержанием крупного заполнителя в бетоне около 750 л/м3 и другую не менее 850 л/м3. Расход цемента при этом обычен для той консистенции смеси, из которой готовят образцы.

После 28-дневного стандартного хранения те и другие образцы испытывают на сжатие. Если прочность их будет не ниже марочной, испытуемый заполнитель может применяться для бетона этой марки. Если же требуемая прочность получится только в образцах, где испытываемого заполнителя меньше, его можно использовать три расходе в бетоне не более 750 л/м3. В том же случае, когда прочность бетона обеих серий окажется ниже требуемой марки, заполнитель признается непригодным. При необходимости указанное испытание образцов с применением форсированного твердения бетона (пропариванием) может быть произведено раньше 28 дней.

Кроме того, для бетонов недопустимо применять выветривающиеся горные, изверженные и осадочные породы, а также те, кремнезем которых может вступать в реакцию со щелочами цемента при содержании в нем больше 0,6% Na20 + K20 (андезиты афинитовой и порфировой структуры, кремнистые и опалосодержа-щие сланцы, халцедоновые известняки и конгломераты, риолитовые туфы и т. п.).

В гравии и щебне должно ограничиваться содержание песка щ исключаться наличие глины, так как их большая удельная поверхность вызывает недопустимое увеличение содержания цементного клея в бетонной смеси.

Крупный заполнитель должен быть разнофракционным, так как в однофракционном большая межзерновая пустот-ность приводит к увеличению содержания клея в бетонной смеси.

Читайте также: Коттедж из жб панелей. Дом из бетонных панелей: виды материалов и технология строительства

Для жестких бетонных смесей можно применять и однофракционный заполнитель с использованием мелкой фракции для тонкостенных изделий. Для оценки зернового состава заполнителя кривую его просеивания сопоставляют с кри-шыми материала с предельными кривыми качественного заполнителя. При выходе кривой просеивания за эти пределы применяют скорректированный по фракциям состав заполнителя.

Кроме указанного, заполнитель должен удовлетворять требованиям морозостойкости, которая определяется количеством (15 и более) циклов попеременного замораживания и оттаивания заполнителя или ускоренным испытанием в растворе сернокислого натрия.

Особенно строгие требования должны предъявляться при изготовлении тонкостенных и высокопрочных преднапряженных конструкций.

Заполнители бетона – природные или искусственные сыпучие каменные материалы. Занимая в бетоне до 80-85% его объема, заполнители образуют жесткий скелет бетона, уменьшая усадку и предотвращая образование усадочных трещин.В зависимости от размера зерен заполнитель делят на мелкий (песок) и крупный (щебень и гравий).

Мелкий заполнитель (песок) Различают природный и искусственный мелкие заполнители. Природный песок — рыхлая смесь зерен крупностью 0,16…5 мм — состоит главным образом из зерен кварца SiO2; возможна примесь полевых шпатов, слюды, известняка. Реже встречаются пески иного состава, например полевошпатные, известняковые. Насыпная плотность природного песка 1300… 1600 кг/м3. По происхождению природные пески разделяют на горные (овражные), речные и морские. Искусственные пески, используемые значительно реже, бывают тяжелые и легкие. Тяжелые пески, получаемые дроблением плотных горных пород (базальта, диабаза, мрамора), применяют для специальных целей (отделочные растворы, кислотостойкие растворы и бетоны). Легкие пески получают дроблением пористых горных пород (пемза, туф) или изготовляют специально. Например, перлитовый песок получают термическим вспучиванием вулканических стекол; керамзитовый — обжигом глиняного сырья. Эти пески применяют для теплоизоляционных и акустических растворов и бетонов.Поступающий на строительство песок должен отвечать требованиям ГОСТ 8736—93 и 8735—88 по зерновому составу, наличию примесей и загрязнений.Зерновой состав песка определяют на стандартном наборе сит с размерами ячеек: 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 и 0,16 мм. Навеску сухого песка просеивают через набор сит и определяют сначала частные (%) (а 2,5; а 1,25; а 0.63 и т. д.), а затем полные {A2,5 ; A 1,25 и А 0,63 и т. д.) остатки на каждом сите. Полный остаток на любом сите равен сумме частных остатков на этом сите и всех ситах большего размера. Размеры полных остатков характеризуют зерновой состав песка. На основании результатов ситового анализа рассчитывают модуль крупности песка: Мк зависимости от Мк и А 0,16 пески подразделяют на группы по крупности. Для строительных растворов рекомендуется применять пески с модулем крупности не менее 1,2, а для бетонов — не менее 2.Для бетонов применяют песок крупностью не более 5 мм, для растворов, используемых для замоноличивания сборных железобетонных конструкций и заполнения швов при монтаже панелей,— также не более 5 мм; для растворов, служащих для кладки кирпича, камней правильной формы и блоков,— не более 2,5 мм; для штукатурных отделочных растворов — не более 1,25 мм.Присутствие в песке пылеватых и особенно глинистых примесей снижает прочность и морозостойкость бетонов и растворов. Количество таких примесей определяют отмучиванием (многократной промывкой водой). В природном песке пылеватых и глинистых примесей должно быть не более 3 % по массе, причем содержание собственно глины не должно превышать 0,5 %.Присутствие в песке органических примесей замедляет схватывание и твердение цемента и тем самым снижает прочность бетона или раствора. Для оценки количества органических примесей пробу песка обрабатывают раствором едкого натра NaOH и сравнивают цвет раствора с эталоном. Если цвет раствора темнее эталона, песок нельзя использовать в качестве заполнителя.

ЛЕГКИЕ ЗАПОЛНИТЕЛИ

Основной особенностью легких заполнителей является их высокая пористость и как следствие низкий удельный вес. Применяются как природные, так и искусственные легкие заполнители.

ПРИРОДНЫЕ ЗАПОЛНИТЕЛИ

Основными заполнителями, относящимися к этой группе, являются: диатомит, пемза, вулканический шлак, вулканический пепел и туф. Кроме диатомита все эти породы вулканического происхождения. Природные легкие заполнители находят ограниченное применение, так как добываются только в некоторых районах земного шара. Пемза—это светло-окрашенное пенообразное вулканическое стекло с объемной массой 480—880 кг/м3. Разновидности пемзы, имеющие достаточно прочную структуру, позволяют получать бетон с объемной массой 720— 1440 кг/мг, с хорошими изоляционными свойствами, но с большим водопоглощением и усадкой.

Вулканический шлак, являющийся пористой стекловидной породой, аналогичной промышленным шлакам, позволяет получать бетон со сходными свойствами.

ИСКУССТВЕННЫЕ ЗАПОЛНИТЕЛИ

Искусственные заполнители часто известны под различными фирменными названиями, но лучше классифицировать их по методам изготовления.

В первую группу входят заполнители, получаемые в результате вспучивания при нагревании глины, глинистых и кремнистых сланцев, диатомовых сланцев, перлита, обсидиана и вермикулита.

Вторая группа характеризуется специальными процессами охлаждения, в результате которых достигается вспучивание доменных шлаков. К третьей группе относятся промышленные шлаки.

Крупными заполнителями в бетоне служат гравий, щебень, а также щебень из гравия.

Гравий представляет собой осадочную горную породу в виде скопления зерен размерами 5…70 мм округлой, окатанной формы и с гладкой поверхностью. В гравий входит некоторое количество песка. При содержании песка 25…40% материал называют песчано-гравийной смесью.

Щебень получают дроблением массивных плотных горных пород на куски размерами 5…70 мм. Зерна щебня — угловатой формы и с более развитой, чем у гравия, шероховатой поверхностью. Благодаря этому сцепление с цементным камнем у щебня выше, чем у гравия. Для высокопрочного бетона предпочтительно применять щебень, для бетонов средней прочности (15…30 МПа) — дешевый местный гравий, а не привозной щебень.

Для характеристики зернового состава крупного заполнителя необходимо знать его наибольшую и наименьшую крупность. Наибольшая крупность заполнителя D соответствует размеру отверстий стандартного сита, на котором полный остаток еще не превышает 10% по массе. Наименьшая крупность d определяется размером отверстий первого из сит, полный остаток на котором превышает 95 %, т.е. через него проходит не более 5 % просеиваемой пробы. Наименьшая крупность обычно равна 5 мм.

Наибольшая крупность заполнителя должна соответствовать размерам бетонируемой конструкции и расстоянию между стержнями арматуры. Чтобы заполнитель при бетонировании равномерно, без зависаний, распределялся в объеме конструкции, его наибольшую крупность назначают с учетом вида и размеров конструкции и густоты армирования.

вода для приготовления бетонной смесиДля приготовления бетонной смеси используют водопроводную питьевую, а также любую воду, имеющую водородный показатель (рН) не менее 4, т. е некислую, не окрашивающую лакмусовую бумагу в красный цвет. Вода не должна содержать сульфатов более 2700 мг/л (в пересчете на SO4) и всех солей более 5000 мг/л. Сточные воды, содержащие жиры, растительные масла, сахар, кислоты и т. п., нельзя использовать для затворения бетона. Природные воды для затворения бетона должны браться из мест, достаточно удаленных от места выпуска сточных вод. В сомнительных случаях пригодность воды для приготовления бетонной смеси необходимо проверять сравнительными испытаниями образцов, изготовленных на данной воде и на обычной водопроводной. Морская и другие соленые воды, удовлетворяющие приведенным выше условиям, применяются для приготовления бетонной смеси, за исключением случаев бетонировання внутренних конструкций жилых и общественных зданий. Морскую воду нельзя применять для бетонировання надводных железобетонных сооружений в жарких и сухих местах. Во всех указанных случаях морские соли могут выступить на поверхности бетона, а также вызвать коррозию стальной арматуры.

минеральные тонкомолотые добавки для приготовления бетонной смесиВ зависимости от назначения (основного эффекта действия) химические добавки для бетонов по ГОСТ 24211 подразделяются на следующие виды. Регулирующие свойства бетонных смесей:а) пластифицирующие:I группа — суперпластификаторы,II группа — сильнопластифицирующие,III группа — среднепластифицирующие,IV группа — слабопластифицирующие;б) стабилизирующие;в) водоудерживающие;г) улучшающие перекачиваемостъ;д) регулирующие сохраняемость бетонных смесей:

замедляющие схватывание, ускоряющие схватывание;е) поризующие (для легких бетонов):

воздухововлекающие,пенообразующие,газообразующие.2. Регулирующие твердение бетона:а) замедляющие твердение;б) ускоряющие твердение.3. Повышающие прочность и (или) коррозионную стойкость, мо

розостойкость бетона и железобетона, снижающие проницае

мость бетона:а) водоредуцирующие I, II, III и ГУ групп;б) колъматирующие; в) поризующие (для тяжелых бетонов):

Читайте также: Пеноблоки или кирпич — выбор материала для строительства дома

— воздухововлекающие;— газообразующие;г) повышающие защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре (ингибиторы коррозии стали). 4. Придающие бетону специальные свойства:а) противоморозные (обеспечивающие твердение при отрицательных температурах);б) гидрофобизирующие I, II и III групп.

В отдельные группы выделены тонкодисперсные минеральные и комплексные добавки.

Химические добавки для тяжелого, легкого, мелкозернистого бетонов следует выбирать на основании рекомендаций нормативно-технической документации [1—5] и технико-экономических расчетов.

Выбор добавки должен производиться в зависимости от технологии приготовления бетонной смеси и от способа изготовления изделий и конструкций с учетом влияния добавок на свойства бетонной смеси и бетона.

Применение добавок в тяжелом и мелкозернистом бетонах позволяет решать следующие технологические задачи:

• уменьшать расход дорогого цемента;

• уменьшать расход дефицитного крупного заполнителя вплоть до замены тяжелого бетона мелкозернистым;

• улучшать технологические и реологические свойства бетонной смеси;

• регулировать потерю подвижности смеси во времени, скорость процессов схватывания и твердения;

• сокращать продолжительность тепловой обработки бетона в тепловых агрегатах;

• ускорять сроки распалубливания при естественном твердении бетона в условиях полигона;

• повышать прочность, водо- и газонепроницаемость бетона;

• повышать морозостойкость, коррозионную стойкость бетона и железобетона;

• усиливать защитное действие бетона по отношению к арматуре.

Для бетонов, к которым предъявляются специальные требования по долговечности (морозостойкости, водонепроницаемости, коррозионной стойкости и другим показателям), выбор добавок следует производить по ведущему агрессивному воздействию.

Снижение материалоемкости бетонов может быть достигнуто за счет применения водоредуцирующих добавок (суперпластификаторов и комплексных добавок на их основе). Их использование позволяет в равнопрочных бетонах уменьшить расход цемента на 15…20 %.

Независимо от достигаемого эффекта по экономии цемента при приготовлении бетонов, к которым предъявляются повышенные требования по долговечности, в состав бетонной смеси целесообразно вводить воздухововлекающие, слабопластифицирующие добавки или их сочетания с ускорителями твердения.Для получения бетонной смеси с требуемыми технологическими свойствами в ее состав рекомендуется вводить следующие добавки:• для приготовления литых и высокоподвижных бетонных смесей — суперпластификаторы и сильнопластифицирующие добавки;• для снижения жесткости и увеличения подвижности — пластифицирующие, воздухововлекающие и комплексные на их основе;• для повышения однородности и связности бетонной смеси — стабилизирующие, слабопластифицирующие, воздухововлекающие, гидрофобизирующие-воздухововлекающие;• для ускорения твердения или повышения электропроводности смеси — добавки ускорителей твердения и ингибиторов коррозии стали.Для получения бетонов высокой плотности и высокопрочных бетонов класса В40 и более следует обязательно вводить суперпластификаторы и комплексные добавки на их основе.Для обеспечения стойкости бетонных и железобетонных конструкций в зависимости от условий эксплуатации и вида коррозионного воздействия агрессивной среды необходимо применять следующие добавки:• для повышения морозостойкости бетона — воздухововлекаю-щие, газообразующие, слабопластифицирующие, гидрофоби-зирующие-воздухововлекающие, гидрофобизирующие-газооб-разующие;• для повышения стойкости бетона при воздействии солей, в том числе в условиях капиллярного подсоса и испарения — те же, что для повышения морозостойкости, а также суперпластификаторы, гидрофобизирующие и кольматирующие;• для повышения непроницаемости бетона — кольматирующие, водоредуцирующие, воздухововлекающие, гидрофобизирую-щие-возду хововлекающие;• для повышения защитного действия по отношению к стальной арматуре — ингибиторы коррозии стали: НН и ННК — для конструкций, предназначенных для эксплуатации в слабоагрессивных средах, а комплексные: НН+ТБН, НН+БХН, НН+БХК — для конструкций, предназначенных для эксплуатации в средне- и сильноагрессивных средах.Для сокращения режима тепловой обработки, а также для ускорения твердения бетонов, выдерживаемых на полигонах в естественных условиях, в состав бетона следует вводить добавки ускорителей твердения и комплексные на их основе.При изготовлении изделий из легкого бетона на пористых заполнителях могут применяться все химические добавки, рекомендуемые для тяжелых бетонов, с аналогичными проектными характеристиками, условиями приготовления и применения с учетом некоторых особенностей.При использовании водопотребных мелких заполнителей (золы и золошлаковых смесей ТЭС, пористого песка и др.) следует применять пластифицирующие добавки, а повышение плотности бетона при этом можно компенсировать увеличением объема вовлеченного воздуха за счет применения воздухововлекающих добавок.

Дозировка пластифицирующих добавок для конструкционных легких бетонов находится в тех же пределах, что и для тяжелых бетонов.

При изготовлении изделий из конструкционно-теплоизоляционного бетона целесообразно использовать воздухововлекающие добавки. Одновременно с ними могут применяться:• пластификаторы — для снижения на 10…20 % водосодержа-

ния бетонной смеси и отпускной влажности бетона;

• гидрофобизаторы — для уменьшения водопоглощения бетоном в ограждающих конструкциях, эксплуатируемых в агрессивных средах;• ускорители твердения — для создания требуемой распалубоч-ной прочности бетона при сокращенных режимах тепловой обработки.Количество вводимых химических монодобавок и комплексных добавок необходимо определять по рекомендациям [1—5]. Оптимальное количество добавок устанавливается экспериментально при подборе состава бетона.При использовании добавок следует учитывать требования [3,5], которые ограничивают применение добавок в бетонных и железобетонных изделиях и конструкциях в зависимости от условий их эксплуатации

Заполнители для обычного бетона

Заполнители для обычного бетона подразделяются:

  • по крупности зерен: на крупные (гравий и щебень с зернами размером 5—150 мм) и мелкие (песок с зернами размерам 0,15—5 мм);
  • по сортности крупного заполнителя: на рядовой (крупностью 5—150 мм) и сортовой (крупностью 5—20, 20—40, 40—80, 80—150 мм).

Максимальная крупность гравия или щебня для балок и колонн должна быть не более 1/з— 1/4 наименьшего размера сечения и не больше расстояния в свету между стержнями арматуры.

Крупность заполнителя и его зерновой состав определяются в лаборатории просеиванием через стандартный набор сит.

Для этого применяется набор сит, размеры отверстий которых в мм: квадратные отверстия — 0,14; 0,3; 0,6; 1,25; круглые отверстия — 2,5; 5; 10; 40; 80.

Взвесив остатки на каждом сите, определяют в процентах частные и полные остатки. Под полным остатком для данного сита понимается сумма частных остатков на всех более крупных ситах плюс частный остаток на данном сите.

Модулем крупности песка называется частное отделения на 100 суммы полных остатков на всех ситах, начиная от сита с размером отверстий 8,5 мм и кончая ситом с размером отверстий 0,14 мм. Необходимо иметь в виду, что просеивание (определение частных и полных остатков), а затем определение по результатам просеивания модуля крупности песка производятся над пробой песка после того, как из него удалены фракции крупностью более 5 мм.

По крупности пески делятся на группы. Использование тонких песков для строительных работ допускается только при наличии в каждом необходимом случае технико-экономических оснований, подтверждающих целесообразность их применения. Количество пылевидных и глинистых (илистых) частиц в песке, определяемое отмучиванием, не должно превышать (в % по весу)

  • для бетонов — 5;
  • кладочных растворов — 10;
  • штукатурных растворов—15.
Наименование группы песка Модуль хрупкости Полный остаток в % на сите с сеткой №063
Крупный 3,5-2,4 от 50 до 75
Средний 2,5-1,9 от 35 до 50
Мелкий 2-1,1 от 20 до 35
Очень мелкий 1,6-1,1 от 7 до 20
Тонкий меньше 1,2 меньше 7

Содержание в песке зерен, проходящих через сито № 014, не должно превышать (в %) в песке, применяемом

  1. для бетона —10;
  2. в песке для кладочных и штукатурных растворов — 20.

Наибольший размер зерен (в мм) в песке для кладочных и штукатурных растворов не должен превышать в растворах для кладки:

  • из кирпича и камней правильной формы —2,5;
  • из бутовых камней —5;
  • в штукатурных растворах, применяемых для слоя штукатурки: подготовительного — 45;
  • отделочного—1,2.

Приведенная выше классификация песков и требования к содержанию в них тонких фракций

Применение для бетонов мелких песков ведет при существующей технологии производства бетонных работ, как правило, к повышенному расходу цемента.

При прочих равных условиях подвижность бетонных смесей тем больше, чем меньше удельная поверхность зерен песка (измеряемая суммарной поверхностью зерен на единицу веса в см2/г). Стало быть, замена чистого крупного песка чистым мелким ухудшает удобоукладываемость бетонной смеси и требует большего расхода цемента. При бетонах равной прочности, приготовленных из бетонных смесей одинаковой подвижности, применение мелкого песка приводит к повышению расхода цемента от 8 до 25%.

При применении мелких песков относительный перерасход цемента на 1 м3 бетона зависит от многих факторов и, в частности, от загрязненности песков глинистыми и илистыми частицами. Замена в бетонах крупных песков мелкими вызывает увеличение расхода цемента тем больше, чем больше в песке зерен крупностью ниже 0,14 мм.

Если же мелкий песок чист, то сравнение его с песком крупным, но содержащим большее количество илистых и глинистых частиц, может дать обратный результат. Расход цемента на 1 м3 бетона может оказаться меньшим при применении мелкого чистого песка по сравнению с употреблением крупного загрязненного песка. Таким образом, чистота песка является важнейшим фактором при определении целесообразности применения того или иного песка для бетона.

Выше было отмечено, что положение об увеличенном расходе цемента при применении мелких песков имеет место, как правило, при существующей технологии производства бетонных работ. По мере совершенствования технологии бетона, появления новых эффективных машин для приготовления бетонных смесей и для интенсивного их уплотнения, при укладке или формовке изделий, появятся возможности применения мелких песков в бетонах без перерасхода цемента.

Кроме крупности зерен, другой важной характеристикой заполнителей является объем пустот. В песке объем пустот должен быть не более 40%, в гравии 45% и в щебне 50%. Объем пустот в песке или гравии легко определить, наполняя мерную кружку с заполнителем водой: объем пустот равен объему влитой воды.

Содержание глинистых и пылевидных примесей в песке определяется отмучиванием в стеклянном цилиндрическом сосуде с водой. В результате отмучивания песок осаждается внизу, а пыль и глина — хорошо заметным слоем сверху. Измерив толщину слоя примесей и осевшего песка, подсчитывают процентное содержание глинистых частиц.

Для улучшения свойств заполнителей их обрабатывают (обогащают). Зерновой состав песка может быть улучшен за счет смешивания мелкого песка с высевками от дробления щебня. Для улучшения зернового состава щебня к нему можно добавлять зерна разных фракций, например мелкого гравия.

Растворы, применяемые для штукатурных работ, а также для каменной кладки, должны содержать песок, состоящий из зерен, соответствующих по размеру толщине шва. Если в песке содержатся более крупные зерна, чем это допускается по техническим условиям, удовлетворительные результаты дает просеивание песка через сетку с отверстиями размером 1—5 мм, в зависимости от назначения раствора. Для этого применяется пескосеялка.

Читайте также: Ножовка по бетону и другие инструменты для обработки данного материала

Для ответственных конструкций рекомендуется рассеивание щебня по крупности на два сорта: 5-20 мм и 20—40 мм. Пропорция смешивания этих сортов определяется при подборе состава бетона из условия получения смеси с наибольшим объемным весом. Хорошая смесь получается, при смешении крупных и мелких зерен.

При применении в качестве крупного заполнителя известняковой щебенки следует учитывать, что прочность известняков колеблется очень сильно. Необходимо также предварительно испытывать известняковый камень на прочность и водопоглощение.

Кирпичный щебень, применяемый для изготовления бетона невысоких марок, должен быть равномерного красного цвета с плотной структурой. В качестве крупного заполнителя могут применяться металлургические шлаки, предварительно подвергнутые лабораторному испытанию, без чего их применение недопустимо.

Заполнители принимают по объему с обмером в штабелях или в транспортных средствах.

При приемке песка, а затем при дальнейших операциях с ним (объемных дозировках и пр.) необходимо учитывать, что объемный вес песка колеблется в существенных пределах в зависимости от влажности.

Песок занимает наибольший объем и имеет наименьший объемный вес при 5—7% влажности. Если принять величину объема определенного количества сухого песка за 100, то объем его при различной влажности будет соответствовать данным табл.

Влажность песка в % 0 5 10 15 20 25 30
Объем песка в % 100 135 130 115 100 95 90

Основные виды и их описание


Вспученный перлит — искусственный заполнитель для бетона.
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.

Вернуться к оглавлению

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.

Вернуться к оглавлению

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.

Вернуться к оглавлению

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
Adblock
detector