Значение заполнителей в бетоне

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 растворов: что это такое, основные виды (крупные и мелкие)

Прочность зданий и сооружений зависит не только от правильно подобранного типа цемента, важны и другие заполнители для бетона, которые используются в строительстве в качестве дополнительных компонентов. Существует множество присадок, упрочняющих основу бетона и меняющих его свойства в зависимости от назначения сооружаемого объекта.

Категории бетонов

Бетон — это тщательно смешанная, плотная, постепенно твердеющая масса. Ее базовые компоненты — цемент и вода, соединенные с соблюдением точных пропорций.

В зависимости от того, какой тип вяжущего вещества используется, бетоны классифицируют на:

  1. Неорганические:
  • цементный с заполнителями из портландцемента, шлакового или пуццоланового портландцемента;
  • силикатный с добавлением извести;
  • гипсовый с присадкой из гипса;
  • шлакощелочной с использованием шлака и щелочного раствора;
  • специальный с применением специфических добавок.
  1. Органические — полимербетоны (полимерцемент, пластбетон, бетонополимер), в которых минеральные компоненты заменены на полиэфирные или эпоксидные смолы.
Читайте также:  Как сделать декор для комнаты своими руками с помощью наклеек?

В зависимости от насыпной плотности выделяют бетон:

  • особо легкий (менее 500 кг/м³);
  • легкий (от 500 до 1800 кг/м³);
  • тяжелый (от 1800 до 2500 кг/м³);
  • сверхтяжелый (более 2500 кг/м³).

Выбор бетона важен для надежности, предупреждения деформирования будущей конструкции, усиления ее устойчивости к внешнему воздействию.

Виды заполнителей

Общая масса дополнительных веществ в смеси доходит до 80%.

Видовое различие заполнителей основано на двух параметрах:

  • размер фракции материала;
  • предназначение присадки.

Есть отличия и по происхождению заполнителей:

  • природные вещества;
  • искусственное (термообработанное) сырье;
  • отходы промышленного производства;
  • переработанные отходы.

Требования к заполнителям для бетонной смеси

Требования к бетону обусловлены характером строящегося объекта. Конструкции из тяжелого бетона, например, нуждаются в чистоте заполнителя. В регионах с суровым климатом нужны морозостойкие материалы, а в зонах с умеренным — добавки, ускоряющие затвердевание.

Крупные

Гравий — наиболее востребованный заполнитель, подходит для многих бетонных смесей. Представляет собой осадок горной породы и имеет рыхлую структуру с вкраплениями других минералов. Размер его гранул колеблется от 5 до 70 мм. Насыпная плотность равна в среднем 1400 кг/м³, марка прочности — 1200, морозостойкость — F-350.

Гранит — самый долговечный из крупных заполнителей. У него высокие показатели плотности (до 1700 кг/м³).Так же как гравий, он производится в виде мелких, средних и крупных гранул (5-70 мм). Материал обладает низким влагопоглощением и поэтому морозостоек. В его составе содержится незначительное количество пыли. Применяется при строительстве автодорог, фундаментов, подпорных стенок, мостов.

Щебень получают методом дробления горных пород и некондиционных отходов горных и строительных предприятий (кирпич, шлак, зола). В нем нет примесей. Угловатые гранулы щебня имеют многообразную окраску и по форме похожи на куб. В отличие от гравия и гранита поверхность щебня более шероховатая, поэтому, обладая высокой адгезией, он усиливает прочность бетона.

Мелкие

Без крупных заполнителей можно создавать мелкозернистые смеси. Но, если в бетоне будет отсутствовать мелкие присадки, плотный камень получить нельзя.

По ГОСТ, в цементных или цементно-известковых растворах размер зерен песка не может превышать 2 мм. В гипсовом или гипсово-известковом бетоне в мелком заполнителе должны содержаться гранулы до 1 мм. Гранул размером 10 мм в смесях быть не должно.

Во всех видах песка ограничивается наличие примесей — глины, пирита, гипса. Для растворов используют чистые природные и искусственные пески с содержанием пылевато-глинистых частиц не более 3%.

Добавление мелких заполнителей для бетона влияет на его финальные качества — прочность, безусадочность, морозоустойчивость.

Классификация по назначению

Присадки в смеси добавляются для оптимизации состава цементного теста и повышения стойкости стройматериала.

Специальные

Предназначение специального бетона — выдерживать высокую нагрузку в экстремальных условиях.

Такой материал после застывания приобретает:

  1. Жаростойкость . Заполнитель — алюмофосфатное жидкое стекло с отвердителями. Применяется при строительстве огнеупорных объектов.
  2. Гидроустойчивость . Базовые заполнители — водостойкие и низкотермичные шлакопортланд-цемент и пуццолановый портландцемент. Добавляются кварцевый песок, андезит, диабаз, базальт в виде щебня и другие минералы. Используется при возведении наземных и подземных гидротехнических сооружений.
  3. Морозоустойчивость до 300 этапов замерзания-оттаивания. Присадками служат молотые природные цеолитсодержащие добавки активных кремнезема и глинозема. Применяется комплексная добавка СНВ (смола нейтрализованная воздухововлекающая) и СДБ (сульфитно-дрожжевая бражка). При низких температурах стабильность присуща всем специальным бетонам.
  4. Кислотоустойчивость . В бетон добавляют кварцевый песок, щелочные шлаки, жидкое стекло, отвердитель (кремнефтористый натрий). Применяют для изготовления бетонных конструкций, контактирующих с агрессивными средами в химической промышленности.

К специальным присадкам также относят магнетит, карбиды бора, барит, кальциевую известь, свинцовую стружку и др.

Пористые

Такие присадки требуются для легкого бетона.

В эту категорию входят:

  • натуральные заполнители (пемза, вулканический пепел, дробленый туф, пористый известняк, ракушечники, диатомит и др.);
  • отходы промышленного производства (шлаки и зола);
  • искусственные присадки (керамзит, аглопорит, шлаковая пемза, перлит, обожженный вермикулит и др.).

По присутствию базового заполнителя в смеси легкие бетоны разделяют на вермикулитобетон, керамзитобетон, перлитобетон, туфобетон, пенобетон и др.

Теплоизоляционные

Конструкционно-теплоизоляционные материалы (пенобетон, газобетон, керамзитобетон, полистиролбетон) создаются на базе присадок повышенной пористости. По сравнению с ячеистыми продуктами они имеют лучшую прочность и меньшую усадку.

Их используют для возведения теплоизоляционных конструкций, теплых стяжек, наружных стен, фасадов, кровли и объектов со средней несущей способностью.

Прочие добавки

Для архитектурных вариантов бетонного теста кроме разноцветного цемента и дробленых зернистых заполнителей применяют отбеливающие, модифицирующие, пластифицирующие добавки в бетон.

Для придания специфических свойств добавляют:

  • антипирены, повышающие противопожарную стойкость;
  • ускорители затвердевания смеси;
  • порозаполнители, увеличивающие влагостойкость и прочность;
  • полимерные смеси (эпоксидные смолы, полиэфир и фуран);
  • пластификаторы, усиливающие влагостойкость.

В некоторые специальные виды заполнителей входят карбид бора или вещества, содержащие легкие элементы — водород, литий, кадмий.

Влияние наполнителя на марку бетона

Основной показатель механических качеств бетонных смесей — прочность на сжатие, обозначается латинской буквой B и цифрой, указывающей давление в мегапаскалях, которое выдерживает данный материал.

Например, для производства лестниц, заборов и мостиков берется марка М250. В марку M500 добавлены пластификаторы, ее используются исключительно для создания высокопрочных конструкций: станций метро, плотин, железнодорожных туннелей.

Прочность смеси зависит не только от соотношения цемента и воды, но и от чистоты, размера гранул, правильного смешения компонентов.

Заполнители для бетонов должны быть вдвое прочнее, чем раствор, чтобы предупредить деформирование изделия во процессе затвердевания.

Роль наполнителей в производстве бетона

Производство бетона — это процесс смешивания компонентов, необходимых для создания монолита со структурой из цемента, крупного и мелкого наполнителя, иногда с добавлением специфических веществ для придания особых свойств. Основные составляющие товарного бетона — это цемент, песок, щебень и вода. При промышленном изготовлении раствора в РБУ (растворно-бетонный узел) добавление и смешивание компонентов происходит автоматически, что придает готовому продукту предсказуемые свойства и высокое качество.

Возможно и самостоятельное замешивание бетона, но в большинстве случаев оно не дает хорошего эффекта, хотя и подходит для целей частного строительства, когда речь идет о малонагруженных конструкциях. При таком производстве вероятность нарушения компонентного состава значительно возрастает, а это приводит к изменению свойств монолита после твердения.

Формирование монолита — что происходит с бетоном

Основные свойства бетонного монолита формируются в процессе гидратации цемента и формирования внутренней структуры, в которой создается сцепление между отдельными компонентами. Не вдаваясь в подробности физико-химических процессов, можно сказать, что превращение бетонного раствора в монолит происходит в несколько этапов:

  1. масса заполняет опалубку, при этом частицы щебня, песка и цемента, перемешанные с водой, создают сложную систему, в которой цемент играет роль связующего, а песчинки и ядра щебня — роль силовых элементов, принимающих нагрузку;
  2. первичное твердение связано со схватыванием цемента, при котором связи между песком и щебнем закрепляются, а часть воды испаряется и поглощается цементом;
  3. монолит достигает первого порога прочности в период от трех до шести недель, в нем уже возникла устойчивая решетка из частиц наполнителя, которая схвачена и связана цементом;
  4. полное твердение — монолит набирает проектную прочность, воспринимает нагрузки, распределяя их по решетке из наполнителей и прутам арматуры.

От того, сколько и каких наполнителей введено в первичный состав бетона, зависят его основные характеристики. Параметров много, но среди них можно выделить основные — прочность на сжатие, водонепроницаемость, морозостойкость. Именно от них зависит долговечность и прочность сооружения.

Характеристики бетона в зависимости от наполнителей

Прочность бетону придает не только цемент — если не внести в раствор наполнители, то при твердении монолит из чистого цемента быстро покроется трещинами, он настолько “стянет” самого себя, что развалится и деформируется. Ядра щебня и песчинки распределяют силы внутри монолита, придают ему необходимые качества. От свойств и соотношения компонентов зависит и результат.

Сколько песка и щебня должно быть в бетоне

Соотношение компонентов бетона выбирается в зависимости от марки цемента. Наиболее распространенные варианты — это М400 и М500.

Марка бетонаМарка цементаСоотношение частей по массе, кгОбъемное соотношение, л
ЦементПесокЩебеньЦементПесокЩебень
М200М 40012,84,8102542
М 50013,55,6103249
М300М 40011,93,7101732
М 50012,44,3102237
М400М 40011,22,7101124
М 50011,63,2101428
М500М 40011,12,5101022
М 50011,42,9101225
Читайте также:  Удивите всех новым интерьером в стиле модерн

При выборе компонентов большое значение имеет их происхождение и качественные характеристики. О песке можно сказать, что наиболее предпочтительным вариантом остается речной строительный песок средней фракции — его округлые, обкатанные трением зерна равномерно распределяются по раствору, хорошо сцепляются с цементом в процессе гидратации, не оседают вниз при твердении даже в пластичных растворах.

Щебень для бетона — виды и различия

Щебень для бетона — это критически важный компонент, характеристики которого и задают все будущие свойства монолитной детали или конструкции. В строительной практике распространены три основных вида щебня — гранитный, гравийный и известняковый.

  • Гранитный щебень. Это материал вулканических, магматических пород, обладающий высокими показателями прочности, водонепроницаемости и морозостойкости. Распространенные фракции 5-20 и 20-40 активно используются для создания бетонных растворов в монолитном строительстве для промышленных и гражданских сооружений, при изготовлении нагруженных перекрытий, силовых частей конструкций и прочных плит. Прочность на уровне М1200 — М1400 и морозостойкость в 300-400 циклов задают высокое качество готового монолита.
  • Гравийный щебень. Материал естественного скального происхождения, может быть колотым, дробленым или естественно обкатанным до круглой формы. В строительной практике используются фракции от 10 до 40 мм, но в ответственных конструкциях этот вид встречается редко. Проблема в том, что он обладает недостаточной твердостью для сильных нагрузок и невысоким показателем лещадности, то есть, не образует необходимую структуру за счет формы зерна.
  • Известковый щебень. Материал естественного осадочного происхождения, используемый в частном строительстве, но малопригодный для бетона в ответственных проектах и монолитных сооружениях с большими нагрузками. У известкового щебня есть характерная черта — он впитывает воду, а потому обладает низкой морозостойкостью.

Марки бетона по прочности и применению

Результат смешивания компонентов и последующей гидратации цемента — бетонный монолит обладает свойствами, заданными на этапе его производства. В строительстве распространено несколько марок бетона по прочности:

  1. М200, пригодный для частного строительства и создания ненагруженных деталей;
  2. М250 пригоден для частного, мало- и среднеэтажного строительства, создания ленточных и ростверковых оснований;
  3. М300 и М350 — бетон для проектного строительства и формирования монолита в ответственных конструкциях, силовых элементах зданий и промышленных сооружений;
  4. М400, М500 — марки бетона, применяемого для формирования особо прочных монолитов, практически не используемые в широком проектном строительстве гражданских объектов и тем более — в частных домах.

Наибольшее распространение имеют марки М250 — М300 в силу хороших показателей прочности на сжатие, морозостойкости от 100 до 300 циклов и малой водопроницаемости.

Бетон без щебня — ненадежная конструкция

Сэкономить на щебне для бетона невозможно. Именно этот компонент определяет основные характеристики монолита прочности и морозостойкости, распределяет усилия при твердении и гидратации цемента. При отсутствии крупного наполнителя бетон будет трескаться, набирать воду, деформироваться вплоть до полного разрушения конструкции после первого же зимнего периода.

Значение мелкого заполнителя для цементных бетонов и растворов – пескобетон и другие смеси

Цементный бетон представляет собой искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердения рационально подобранной бетонной смеси, состоящей из вяжущего вещества (цемента), воды и мелких и крупных заполнителей.

Заполнители занимают в бетоне до 80 % объема и, следовательно, позволяют резко сократить расход цемента – наиболее дорогого компонента бетона. Суть не только в экономии цемента. Без заполнителей вообще нельзя получить бетон из-за того, что превращение цементного теста в цементный камень, его последующее твердение и возможное высыхание сопровождаются большими усадочными деформациями. Если получать бетон без заполнителей, то при твердении он неизбежно потрескается.

В правильно подобранной бетонной смеси цементное тесто схватывается и твердеет в тонких пленках, обволакивающих поверхность зерен заполнителя, и в микрообъемах между этими зернами. Поэтому нет условий для перехода усадочных микродеформаций в макродеформации, а возникающие в микрообъемах усадочные напряжения воспринимаются зернами заполнителя. В результате этого усадка бетона оказывается приблизительно в 10 раз меньше усадки цементного камня.

Заполнитель играет также значительную роль в структурообразовании бетона и формировании его свойств.

По размерам зерен заполнители для бетона подразделяют на мелкие и крупные. Мелкий заполнитель – это песок с размером зерен до 5 мм, крупный заполнитель – щебень или гравий с размером зерен более 5 мм (5. 10 мм, 10. 20 мм и т.д.).

Роль мелкого заполнителя в структурообразовании обычного бетона более значительна, чем роль крупного заполнителя. Без крупных заполнителей можно получать бетоны, которые называют мелкозернистыми. Без мелкого обычный плотный бетон получить нельзя. Купить марочный пескобетон м300 или пескобетон другой марочной прочности можно в компании «Каменный Цветок». Марочный пескобетон м300 рекомендуется как самая популярная смесь для производства стяжек.

Виды мелкого заполнителя

В качестве мелкого заполнителя в тяжелых бетонах применяют пески природные или искусственные (дробленые).

Пески природные – это неорганический зернистый сыпучий материал (осадочная порода) с крупностью зерен до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения твёрдых горных по¬род и получаемый при разработке песчаных и песчано-гравийных месторождений без использования специального обогатительного оборудования.

По условиям образования пески различают:

1. Речные (аллювиальные – от. лат. alluvio – нанос, намыв),
имеющие округлую (окатанную) поверхность зерен.
2. Морские, имеющие окатанную форму зерен.
3. Овражные (горные), имеющие неровную остроугольную поверхность зерен и лучшее сцепление с цементным камнем, но загрязненные различными примесями.
4. Эоловые* (дюнные) – продукт ветровой эрозии горных пород.
5. Барханные – очень мелкие.

Эоловые и барханные пески очень мелкие и в качестве строительных не используются.

Пески залегают обычно в составе песчано-гравийных смесей (ПГС). После сортировки последних получают фракционированный гравий и песок.

Copyright © 2004–2020. Информационный портал Барнаула и Алтайского края.

Редакция портала : Информационное агентство «Аверс» моб. тел.: , электронная почта:
По вопросам размещения рекламы и техническим вопросам: эл. почта:

Все права защищены. Использование материалов сайта разрешено только со ссылкой на сайт.
Новости, пресс-релизы или сообщения о событиях в Вашей компании мы опубликуем со ссылкой на источник СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!

Разработка, поддержка и продвижение сайта:
студия коммерческого дизайна «COMdesign»

Наш партнер и хостинг-провайдер: Компания «Интелби»

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:

  1. Сокращают расход цемента. Такие материалы занимают значительную часть объема бетонного раствора, делая его более доступным по стоимости.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Пористые, легкие заполнители уменьшают теплопроводность и плотность бетона. Благодаря этому такой раствор можно использовать для создания ограждающих или теплоизоляционных конструкций.
  5. 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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. Структура материала. Заполнители бывают плотными и пористыми.
  4. 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.
  5. 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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.

2 вида заполнителей для растворов и бетонов

Традиционными ингредиентами бетонной смеси являются цемент, песок и вода. Заполнители для бетонов и растворов носят непостоянный характер, который определяется конкретной целью назначения стройматериала и дальнейшими условиями эксплуатации. Такие свойства бетонного материала, как теплопроводность, жаростойкость, гидроустойчивость или другие особенности напрямую зависят от применения конкретного заполнителя, который играет роль связывающего вещества.

Необходимость использования

Обязательный параметр к строительным добавкам — гранулометрическая форма, что строго определяется конкретным составом. Заполнители добавляют в бетон в момент замеса строительной смеси, норма, дозировка которых строго регламентирована в ГОСТ нормативах. Уровень соотношения добавки и раствору, его типаж зависит от марки бетона и от требуемых свойств уже готового изделия. Часто наполнители занимают 75—80% всей строительной смеси, что существенно уменьшает расход основных компонентов (цемент, песок и минеральные добавки), но не снижает качество материала.

Механизм воздействия: заполнители бетона, что представлены в виде зерен нужного диаметра связываются с цементным раствором и после периода укладки преобразовываются в единое монолитное тело.

Разновидности

Современная промышленность располагает большим выбором наполнителей для приготовления бетонных смесей, задача которых придать конкретной конструкции различные технические или специфические свойства. Размеры зерновых частиц и эксплуатационные назначения добавочного материала отвечают за распределение на определенный вид и разряд. Определяются такие основные группы заполнителей для бетона:

  • природные залежи;
  • добытые синтетический методом;
  • продукты переработки от промышленных компонентов.

Натуральные добавки и промышленные отходы вносятся в бетонную смесь или раствор в изначальном виде и без изменения их химических свойств. Синтетические заполнители добываются способом переработки из нерудных продуктов и перед применением проходят этап подготовительной обработки. Основным плюсом является фильтрация, достигнутая в процессе подготовки, отменное качество и полное соответствие требуемым свойствам. В свою очередь, заполнители всех групп разделяются на мелкозернистые и крупнозернистые, которые представляют собой тяжелый или легкий состав предполагаемого раствора.

Мелкочастичные добавки

Мелкий заполнитель для бетона — это строительный материал в виде зерен от 0,16 до 5 мм. Актуален для случаев где требуется значительное уменьшение зазоров между объемными частичными пустотами. Самый бюджетный вариант мелкочастичного заполнителя — песок, стандарты которого определяются такими факторами, как процент минеральных и глинных содержаний, а также фракция материала. Природный песок может быть представлен в виде:

Природный песок состоит из различных компонентов, которые определяют его стандарты.

  • слюды;
  • кварцевых пород;
  • кальцита;
  • полевого шпата.

Итоговые свойства бетона напрямую зависят от требуемой зернистости песка. Нужная грануляция добывается способом просева материала через сита с различными диаметрами ячеек. По ГОСТу допустимый процент пыли в песке равняется 5%, а зерна разрешены только до 10 мм, содержание частиц, достигших 20 мм, недопустимы. Полученный в итоге фракционный материал технологи распределяют по гранулометрическому модулю и только тогда добавка допускается в основу бетонной смеси.

Тяжелый состав

Средняя плотность зерен крупного заполнителя от 5 мм до 15 см. Самым распространенным вид добавки к смеси — гравий или щебень. Для возведения сверхтяжелых железобетонных конструкций их диаметр может достигать 13 см. Используются материалы для приготовления бетона из-за таких свойств:

  • Щебень. Производится искусственным способом, поэтому материал чистый и лишенный пыли. Имеет шероховатую структуру, что повышает адгезионные параметры цемента.
  • Гравий. Натуральный компонент. В нем встречаются пыль и другие минеральные примеси.

Плотные заполнители для бетона используются когда необходим тяжелый состав и применяются для сооружения масштабных железобетонных конструкций. Фракция добавки, процент минеральных соединений и мера устойчивости отвечают за технологические качества заполнителя. Прочность и выдержка готовой смеси должна превышать в два раза показатели в эксплуатационном процессе, чем в предварительной проверке на качество.

Классификация, требования и характеристика

Заполнители бетона отличаются между собой итоговой целью назначения и делятся на такие виды:

  • Пористые. Природные — пемза, вулканический туф. Синтетические — керамзит, перлит, шлак. Способом переработки — промышленные отходы. Величина их частиц от 7 до 40 мм. Используются для укладки стен.
  • Теплопроводные. Применяются для установления теплой стяжки. Это легкие наполнители, такие как полистирол, опилки древесные.
  • Порозаполнитель. Наносится уже на установленное каменное тело. Способствует повышению влагоустойчивости и прочности за счет плотного заполнения пор.
  • Антипирены. Отвечают за жаростойкость и усиления огнеупорных свойств. Не горят, имеют расположенность к медленной плавке.
  • Ускорители застывания. Способствуют ускорению образования единого монолитного тела.

Применение добавок

Группа Компаний «МАСТЕК» подготовила методическое пособие по приготовлению бетонных смесей:

Заполнители для растворов и бетонов являются самыми важными компонентами строительной смеси. С их помощью рабочий материал приобретает уникальные свойства и может менять свою структуру в конкретном случае. Заполнители нужны для получения тяжелых, облегченных стройматериалов с повышенной теплоизоляцией, приготовления декоративных растворов, образования жаростойких изделий. Для сооружений различных конструкций применяются разные добавки, в зависимости от требуемых свойств, которые определяются по таким критериям, как масса предполагаемого объекта, крупность заполнителя и его характеристики для выполнения поставленной задачи.

Читайте также:  Септики и их особенности
Ссылка на основную публикацию