Фракция наполнителя что это
Зачем добавлять щебень в бетон? Какая фракция нужно для качественного раствора?
Щебень – неорганический сыпучий строительный материал, полученный из горных пород и гальки, а также некондиционные отходы горных и металлургических предприятий. Широкое применение нашёл в строительной отрасли, является одним из компонентов бетонного раствора.
Важность щебня для качества бетона
Вид сырья, технические характеристики, размер зерен влияют на свойства строительного материала, сферу применения, надежность и долговечность готовой конструкции. Бетон – прочный материал, применяемый для заливки полов, изготовления железобетонных изделий и конструкций. Ни одна сфера строительства не обходится без использования бетона, даже деревянный дом стоит на бетонном фундаменте.
Щебень для качественного бетона
Щебень в данном материале является наполнителем, он обеспечивает плотность застывшей смеси. Так как его твердость выше твердости всех остальных компонентов, увеличивается плотность и прочность конструкции.
Функции щебня в бетоне:
Добавка щебня в бетон увеличивает его прочность и снижает стоимость. Большое значение при выборе материала имеют состав и характеристики щебня, они изложены в государственных стандартах. При создании бетона необходимо соблюдать технологию и рецептуру. Избыток щебня делает изделия хрупкими, они легко разрушаются при механическом воздействии. Если щебня недостаточно, прочность снижается. Нельзя использовать низкокачественный материал для строительства здания. Трещины на стенах и перекрытиях могут привести к разрушению сооружения.
Грамотный выбор щебня для бетона
При выборе строительного материала необходимо учитывать вид сырья – гранитный, гравийный, известняковый, вторичный. Самый прочный – гранитный, известняковый и гравийный менее прочные, вторичный применяют только для черновых работ. Большое значение для качества строительного материала имеет фракция щебня.
Условно можно выделить следующие фракции:
Для изготовления разных марок бетона применяют разные фракции:
Чтобы избежать образования пустот в бетонной конструкции, используют смесь щебня разного размера.
Фракции щебня бетона
Щебень служит крупным наполнителем бетонной смеси, его технические характеристики напрямую влияют на эксплуатационные параметры строительного материала и сферу его применения.
Важно знать, какие фракции щебня для бетона требуется использовать при приготовлении материала для конкретных работ, чтобы полученные конструкции справлялись с нагрузками на протяжении всего срока эксплуатации.
Функции щебня в бетоне
Крупный наполнитель в составе бетонной смеси:
Характеристики щебня
Чтобы конструкции из бетона имели необходимую прочность, требуется использовать щебень с подходящими характеристиками. Оцениваются следующие свойства материала:
Виды и прочность щебня
Для изготовления бетона чаще всего используется гравийный и гранитный щебень. Крупный наполнитель также получают из других горных пород (серпентинит, амфиболит, известняк, доломит и т.д.) и при утилизации старого бетона (вторичный щебень).
Гранитный щебень отличается прочностью и применяется для тяжелых бетонов, предназначенных для ответственных работ. Гравийный щебень менее прочен и заметно дешевле, из него изготавливают бетоны для конструкций, не испытывающих повышенные нагрузки. Известняковый щебень может входить в состав невысоких марок бетона – М100, М150.
Прочность наполнителя влияет на марку бетона. При выборе щебня следует учитывать, к какому классу должен относиться конечный продукт. Морозостойкость щебня прямо пропорциональна прочности, от этого показателя зависит устойчивость материала к перепадам температур.
Форма зерен также влияет на прочностные показатели бетона. Кубические зерна позволяют получить материал с высокой плотностью. Бетон, в котором много частиц щебня конической формы, ниже качеством.
Худший вариант – щебень, который содержит большое количество пластинчатых и игловидных камней. Такой наполнитель называют щебнем с высокой лещадностью, он не дает хорошо уплотнить бетонную смесь.
Адгезия щебня связана с лещадностью и видом горной породы, из которой получен сыпучий материал. Наполнитель с шероховатой поверхностью характеризуется более высокой адгезией по сравнению с гладкими частицами.
Фракция щебня
Размер зерен также оказывает существенное влияние на характеристики бетонной смеси и конечного продукта. Какую фракцию щебня для бетона выбрать определяется назначением строительного материала.
По размеру зерна условно можно разделить фракции на три типа:
Щебень для бетона фракции 5-20 пользуется максимальным спросом, так как способен хорошо заполнять пустоты. Такой наполнитель входит в состав бетонных смесей для любых работ.
Щебень средних фракций добавляют в тяжелые бетоны, предназначенные для ответственных работ, включая строительство жилых и промышленных зданий. Такие фракции щебня используют для бетона фундамента.
Наполнитель крупных фракций используют в составе бетонов для возведения конструкций, испытывающих высокие нагрузки.
Обратите внимание! Чтобы получить максимально качественный бетон, в раствор добавляют щебень двух или трех фракций. Это позволяет избежать формирования пустот и получить высокопрочный материал, устойчивый к повышенным нагрузкам
Щебень в составе бетонной смеси
Бетон М100
Обладает относительно невысокой прочностью, не предназначен для ответственных работ. Применяется для заливки полов в подвалах, подготовки основания под фундаментные конструкции, тротуары, дорожное полотно. Для приготовления смеси может использоваться известняковый или вторичный щебень.
Марка бетона | Щебень на 1 кубометр бетона | ||
Марка прочности | Фракция | Количество, кг | |
М100 | М600 | 5-20 | 1200 |
Бетон М150
Относится к бетонам средней прочности, используется в частном строительстве для ряда вспомогательных работ, включая бетонирование опор и столбов, подготовку основания дорожек и площадок, обустройство стяжки, создание монолитных малонагруженных фундаментных оснований. Наполнителем может служить известняковый или гравийный щебень.
Марка бетона | Щебень на 1 кубометр бетона | ||
Марка прочности | Фракция | Количество, кг | |
М150 | М600 | 5-20 | 1180 |
Бетон М200
Тяжелый бетон средней прочности, пригоден для заливки фундаментов построек малой этажности, обустройства лестниц, отмостки, площадок, дорожек и т.д. В качестве наполнителя применяется гравийный, гранитный щебень. Для бетона М200 фракция щебня находится в пределах от 5 до 40 мм.
Марка бетона | Щебень на 1 кубометр бетона | ||
Марка прочности | Фракция | Количество, кг | |
М200 | М800 | 5-20 + 20-40 | 1170 |
Бетон М250
Достаточно прочный тяжелый бетон, используется в промышленном и гражданском строительстве для обустройства фундаментных оснований под различную нагрузку, заливки бетонных площадок, тротуаров и дорог, изготовления несущих ЖБ конструкций. Наполнителем служит гравийный или гранитный щебень.
Марка бетона | Щебень на 1 кубометр бетона | ||
Марка прочности | Фракция | Количество, кг | |
М250 | М800 | 5-20 + 20-40 | 1160 |
Бетон М300
Разновидность тяжелого бетона, активно применяется в частном строительстве благодаря сочетанию доступной цены и высоких технических параметров. Пригоден для создания фундаментов, отмостки, возведения монолитных малоэтажных построек, обустройства перекрытий и лестниц, изготовления столбов. Фракция щебня для бетона М300 – смесь двух-трех фракций в диапазоне от 5 дот 40 мм.
Марка бетона | Щебень на 1 кубометр бетона | ||
Марка прочности | Фракция | Количество, кг | |
М300 | М1000 | 5-20 + 20-40 | 1080 |
Бетон М350
Тяжелый бетон для изготовления ответственных конструкций, рассчитанных на высокие нагрузки. После набора прочности материал устойчив к внешним воздействиям. Из бетона данной марки изготавливают опорные колонны, фундаменты, плиты перекрытий, стеновые конструкции, дорожные плиты для аэродромов. Для бетона М350 фракция гранитного щебня – это сочетание зерен двух-трех фракций от 5 до 70 мм.
Марка бетона | Щебень на 1 кубометр бетона | ||
Марка прочности | Фракция | Количество, кг | |
М350 | М1000 | 5-20 + 20-70 | 1080 |
Бетон М400
Разновидность тяжелого бетона с высоким содержанием портландцемента, что обеспечивает его высокие показатели прочности на изгиб, растяжение, сжатие. Применяется для возведения ответственных конструкций, в число которых входят объекты дорожной инфраструктуры (эстакады, мосты), гидротехнические сооружения, несущие конструкции, монолитные здания большой этажности. Для приготовления смеси используется гранитный щебень – смесь разных фракций.
Марка бетона | Щебень на 1 кубометр бетона | ||
Марка прочности | Фракция | Количество, кг | |
М400 | М1200 | 5-25 + 20-70 | 1080 |
Бетон М500
Бетон данной марки и выше делают по спецзаказу для создания самых ответственных конструкций. Это дорогой материал с высоким содержанием портландцемента, крупным наполнителем служит щебень твердых горных пород – гранитный, амфиболитовый, серпентинитовый.
Марка бетона | Щебень на 1 кубометр бетона | ||
Марка прочности | Фракция | Количество, кг | |
М500 | М1200 | 5-25 + 20-70 | 1080 |
Заключение
Чтобы гарантировать качество строительного материала, фракция щебня для бетона должна отвечать требованиям ГОСТа. Также учитываются другие характеристики конкретного природного материала – они варьируются в зависимости от месторождения. Производитель должен устанавливать характеристики для каждой партии щебня, а потребитель проверять параметры на соответствие задачам.
Невозможно ответить на вопрос, какая фракция щебня лучше для бетона. В каждом конкретном случае выбор зависит от того, материал какой марки требуется получить.
Какая должна быть фракция щебня (гравия) для бетона М300: какой щебень лучше, размер, марка
Для изготовления бетонной смеси необходимо использовать несколько основных компонентов. В этот список входит песок, цемент, вода и заполнитель. В роли последнего чаще всего применяют щебень. Этот строительный материал представлен несколькими разновидностями, каждая из которых обладает своими характеристиками.
Для чего нужен щебень в бетоне
Щебень представляет собой сыпучий материал, который получают в результате дробления горных пород, в том числе валунов и гравия. Иными словами, под щебнем принято понимать камни неправильной формы, которые могут относиться к разным горным породам.
Разбираясь с вопросом о том, зачем в бетон добавляют щебенку, нужно подчеркнуть несколько особенностей. Этот строительный материал не всегда используют в ходе приготовления бетонной смеси, однако его включение в состав позволяет решить ряд задач:
Если принято решение использовать наполнитель, следует учесть следующие нюансы:
Основные характеристики щебня
Разобравшись с тем, зачем щебень в бетоне, необходимо указать и несколько основных характеристик, от которых зависят технические показатели готовых смесей:
Классификация
Сыпучий наполнитель принято разделять на несколько категорий с учетом горных пород, из которых был произведен этот материал:
Гранитный
В строительных работах чаще всего применяют среднюю фракцию (5-20 мм). Этот вариант считается оптимальным для прокладывания автомагистралей, строительства фундаментов, возведения железобетонных конструкций.
Гравийный
Такой сыпучий материал производят из скал. Часто для добычи используют технологию рассеивания горных пород после добычи из карьера. Качество продукции должно отвечать требованиям ГОСТ 8267-93.
Прочность этих камней ниже, чем гранитных, однако у данной разновидности есть несколько преимуществ:
Известняковый
Для получения известняковой щебенки используют осадочные горные породы. Камни в данном случае представляют собой карбонат кальция. Преимуществом является минимальная стоимость.
В связи с низкой прочностью известняковый материал имеет ограниченное применение. Он подходит для строительства дорожек с небольшой нагрузкой, работ в полиграфической и стекольной промышленности, приготовления цементного раствора.
Шлаковый
Под шлаковым щебнем принято понимать камни разной величины, которые получают из шлака, использованного в производстве.
Использовать такой наполнитель можно для приготовления легких бетонов. Наиболее распространенная сфера применения — теплоизоляция.
Вторичный
Вторичным щебень называют по той причине, что получают этот материал из строительного мусора, в том числе старого асфальта, кирпичей, бетона. Эта продукция должна соответствовать критериям ГОСТ 25137-82. Главное преимущество состоит в низкой стоимости.
Критерии выбора
Для достижения максимальной прочности и долговечности бетона щебень нужно выбирать тщательно. Универсального варианта не существует, поэтому при подборе необходимо учитывать, для чего готовится бетон.
В первую очередь нужно проверить соответствие ГОСТ. Для этого у продавца просят сопроводительные документы на партию товара. Еще одно требование — минимальное содержание пыли, песка и других примесей. Максимальным показателем считается 2% от общей массы.
Фракция
Выбирая, какой щебень нужен для бетона, следует крайне внимательно отнестись к подбору размеров зерна. Крупные камни нужно использовать в тех конструкциях, которые должны выдерживать вертикальную нагрузку. Такой щебень принимает на себя основную нагрузку и выступает в роли каркаса.
Более мелкие фракции выбирают для армированных изделий и тех элементов, которые должны выдерживать большую нагрузку на прогиб.
Соотношение марки бетона и марки щебня
Перед тем как приобрести все составляющие для создания смеси, нужно выбрать подходящий щебень для бетона. От этого будут зависеть технические и эксплуатационные характеристики готовых изделий.
В таблице, представленной ниже, приведены варианты использования, рекомендованные производителями.
Марка бетона | Подходящая марка щебня для бетона |
100 | 600 |
200 | 800 |
300 | 1000 |
400-500 | 1200 |
Небольшие расхождения с рекомендуемыми параметрами не будут критичными. При этом нет необходимости выбирать виды щебня с запасом (больше, чем рекомендуется строительной документацией). Такой подход только увеличивает затраты на работы.
Глава 5. Заполнители для бетонов и растворов
Роль заполнителей в бетонах и растворах
Данные вещества выполняют следующие задачи:
Заполнители для бетона: разновидности
Группировка подобного сырья основывается на следующих факторах:
Виды наполнителей
Заполнители для растворов и бетонов можно классифицировать по назначению:
Кроме того все существующие виды заполнителя можно поделить на два типа:
Теперь подробней рассмотрим предназначение каждого.
Мелкий
Использование мелкого наполнителя необходимо для уменьшения пустот между частицами крупного заполнителя. От того насколько удачно будут расположены частицы, зависит то, насколько крепким получится бетон.
Мелкий заполнитель для бетона состоит из мельчайших частиц. Преимущественно, в качестве мелкого заполнителя используют песок. Основным его достоинством является минимальный размер крупиц, который составляет 0,16-5 мм, а также высокая плотность — 1,8 г/см3.
Песок существует двух типов:
Чаще всего используют природный песок следующих видов:
На фото — кварцевый песок
Для определения качества песка необходимо обратить внимание на такие моменты как:
Зерновой состав заполнителя определяют при помощи набора сит с разными размерами ячеек. Конечно, весь песок просеивать не обязательно, одного-двух килограммов будет вполне достаточно. Крупных зерен в его составе должно быть не более 5 процентов, кроме того, в нем не должны присутствовать частицы более 10 мм.
Контрольные лабораторные сита для песка
Специалисты даже придумали специальный термин – «модуль крупности». Этот термин означает соотношение оставшихся крупных частиц в сите к остальному песку, взятому для пробы.
В итоге можно сказать, что крупность заполнителя бетона является важным моментом, который влияет на качество бетона. Поэтому при его использовании необходимо, следить за процентным соотношением размеров частиц. Мельчайших крупинок вроде пыли должно быть не более трех процентов, а фракций размером 0,16 – не более 10 процентов.
Обратите внимание! Содержание глины в песке способно уменьшить морозостойкость бетонной конструкции. Поэтому песок перед использованием принято очищать путем промывки.
При использовании природного песка необходимо также обращать внимание на содержание примесей в составе. Иногда встречается наполнитель с органическими добавками, использование которого приводит в будущем к разрушению цемента. Наличие таких примесей определяется цветовым методом.
Надо сказать, что существуют безусадочный бетон на мелком заполнителе, в который добавляют специальные смеси и полимерную фибру. Особые свойства материал получает благодаря применению мельчайших фракций наполнителя. Фибра в этом случае повышает прочность бетона.
Крупный заполнитель
Наиболее распространенные крупные заполнители – это гравий и щебень.Их частицы должны находиться в пределах 5-70 мм. Однако, размеры во многом зависят от типа бетона. К примеру, крупность заполнителя для тяжелого бетона, используемого для массивных конструкций, может составлять вплоть до 150 мм.
Если выбирать между щебнем и гравием, то лучше отдать предпочтение щебню, так как в гравии чаще бывают различные примеси. Щебень же получают искусственным путем, за счет дробления горных пород, поэтому он лишен таких недостатков.
Совет! Как правило, в строительстве применяют настолько прочный бетон, что его обработка становится сложной задачей. Для ее решения используют алмазный инструмент, в частности зачастую применяется резка железобетона алмазными кругами или шлифовка алмазными чашками.
В отличие от гравия, зерна щебня обладают угловатой формой, приближенной к кубической.Благодаря шероховатости, такие частицы лучше сцепляются с цементом.Поэтому, для получения высокопрочных бетонов используют исключительно щебень.
Чтобы проанализировать качество крупного наполнителя, надо определить его минеральный и зерновой состав. Кроме того, следует обратить внимание на степень прочности исходной породы. Она должна в 2 или хотя бы в 1,5 раза превышать прочность бетона соответствующей марки.
Обратите внимание! От морозостойкости наполнителя будет зависеть морозостойкость всей бетонной массы.
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:
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.
Зерновой состав заполнителя
Заполнители бывают двух видов: крупный и мелкий. К крупному заполнителю относятся щебень и гравий, это заполнители с крупностью зерен более 5 мм. К мелкому заполнителю относятся пески, естественные или искусственные.
Так как разные заполнители в разных объемах по-разному влияют на все свойства бетона, то к этим заполнителям предъявляются некоторые требования, которые учитывают данное влияние.
Любой заполнитель является зернистым материалом, который представляет собой совокупность всех зерен. И для каждого из заполнителей имеется ряд общих закономерностей.
Самое большое влияние на свойства бетона влияет зерновой состав, а так же чистота и прочность заполнителя.
Зерновой состав – это показатель, который определяет содержание в заполнителе зерен разного размера. Для того чтобы определить зерновой состав конкретного заполнителя, нужно взять небольшой объем заполнителя для пробы и просеять его через стандартные сита, величина отверстия которых варьируется от 14 до 70 мм.
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.
Материалы для производства легких бетонов на пористых заполнителях
В качестве вяжущего для легких бетонов применяют все виды цементов и другие вяжущие не ниже М 300. Желательно использовать высокоактивные вяжущие, расход которых на 1 м3 бетона будет меньше, чем малоактивных вяжущих. Цементный камень в легких бетонах является самой тяжелой частью их, и сокращение расхода цемента введет к снижению объемной массы бетона.
Исходя из необходимости получения бетонной смеси требуемого качества минимальные расходы вяжущего на 1 м3 легких бетонов должны быть не меньше величин, приведенных в табл. 7.
В случае применения высокоактивных цементов, когда требуемая прочность бетона может быть достигнута при малых расходах вяжущего для увеличения количества цементного теста в бетонную смесь необходимо вводить тонкомолотые добавки. В бетоны низких марок с малым расходом вяжущего (а иногда и с недостаточным расходом мелких фракций заполнителя), характеризующихся низкой удобоукладываемостью, желательно вводить гидрофобизирующие поверхностно-активные добавки (мылонафт и др.).
Минимально допустимый расход вяжущего в зависимости от вида легкого бетона
Вид бетона | Минимально допустимый расход вяжущего, кг/м3 бетона | |
общий | в том числе цемента | |
Теплоизоляционный | 100 | 80 |
Конструктивно-теплоизоляционный неармированный | 125 | 100 |
Конструктивно-теплоизоляционный и конструктивный армированный | 225 | 150 |
Для приготовления легких бетонов используют природные и искусственные пористые заполнители. В зависимости от формы и характера поверхности пористые заполнители делят на щебень, состоящий из кусков неправильной формы с открытыми порами на поверхности, и гравий, представляющий собой смесь зерен округлой формы с гладкой и оплавленной поверхностью. Применяют крупный заполнитель (щебень и гравий), состоящий из зерен 5-40 мм (с зернами более 40 мм заполнитель из-за малой его прочности использовать не рекомендуется), крупный пористый песок с размерами зерен 1,2-5 мм и мелкий пористый песок с размерами зерен менее 1,2 мм.
В зависимости от насыпной объемной массы (кг/м3) в сухом состоянии пористые заполнители делят на марки от 100 до 1200. Наиболее легкие заполнители применяют для теплоизоляционных бетонов, тяжелые — для конструктивно-теплоизоляционных и конструктивных бетонов. Для конструктивных бетонов допускается частичная или полная замена пористого песка тяжелым песком.
Для легких бетонов используют природные пористые горные породы вулканического и осадочного происхождения. Наибольшее применение из пористых горных пород вулканического происхождения получили следующие их виды.
образовалась в результате быстрого остывания насыщенной газами лавы и поэтому характеризуется губчатым строением. Встречаются пемзы с крупнопористой и мелкопористой структурой. Крупнозернистые пемзы обеспечивают получение конструктивно-теплоизоляционных бетонов с объемной массой в высушенном состоянии 500-1200 кг/м3 и прочностью 0,1-7,5 МПа (10-75 кг/см2). Мелкопористую пемзу, как более тяжелый заполнитель, применяют для конструктивных бетонов с объемной массой 1500-1800 кг/м3 и прочностью 7,5-40 МПа (75-400 кг/см2).
относятся к излившимся обломочным породам. В зависимости от условий залегания встречаются вулканические шлаки с различной объемной массой исходной горной породы. Легкие вулканические шлаки применяют для конструктивно-теплоизоляционных бетонов объемной массой в сухом состоянии 600-1400 кг/м3 и прочностью 1-10 МПа (10-100 кг/см2), а более тяжелые — для конструктивных бетонов с объемной массой 1600-1800 кг/м3 и прочностью 10-20 МПа (100-200 кг/см2).
, получившиеся в процессе уплотнения вулканического пепла, и
туфовые лавы
, образовавшиеся в результате попадания вулканического пепла и песка в расплавленную лаву до ее остывания, в зависимости от условий образования характеризуются различным количеством и величиной пор. Крупнопористые вулканические туфы и туфовые лавы с прочностью при сжатии менее 10-15 МПа (100-150 кг/см2) используют в конструктивно-теплоизоляционных и конструктивных бетонах прочностью 5-20 МПа (50-200 кг/см2) с объемной массой 1300-1800 кг/м3, а более плотные породы — для конструктивных бетонов прочностью до 40 МПа (400 кг/см2) с объемной массой 1600-1800 кг/м3.
Из осадочных пород чаще всего используют пористые известняки
и
известковые туфы
, состоящие в основном из углекислого кальция с объемной массой исходной породы от 1200-1300 кг/м3 до 1600-1900 кг/м3 с прочностью при сжатии 1-20 МПа (10-20 кг/см2). Известковые туфы и ракушечники используют для конструктивно-теплоизоляционных и конструктивных бетонов объемной массой в сухом состоянии 1400-1800 кг/м3 и прочностью от 3,5 до 20 МПа (35-200 кг/см2).
Искусственные пористые заполнители делят на две группы: отходы промышленности и специально изготавливаемые заполнители.
К отходам промышленности относятся:
, представляющие собой продукты сжигания кускового угля в промышленных и других топках. Шлаки являются наиболее дешевыми заполнителями, но в большинстве из них содержится значительное количество частиц несгоревшего угля, извести, растворимых солей и других примесей, вредно влияющих на атмосферостойкость бетона (морозостойкость и др.). Лучшими по технологическим свойствам являются антрацитовые и хорошо спекшиеся каменноугольные шлаки. Объемная масса бетонов на топливных шлаках составляет 1200-1800 кг/м3;
пористые металлургические шлаки
— кусковые материалы, образуюшиеся в результате естественного охлаждения расплавов металлургических шлаков, содержащих повышенное количество газов. Из-за колебаний химического состава шлакового расплава и изменения условий его охлаждения в отвалах завода структура и свойства образующихся шлаков могут колебаться в значительных пределах. В качестве заполнителей используют не распадающиеся со временем чаще всего из-за полиморфных превращений C2S при медленном охлаждении шлаки с насыпной объемной массой не более 1000 кг/м3 и объемной массой в куске не более 1700 кг/м3. Так как бетоны с заполнителями из пористых доменных шлаков обладают повышенной объемной массой и теплопроводностью, их применяют главным образом для конструктивных бетонов.
Из специально изготавливаемых пористых заполнителей наибольшее распространение получили:
и его разновидности (шунгезит и др.) — искусственный гравий и песок ячеистого строения с оплавленной поверхностью зерен. Керамзит всех видов изготавливают из хорошо вспучивающихся легкоплавких глинистых пород (пластичных тонкодисперсных глин, глинистых сланцев) путем ускоренного их обжига во вращающихся печах а песок — в «кипящем слое». В результате термической обработки при температуре 1100—1300° С керамзит не имеет в своем составе вредных для цемента примесей; морозоустойчив, огнестоек и, обладая оплавленной поверхностью зерен с высокоразвитой системой преимущественно закрытых пор, отличается небольшой объемной массой и теплопроводностью при сравнительно высокой прочности зерен;
— пористый материал, получаемый вспучиванием расплавов металлургических шлаков путем их быстрого искусственного охлаждения;
— материал, получаемый спеканием топливных шлаков и зол, а также углесодержащих шахтных и других глинистых пород на решетках агломерационных машин;
— пористый сыпучий материал, образующийся в процессе обжига при температуре 900—1000° С дробленых водосодержащих вулканических стекол (перлитов, обсидианов, витрофиров и т. п.). При нагревании исходная порода интенсивно вспучивается, образуя легковесный заполнитель с насыпной массой 50-300 кг/м3, характеризуемый хорошими теплоизоляционными качествами. Из-за невысокой прочности получаемых бетонов перлиты используют главным образом для теплоизоляционных бетонов.
К пористым заполнителям предъявляют следующие требования:
Важнейшие свойства пористых заполнителей, применяемых для легких бетонов
Заполнитель | Крупный (гравий, щебень) заполнитель | Мелкий заполнитель (песок) | |||
объемная масса в куске, кг/м3 | насыпная объемная масса отдельных фракций, кг/м3 | прочность в стандартном цилиндре, МПа (кг/см2) | объем межзерновых пустот | насыпная объемная масса отдельных фракций, кг/м3 | |
Искусственные | |||||
Керамзит | 600-1400 | 300-700 | 0,8-4,0 (8-40) | 40-50 | 600-1000 |
Шлаковая пемза | 500-1800 | 250-1000 | 0,1-2,7 (1-27) | 55-70 | 475-1300 |
Аглопорит | 700-1600 | 350-800 | 0,3-2,3 (3-23) | 55-65 | 550-1100 |
Природные | |||||
Пемза крупнопористая | 400-600 | 300-460 | 0,5-5 (5-50) | — | 500 |
Пемза мелкопористая | 1100-1800 | 600-900 | 1,6-15 (16-150) | — | 700-1200 |
Вулканические шлаки | 500-800 | 400-500 | 1,7-6,7 (17-67) | — | 600-750 |
800-1600 | 650-1000 | 10-17 (100-170) | — | 1070-1150 | |
Вулканические туфы и туфовая лава | 730-1800 | 675-1200 | 0,1-15 (10-150) | — | 720-1300 |
Известняки | 1200-1800 | 750-1100 | 0,5-7 (5-70) | — | 880-1300 |
насыпная объемная масса крупного заполнителя не должна превышать 1200 кг/м3, а мелкого — 1300 кг/м3;
в каждой фракции крупного заполнителя количество зерен с размерами выше наибольшего и ниже наименьшего не должно быть более 10%, а полусумма полных остатков на контрольных ситах с наибольшим и наименьшим размерами зерен данной фракции должна составлять 30-60% по объему;
морозостойкость крупных наполнителей, используемых в бетонах, не защищенных от внешних атмосферных воздействий, должна обеспечивать получение бетона требуемой проектом марки по морозостойкости;
прочность искусственных пористых заполнителей — не менее требуемой нормами, прочность исходной породы природных заполнителей — не менее 50% от требуемой прочности бетона, а коэффициент размягчения при использовании в конструктивных бетонах — не менее 0,8, а в конструктивно-теплоизоляционных — 0,7;
содержание серы в заполнителях, применяемых в железобетоне, не более 2%, а количество водорастворимых сульфатов — 1% по массе (в пересчете на SO3);
содержание в мелкой фракции песка пылевидных частиц размером менее 0,14 мм, обладающих свойствами активной минеральной добавки, допускается до 40% по объему.