Какие бывают тяжелые заполнителя для бетона? Заполнители для бетонов


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.

www.yarst.ru

Какие заполнители для бетонов самые лучшие и почему?

В бетонах и растворах до 80% объема составляют заполнители. Кроме того что они увеличивают прочность смеси, они еще и значительно экономят использование вяжущих материалов. Главные требования к заполнителю – твердость, прочность, отсутствие вредных примесей и способность не растворяться в воде. Итак, какие заполнители лучше всего выбирать для приготовления растворов?Щебень и гравий – лучшие крупные заполнителиЭти два строительных материала наиболее разумно применять в качестве крупных заполнителей. Что касается гравия, он представляет собой природные рыхлые окатанные обломки от 5 до 70 мм. Самым лучшим считается ледниковый гравий, зерновой состав которого наиболее равномерный. Если же в гравии содержится большое количество других пород и осадочных обломков, его механические свойства ухудшаются. Иногда таких примесей может быть до 60%. Вхождение в состав песчаников и магматических пород наоборот повышает качество гравия.Щебень, как правило, используется такой, который получают посредством дробления. Для его производства предпочтение отдается наиболее прочным магматическим породам – граниту, базальту, габбро, диабазу, а также осадочным – доломитам и известнякам. Использовать гравий и щебень для строительных целей можно лишь после проведения лабораторных исследований их морозостойкости, прочности, радиоактивности т.д.

Существуют и так называемые легкие крупные заполнители – пористые известняки, ракушечники, вулканические породы. В отдельную группу можно отнести искусственные заполнители, например, керамзитовый гравий, полученный ускоренным обжигом глины, аглопоритовый щебень, который образуется в результате спекания глины и отходов переработки каменных углей.

Мелкие заполнители: пальма первенства – за пескомНаряду с крупными заполнителями используются и мелкие, в частности пески. Считается, что самыми лучшими будут кварцевые пески, однако очень часто их заменяют природными вариантами. Для хорошего качества бетонных изделий песок должен содержать минимальное количество пылевидных и глинистых частиц, сернистых соединений (гипса, пирита), слюды и различных органических примесей (гумуса, остатков неразложившихся растений и пр.).Каждый из видов песков – морской, речной, овражный, дюнный, горный – имеет свои достоинства и недостатки, поэтому с применением их в качестве мелких заполнителей проявляются положительные и отрицательные стороны. Если в горном песке содержится много примесей, то в речном или морском поверхность песчинок слишком отполированная, что ухудшает сцепление с вяжущим компонентом. Барханные, или дюнные, пески слишком мелкие и не отвечают требованиям стандартов.

Особо тщательно исследуется зерновой состав песка, в зависимости от которого этот природный материал делится на несколько групп. Лучше всего в качестве мелкого заполнителя использовать крупный и средний песок.

neruds.ru

Заполнители для бетона — Мегаобучалка

БЕТОНЫ

1. Основные понятия о бетоне и железобетоне. Классификация бетонов.

Бетоны-искусственные каменные материалы, получаемые в результате затвердевания тщательно перемешанной и уплотненной смеси из вяжущего вещества, воды, мелкого и крупного заполнителей, взятых в определенных пропорциях.

 

После затвердевания эта смесь называется бетонной смесью.

Вяжущие вещества и вода являются активными составляющими бетона. В результате реакций между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей.

Заполнителями являются песок, гравий, щебень-составляют каменный остов бетона.

Добавки

· Повышают подвижность бетонной смеси

· Регулируют сроки схватывания

· Повышают морозостойкость

Соотношение воды и цемента («водоцементное соотношение») — важная характеристика бетона. От этого соотношения напрямую зависит прочность бетона: чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон.

Классификация бетонов

1. По плотности

· Особо тяжелый (средняя плотность более 2500 кг/м3

· Тяжёлый(1800-2500)

· Легкий(500-1800)

· Особо легкий (менее 500)

2. По виду вяжущего вещества

· Цементные – на гидравлических вяжущих веществах - портландцементах и его разновидностях

· Силикатные –на известковых вяжущих в сочетании с силикатными или алюминатными составляющими

· Гипсовые – с применением гипсовых и ангидритовых вяжущих

· На специальных вяжущих веществах (неорганических и органических) применяемых при наличии особых требований (жаростойкости, хим. стойкости)

3. По виду заполнителя

· На плотных заполнителях

· На пористых заполнителях

4. По крупности заполнителя

· Мелкозернистые (размер зерен до 10мм)

· Крупнозернистые (зерна от 10 до 150 мм)

5. По прочности и долговечности

Долговечность оценивают степенью морозостойкости

6. По назначению

· Обычный-для бетонных и железобетонных несущих конструкций зданий и сооружений- колонны, балки, плиты

· Гидротехнический –для плотин, шлюзов, облицовки каналов

· Для стен зданий и легких покрытий

· Для полов, дорожных покрытий и оснований

· Бетон специального назначения – подразделяют на кислотоупорный, жароупорный

· Особо тяжелый – для биологической защиты- изготовляют на цементе со специальными видами заполнителя высокой плотности

· Теплоизоляционный – особо легкий (пенобетон и газобетон)

Железобетон - это сочетание бетона и стальной арматуры, монолитно соединенных и работающих как единое целое.

Преимущества:

· Минимальные транспортные расходы

· Большие возможности для архитекторов при проектировании зданий

Недостатки:

· Большие трудозатраты на строительной площадке

· Сложности в работе в зимнее время года

· Необходимость в инвентарной опалубке

2. Материалы для тяжелых бетонов. Требования, предъявляемые к ним.

Тяжелый бетон- бетон, имеющий среднюю плотность от 1800 до 2500 кг/м3

Заполнители для бетона

-Мелкий заполнитель

Гранулометрический состав (просеивание через стандартный набор сит с размером отверстий на свету 5; 2,5; 0,63 и т.д.

Модуль крупности (Крупный, средний, мелкий, очень мелкий)

Содержание примесей не должно превышать 5% в том числе не более 0,15% глины

-Крупный заполнитель

Гравий-рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного выветривания горных пород.

Щебень – материал, полученный в результате дробления камней из горных пород на куски размером 5-70 мм.

· Мелкий заполнитель-песок из зерен размером от 0,14 до 5 мм

· Естественные заполнители (природные пески)

· Искусственные пески, получаемые дроблением шлаков или из керамзита и аглопорита

3. Свойства бетонной смеси и способы их оценки.

Бетонная смесь- рационально составленная и однородно перемешанная смесь компонентов бетона до начала процессов схватывания и твердения.

Свойства бетонной смеси

· Удобоукладываемость– способность заполнять форму при данном способе уплотнения, сохраняя ее однородность.

Для оценки удобоукладываемости используют три показателя:

1. подвижность бетоносмеси, которая является характеристикой структурной прочности смеси;

2. жесткость, которая является показателем динамической вязкости бетоносмеси

3. связанность, которая характеризует водоотделение бетоносмеси после ее отстаивания.

· Подвижность смеси оценивается осадкой конуса, отформованного из бетонной смеси под действием собственной массы или при вибрации.

· Жесткость бетонных смесей определяют с помощью специального прибора-технического вискозиметра. Бетонные смеси бывают жесткие, подвижные и литые.

 

 

4. Способы приготовления, укладки и уплотнения бетонных смесей.

· Подготовка материалов осуществляется на предприятиях.

· Перемешивание бетонной смеси. В процессе перемешивания материалы равномерно распределяются по всему объему, в результате чего получается однородная масса, свойства которой в любом месте объема должны быть одинаковы. Перемешивают бетонную смесь в бетоносмесителях (бетономешалках) периодического или непрерывного действия.

· Транспортировка. Время перевозки не более часа, по жаре – не более 30 минут.

· Укладка бетонной смеси. Эту операцию выполняют при помощи бетоноукладчиков или более простых машин-бето­нораздатчиков.

· Уплотнение. Любое недоуплотнение приводит к уменьшению прочности бетона, ухудшению всех его свойств и снижению долговечности. Из различных способов уплотнения бетонной смеси наибольшее распространение получило вибрирование. Уплотнение смеси при вибрировании происходит в результате передачи ей часто повторяющихся вынужденных колебаний (толчков), в совокупности выражающихся встряхиванием. То есть бетонная смесь приобретает свойства тяжелой жидкости и под влиянием сил тяжести расплывается, заполняя форму, что отвечает условию наиболее плотной упаковки частиц и приводит к получению плотной бетонной смеси.

 

5. Физико-механические свойства бетона. Основные факторы прочности бетона

Качество бетона по прочности характеризуется его классом (маркой), который определяется величиной предела прочности при сжатии образцов

Прочность бетона характеризуется классами. Класс бетона определяется величиной гарантированной прочности на сжатие с обеспеченностью 0,95.

Класс (марка) бетона определяется также по пределу прочности на растяжение при изгибе образцов-балочек.

megaobuchalka.ru

Заполнители для бетонов — реферат

Федеральное агентство  по образованию Российской Федерации

Челябинский государственный университет

Институт экономики отраслей, бизнеса

и администрирования

Кафедра экономики отраслей и рынков 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему: «Заполнители для бетонов»

По дисциплине: «Материаловедение»

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: ст. гр. 22ПС-306

Ильиных Н.А.

Проверила: преп.

Каган М.Н.___________

 

 

 

 

 

Челябинск 2012 г.

Содержание

Введение.....................................................................................................................................................2

1 Основные характеристики..................................................................................................................2-6

2 Крупный заполнитель для бетона

2.1.. Гравий. Характеристики и свойства..............................................................................................6-7

2.2. Щебень. Характеристики и свойства..............................................................................................7-8

3. Пористые заполнители для бетонов

3.1 Песок. Характеристики и свойства................................................................................................8-11

4. Заполнители  горных пород для бетона..........................................................................................11-12

5 Виды и допустимые содержания вредных примесей в заполнителях.........................................12-16

Список литературы....................................................................................................................................17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Заполнители занимают в бетоне до 80 % объема и оказывают значительное влияние на свойства бетона, его  долговечность и стоимость.

Введение в бетон заполнителей позволяет резко сократить расход цемента, являющегося наиболее дорогим и дефицитным компонентом.

Заполнитель уменьшает усадку бетона. Усадка цементного камня при его  твердении достигает 1 ...2 мм/м, а заполнитель  воспринимает усадочные напряжения на себя и в несколько раз уменьшает  усадку бетона по сравнению с цементным камнем.

1. Основные характеристики.

 Заполнители занимают в бетоне  до 80% объема и оказывают влияние  на свойства бетона, его долговечность  и стоимость. Жесткий скелет  из высокопрочного заполнителя  несколько увеличи вает прочность и модуль деформации бетона, уменьшает деформации бетона под нагрузкой, а также ползучесть бетона - необратимые деформации, возникающие при длительном действии нагрузки. В специальных бетонах роль заполнителя очень высока, так как его свойства во многом определяют специальные свойства этих бетонов.

 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 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 заполнителя  через стандартные сита с величиной  отверстий от 0,14 до 70 мм и более.  Различают рядовой заполнитель, содержащий зерна различных размеров и фракционированный, когда зерна заполнителя разделены на отдельные фракции, включающие зерна близких между собой размеров. 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. 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. 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 укладки. Зависимость пустотности от формы зерен заполнителя показана на рис 1.

На пустотность оказывает заметное влияние содержание крупного и мелкого  заполнителя (Рис.2).

 Пустотность в известной  мере определяет расход цемента  и другие свойства бетона. Пустотность  заполнителей колеблется от 20 до 50 %. В бетоне желательно использовать  заполнители, состоящие из нескольких  фракций и имеющие наименьшую пустотность.

 Прочность заполнителя определяется  не только прочностью горной  породы, из которой он получен,  но и крупностью зерен. При  выветривании или дроблении породы  разрушение происходит поболее  слабым местам структуры и  прочность зерен как бы повышается. Естественные пески обладают прочностью при сжатии и растяжении, как правило, более высокой, чем прочность раствора или цементного камня. Прочность крупных заполнителей из прочных горных пород (гранита,диабаза и др.) превосходит по прочности раствор (Рис.3).

 Прочность бетона на гранитном  щебне несколько выше прочности  раствора. При применении менее  прочного крупного заполнителя  прочность бетона при увеличении прочности раствора возрастает лишь до определенных значений, и дальнейшее повышение прочности раствора не приводит к повышению прочности бетона. Предельно достижимая прочность бетона тем ниже, чем меньше прочность крупного заполнителя, причем ее значение зависит также и от содержания заполнителя, постепенно увеличиваясь с уменьшением его количества.

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

Различают рядовой заполнитель, содержащий зерна различных размеров и фракционный - включающий зерна близких между  собой размеров, например 5... 10 мм .

Зерновой состав называют непрерывным, если в нем встречаются зерна  всех размеров - от наименьшего до наибольшего. Если же в заполнителях отсутствуют зерна какого-либо промежуточного размера, то такой зерновой состав называют прерывистым.

При использовании заполнителей с  непрерывным зерновым составом, смеси  получаются более подвижные, менее  склонные к расслаиванию. На практике подбор состава заполнителей точно по идеальной кривой рассеивания требует дополнительных операций по рассеву песка и щебня, его дроблению. Поэтому эта методика не получила распространения.

В производстве используют зерновой состав заполнителя, состоящий из мелкой фракции (песка) и крупной фракции (щебня). Количество крупной и мелкой фракции определяется исходя из наименьшей пустотности их в бетонной смеси (наименьшего расхода цементного теста).

Соотношение между песком и щебнем, 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:

 

П/Щ- 1,1*П от.щ * Y н / Y щ , где

П,Щ - количество песка и щебня

Пот .щ- пустотность щебня относительная (0,3...0,48)

Y н , Y щ - плотности песка и  щебня (истинная)

Из практики количество песка составляет 30...35 % от общего количества заполнителя.

2. Крупный заполнитель для бетона

Для приготовления бетонов в качестве крупного заполнителя используют щебень и гравий.

Щебень - это рыхлый материал, получаемый путем искусственного дробления  изверженных, осадочных метаморфических  горных пород или отходов различных  производств.

Гравий - это рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) твердых горных пород и состоящий из зерен округлой формы. Гравий может быть горным, речным и морским.

Щебень и гравий состоят из отдельных  зерен и кусков от 5 до 70 мм . Они  могут быть как рядовыми так и фракционированными.

Прочность заполнителя определяется прочностью горной породы, из которой  он получен. Заполнители из прочных  горных пород (гранита, диабаза) обладают высокой прочностью (80 МПа и выше). Заполнители из осадочных пород. Например, из известняка, имеют прочность 30 МПа и выше. Прочность легких пористых заполнителей зависит от плотности и составляет 2...20 МПа.

Крупный заполнитель мало влияет на прочность бетона, если его прочность  более чем на 20 % выше прочности  бетона. Однако в заполнителе могут встречаться отдельные слабые зерна, поэтому для большей надежности рекомендуется, чтобы прочность исходной горной породы была в 1,5...2 раза выше прочности бетона. На некоторые виды изделий марка щебня нормируется. Так для тротуарной плитки марка щебня по прочности на сжатие должна быть: 1200 - для щебня из изверженных пород; 800 - для щебня из осадочных пород.

В нормативной документации на щебень ограничивается содержание пластинчатых (лещадных) и игловатых зерен, увеличивающих пустотность заполнителя. В обычном заполнителе содержание таких зерен не должно превышать 35 %, в щебне с улучшенной формой зерен - 25%, с кубовидной формой зерен - 15%.

Поскольку изготовить образцы для  испытаний из щебня или гравия трудно, то прочность заполнителя определяют косвенным путем - по дроби мости. Образцы щебня помещают в стальной цилиндр и прикладывают определенную нагрузку. Затем образцы просеивают через сито и по потере в массе судят о дробности. Для щебня фракции 5...20 мм использую цилиндр диаметром 75 мм с нагрузкой 50кН. Для фракции более 20 мм испытание проводят в цилиндре диаметром 150 мм с нагрузкой 200 кН.

Дробимость щебня определяют по формуле:

Д р =(м1-м2)/м1*100, где

м 1 - Масса навески из щебня (гравия) до испытания в кг;

м2 - остаток на сите после просеивания  раздробленного в цилиндре щебня (гравия), в кг. \

Марку щебня определяют по таблице  в зависимости от показателя дробимости и  вида исходной породы. Например, марка щебня 800 из изверженных эффузивных и  осадочных пород соответствует показателю дробимости 13…15.

Для приготовлении бетонов рекомендуется  использовать следующие марки щебня (гравия):

Марка бетона

М 400 и выше

М 300

М 200

М 150 и ниже

Марка заполнителя 

Др8

Др 12

Др 16

Др 24

Большое влияние на прочность и экономичность бетона оказывает чистота заполнителя. Пылевидные и особенно глинистые примеси создают на поверхности зерен заполнителя пленку, препятствующую сцеплению их с цементным камнем. В результате прочность бетона значительно понижается (до 30%), поэтому в стандартах на заполнители указано предельно допустимое содержание в них загрязняющих примесей. В щебне из изверженных пород допускается содержание примесей, определяемых отмучиванием, не более 1%, а из осадочных пород - 2...3%. Содержание глины в комках не более 0,25%.

По морозостойкости щебень подразделяют на марки: 15, 25, 50, 100, 200, 300. Кроме того, нормируются такие показатели у  щебня, как марка щебня по сопротивлению  удару и истиранию на полочном барабане.

Важное значение имеет зерновой состав щебня и его крупность. В бетоне целесообразно использовать щебень или гравий максимально допустимой крупности, так как такой заполнитель обладает меньшей удельной поверхностью. Для надлежащей укладки и уплотнения бетонной смеси применяют заполнитель не крупнее 1/4 части минимального размера конструкции.

2.1 Гравий. Характеристики и свойства.

 Гравием называют рыхлый  материал, образовавшийся в результате  естественного разрушения (выветривания) горных пород. Гравий состоит из более или менее окатанных зерен размером 3-70 мм. В нем могут содержаться зерна высокой прочности (гранитные) и слабые зерна (пористых известняков). Обычно он содержит примеси пыли, глины, иногда и органических веществ, а также песка. При большом содержании песка такой материал называют песчаногравийной смесью. Для бетона желательна малоокатанная форма зерен гравия, малопригодна окатанная, еще хуже – пластичная или лещадная с шириной в три раза и более превышающей толщину (предельное содержание в составе 15% по массе). Крупность гравия определяют просеиванием его через стандартный набор сит с круглыми отверстиями размером 70, 40, 20, 10 и 5 (или 3) мм. При изготовлении бетона большое значение имеет максимально допускаемая крупность гравия, определяемая размером отверстия сита, на котором полный остаток не превышает 5% от общей навески. Для удобной укладки бетонной смеси нельзя применять гравий крупнее ¼ минимального размера сечения конструкции и больше минимального расстояния между стержнями арматуры в ж/б конструкции. Для бетона желателен крупный гравий, но с достаточным содержанием средних и мелких зерен. Пустотность гравия не должна превышать 45%. Прочность зеренгравия должна обеспечивать получение бетона, прочность которого на 20-50% превышает заданную. В гравии допускается не более 1% по массе глинистых, илистых, пылевидных примесей, количество которых определяют отмучиванием. Если в гравии количество примесей больше допустимого, то его промывают водой. В природе встречаются готовые смеси песка и гравия. В этих случаях необходимо проверять постоянство состава и соответствие песчаной и гравийной частей существующим стандартам. Чаще всего смеси по составу непостоянны, и их приходится разде лять на песок и 2-3 фракции гравия.

referat911.ru

Тяжелые заполнители для бетона. ТОП-5

Заполнители для бетона – это рыхлая смесь минеральных элементов определенной фракции, природного или искусственного происхождения. По сути, заполнители являются основой бетонной конструкции, так как занимают от 85 до 90% ее объема.

В связи с этим, от вида заполнителя и размера фракции зависит как качество бетона, так и его механические свойства. Поэтому для заливки ответственных, высоконагруженных конструкций используют тяжелые заполнители для бетона крупной фракции достигающей 130 мм.

В соответствии с действующим стандартом «Бетоны тяжелые и мелкозернистые» ГОСТ 26633-91, различают ТОП-5 тяжелых заполнителей, на основе которых готовят бетоны и железобетоны для высоконагруженных зданий и сооружений:

  • Щебень из плотных горных пород;
  • Гравий из плотных горных пород;
  • Щебень из отходов доменных и ферросплавных шлаков черной и цветной металлургии;
  • Щебень из шлаков Тепловых Электростанций;
  • При небольших объемах бетонных работ – битый кирпич.

Тяжелый заполнитель, при приготовлении бетона,  следует использовать в виде отдельно дозируемых фракций. При этом наибольшая крупность фракции должна быть оговорена в рабочей документации или действующих стандартах на ту или иную бетонную конструкцию, изделие, здание или сооружение. Перечень фракций тяжелого заполнителя для общего случая, оговорен ГОСТ 26633-91 в следующей таблице:

Максимальная крупность фракции заполнителя                                       Доля фракций в тяжелом заполнителе
5-10 мм 10-20 мм 20-40 мм 40-80 мм 80-130 мм
10 мм 100%        
20 мм 25-45% 60-70%      
40 мм 15-30% 20-30% 40-60%    
80 мм 10-25% 15-20% 20-30% 35-50%  
130 мм 5-15% 10-20% 15-20% 20-35% 30-45%

Приведенные в таблице данные являются руководством для производства тяжелого бетона в промышленных масштабах. При замешивании бетона в домашних условиях своими силами допускается использование твердого строительного мусора – боя кирпича, пеноблоков, ракушечника, шлакоблоков, керамической плитки, керамогранита и прочих «твердых» отходов добавленных в примерных соотношениях.

orioncem.ru

Заполнители для легких бетонов

Заполнители вулканического происхождения:

Пемза ─ пористое стекло, образовавшееся в результате вспучивания и застывания магмы, выброшенной при извержении вулканов.

Вулканические шлаки ─ образовались из жидкой магмы оснóвного состава при бурном извержении в воздух. Внешне вулканические шлаки похожи на топливные. Они имеют темную окраску от красноватой до черной.

Вулканические туфы ─ мелкопористые породы, образовавшиеся из вулканического пепла с различной степенью уплотнения и спекания.

Туфовые лавы ─ это быстро остывшая поризованная лава, в которую попали вулканические пепел и песок.

Заполнители осадочного происхождения:

Пористые известняки и ракушечники ─ представляют собой осадочные породы в виде скопления мелких раковин, сцементированных известковыми отложениями. Они отличаются от обычных мелкопористых известняков ноздреватой крупнопористой структурой.

Кремнеземистые породы ─ среди кремнеземистых пород осадочного происхождения ограниченное применение в качестве заполнителей находят опока, спонголит и алевролит.

Заполнители из отходов промышленности:

Горелые породы ─ отходы добычи и обошащения углей складываются в отвалах ─ терриконах. Они представляют собой пустую породу с некоторым содержанием углы. В результате самовозгорания угля а терриконах образуются горелые породы.

Металлургические шлаки ─ щебень из доменного шлака и гранулированный шлак.

Топливные шлаки ─ шлаки от сжигания кускового топлива, шлаки от сжигания пылевидного топлива.

Зола ─ представляет собой дисперсный материал в котором размер частиц в основном менее 0,14 мм.

Древесные отходы и отходы от переработки сельскохозяйственной продукции (например, льна).

Искусственные пористые заполнители

Керамзит ─ получают вспучиванием глины при обжиге

Аглопорит ─ получают путем спекания (агломерации) ─ малопластичных, тощих, запесоченных глинистых пород, суглинков, которые при обжиге не вспучиваются.

Шлаковая пемза ─получают из шлаковых расплавов, сливаемых из доменных печей в огненно-жидком состоянии, вспучиванием водой.

Шунгизит ─ получают вспучиванием при обжиге сланцевой породы ─ шунгита.

Азерит ─ разновидность керамзита, но глинистое сырье, предварительно в специальном плавильном агрегате полностью переводят в расплав. Затем расплав при быстром охлаждении водой переводят в стекловидное состояние.

Термолит ─ материал в виде щебня или гравия, получаемый при обжиге опаловых пород (трепелы, диатомиты, опоки) без вспучивания.

Вспученный перлит ─ материл, получаемый вспучиванием при обжиге подшотовленных зерен из вулканических водосодержащих пород (перлит, обсидиан, витрофир и т.д.).

Ячеистые бетоны ─ особо легкий бетон с большим количеством (до 85 % от общего объема бетона) мелких и средних воздушных ячеек размером до 1 ─ 1,5 мм. Пористость ячеистым бетонам придается:

  1. механическим путем, когда тесто, состоящее из вяжущего и воды, часто с добавкой мелкого песка, смешивают с отдельно приготовленной пеной; при отвердении получается пористый материал, называемый пенобетоном;

  2. химическим путем, когда в вяжущее вводят специальные газообразующие добавки; в результате в тесте вяжущего вещества происходт реакция газообразования, оно вспучивается и становится пористым. Затвердевший материал называют газобетоном.

Широко применяются автоклавные ячеистые бетоны.

В качестве пенообразователя используют несколько видов поверхностно активных веществ, способствующих получению устойчивых пен: клееканифольный пенообразователь, смолосапониновый пенообразователь, алюмосульфонафтеновый пенообразователь и т.д.

В качестве газообразователя в производстве газобетона применяют алюминиевую пудру. Расход алюминиевой пудры зависит от плотности получаемого газобетона и составляет 0,25─0,6 кг/м3.

studfiles.net

Крупные заполнители - Заполнители для бетонов

Крупные заполнители

В качестве крупного заполнителя для бетона используют гравий, имеющий округлые зерна с гладкой поверхностью, и щебень, имеющий угловатые зерна с шероховатой поверхностью. Щебень, как правило, получают дроблением крупных кусков горных пород, в том числе и гравия. Форма зерен и гладкость поверхности влияют на сцепление заполнителя с вяжущим и на удобоукладываемость бетонной смеси.

В зависимости от насыпной плотности и структуры зерен крупного заполнителя различают плотные (тяжелые) заполнители (Рнас > 1200 кг/м3), используемые для тяжелого бетона, и пористые (рнас < 1200 кг/м3), используемые для легкого бетона.

Насыпная плотность крупного заполнителя — один из важных качественных показателей. Она зависит от плотности зерен заполнителя и от его межзерновой пустотности.

Межзерновая пустотность а обычно составляет 0,4…0,5. Это означает, что около половины объема крупного заполнителя занимает воздух. При использовании в бетоне важно, чтобы межзерновая пустотность заполнителя была возможно меньше. В этом случае снижается расход цемента при сохранении требуемых свойств бетона. Уменьшить межзерновую пустотность заполнителя можно правильным подбором зернового состава, так, чтобы мелкие зерна занимали пустоты между крупными.

Зерновой состав. По крупности зерен щебень и гравий разделяют на следующие фракции: 5… 10; 10…20; 20…40; 40…70. Для массивных конструкций допускается использовать фракции и большего размера. Во всяком случае, максимальный размер зерен заполнителя не должен быть больше ‘/5 минимального сечения бетонного элемента.

В строительстве применяют крупный заполнитель в виде смеси фракций, обеспечивающей минимальную межзерновую пустотность, или в виде отдельных фракций при условии последующего их смешения в заданных соотношениях. Чем меньше межзерновая пустотность, тем меньше расход цементно-песчаного раствора. (а в конечном счете цемента), заполняющего в бетоне пустоты между зернами заполнителя.

К плотным заполнителям для тяжелого бетона относятся гравий, получаемый из природных залежей (его обработка заключается в сортировке по фракциям и промывке), и щебень, получаемый дроблением горных пород, крупных фракций гравия или плотных металлургических шлаков.

Содержание различных фракций в крупном заполнителе для бетона нормируется стандартами.

Прочность крупного заполнителя для тяжелых бетонов должна быть в 1,5…2 раза выше прочности бетона. Оценка прочности заполнителя может производиться по прочности той горной породы, из которой получен заполнитель, путем испытания выпиленных из нее кернов (цилиндрических образцов) или путем оценки дробимости самого заполнителя. Дробимость заполнителя оценивается по количеству мелочи, образующейся при сдавливании пробы заполнителя (гравия или щебня) в стальной форме под определенным усилием.

Морозостойкость заполнителя должна также быть выше проектной морозостойкости бетона.

Вредными примесями в крупном заполнителе, как и в песке, являются органические, пылеватые и глинистые. Методы их определения такие же, как и для песка. Особенно вредна глина на поверхности заполнителя, так как в этом случае она препятствует его сцеплению с цементным камнем. Количество пылеватых, глинистых и илистых примесей, определяемых отмучиванием, не должно быть более 1…3% в зависимости от вида заполнителя и класса бетона. Глина в виде комков снижает морозостойкость бетона, поэтому ее присутствие недопустимо.

В крупном заполнителе не должно быть зерен, содержащих активный (аморфный) кремнезем, так как это может со временем вызвать разрушение бетона.

Радиационно-гигиеническая оценка содержания естественных радионуклидов обязательна для всех заполнителей, и в особенности для получаемых из промышленных отходов (металлургических шлаков и т. п.).

Пористые заполнители для легких бетонов получают главным образом искусственным путем (например, керамзит, шлаковую пемзу, аглопорит и перлит). Из природных пористых заполнителей применяют щебень из пемзы, туфа и пористых известняков, которые используют в качестве местного материала.

Марку пористых заполнителей устанавливают по их насыпной плотности (кг/м).

Для пористых заполнителей еще в большей степени, чем для плотных, имеет значение правильный зерновой состав. Пористые заполнители выпускают в виде фракций размерами 5… 10 мм; 10…20 мм и 20…40 мм. При приготовлении бетонной смеси их смешивают в требуемом соотношении.

Керамзит — гранулы округлой формы с пористой сердцевиной и плотной спекшейся оболочкой. Благодаря такому строению прочность керамзита достаточно высокая при небольшой насыпной плотности (250…600 кг/м ). Получают керамзит быстрым обжигом во вращающихся печах легкоплавких глинистых пород с большим содержанием оксидов железа и органических примесей до их вспучивания.

Керамзит выпускают в виде гравия (гранулы 5…40 мм) и песка (зерна менее 5 мм). Марки керамзита от 250 до 600 кг/м. Морозостойкость керамзита не менее F15.

Шлаковая пемза — пористый щебень, получаемый вспучиванием огненно-жидких металлургических шлаков путем их быстрого охлаждения водой или паром. Этот вид пористого заполнителя экономически очень эффективен, так как сырьем служат промышленные отходы, а переработка их крайне проста. Марки шлаковой пемзы от 400 до 1000 кг/м . Прочность ее соответственно от 0,4 до 2 МПа.

Аглопорит — пористый заполнитель в виде гравия или щебня, получаемый спеканием (агломерацией) сырьевой шихты из глинистых пород и топливных отходов. Марки аглопорита от 400 до 900.

Вспученные перлитовый песок и щебень — пористые зерна белого или светло-серого цвета, получаемые путем быстрого (1…2 мин) нагрева до температуры 1000…1200 С вулканических горных пород, содержащих небольшое количество (3…5%) гидратной воды (перлита и др.). При обжиге исходная порода увеличивается в объеме в 5… 15 раз, при этом пористость образующихся зерен достигает 85…90%.

Щебень, выпускаемый двух фракций (5… 10 и 10…20 мм), имеет насыпную плотность от 200 до 500 кг/м . Перлитовый песок — особо легкий вид мелкого заполнителя: его насыпная плотность от 75 до 200 кг/м3.

Крупными заполнителями в тяжелом бетоне служат гравий, щебень, щебень из гравия, в легком — пористые заполнители.

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

Щебень из гравия изготовляют дроблением гравия, гальки или валунов. В этом щебне содержится не менее 80% дробленых зерен, т. е. таких, поверхность которых околота более чем наполовину. По свойствам щебень из гравия занимает промежуточное положение между щебнем и гравием.

Зерновой состав крупного заполните-л я характеризуют его наибольшей и наименьшей крупностью. 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 соседними стержнями арматуры. Это позволяет равномерно, без зависаний, распределять бетонную смесь в опалубке или форме.

При изготовлении бетонных плит наибольшая крупность зерен заполнителя должна быть не более половины толщины плиты, для тонкостенных конструкций— не более 1/3—1/2 толщины изделия. В железобетонных конструкциях применяют заполнители с наибольшей крупностью не более ‘/2 наименьшего расстояния в свету между стержнями арматуры.

При транспортировании смесей по бетоноводу наибольшую крупность заполнителей устанавливают в зависимости от его внутреннего диаметра. Для гравия она должна быть не более 0,4 диаметра бетоно-вода, для щебня — не более 1/3. Крупность заполнителей в бетонных смесях, подаваемых по хоботам и виброхоботам, принимают равной не более 1/3 их диаметра. Кроме того, содержание зерен плоской (лещадной) и игловатой формы ограничивают 5% по массе, в противном случае ухудшается удобопере-качиваемость смесей, а детали бетононасоса быстро выходят из строя.

Щебень или гравий применяют, как правило, фракционированным. Зерновой состав каждой фракции заполнителя или смеси фракций назначают таким, чтобы обеспечить минимальный расход цемента в бетоне. Стандартные требования к зерновому составу крупного заполнителя — щебня, гравия и щебня из гравия — представлены на рис. 28. Заполнители признают удовлетворительными по зерновому составу, если кривая их просеивания попадает в область, ограниченную ломаными линиями.

Содержание вредных примесей, а также глинистых, илистых и пылевидных частиц в крупных заполнителях ограничивают так же, как и в песке.

Прочность заполнителей влияет на прочность бетона. Требования по прочности устанавливают только для крупного заполнителя, поскольку чаще всего применяемые в качестве мелкого заполнителя кварцевые пески заведомо прочнее бетона: предел прочности при сжатии кварца свыше 1000 МПа, а максимальная прочность бетона по ГОСТ 26633—85 составляет 80 МПа.

Прочность крупного заполнителя нормируют с учетом прочности бетона. Так, марка щебня из естественного камня должна превышать прочность бетона не менее чем в 1,5…2 раза. Во всех случаях щебень из изверженных горных пород должен быть марки не ниже 80 МПа, из метаморфических пород—не ниже 60, из осадочных пород — не ниже 30 МПа. Содержание в щебне и гравии зерен слабых и выветренных пород—не более 10% по массе.

Морозостойкость щебня и гравия должна обеспечивать получение проектной марки бетона- по морозостойкости. Определяют ее путем попеременного замораживания и оттаивания пробы заполнителя в водонасыщенном состоянии. По морозостойкости крупные заполнители подразделяют на семь марок: 15, 25, 50, 100, 150, 200 и 300. Марка заполнителя по морозостойкости характеризует число циклов замораживания — оттаивания, при котором потеря массы пробы не превышает 5% (исключение составляют марки F15 и F25, для которых установлен предел 10%).

Рис. 28. Кривые зернового состава крупных заполнителй:а —одной фракции (5…10; 10…20; 20…40; 40…70 мм), 6 —смеси фракций от 5 до 20 мм

Пористые заполнители бывают природные и искусственные. Природные заполнители получают путем дробления горных пород, например, вулканического туфа, пемзы, известкового туфа, известняка-ракушечника. Они относятся к местным материалам и используются для строительства в районах, незначительно удаленных от месторождения. Более распространены искусственные пористые заполнители, которые подразделяют на специально изготовляемые и заполнители из отходов промышленности.

К специально изготовляемым пористым заполнителям относят керамзит, аглопорит, вспученный перлит, вспученный вермикулит, шлаковую пемзу, зольный гравий. Из отходов промышленности используют топливные шлаки и золы.

Керамзит — продукт обжига вспучивающихся глин Его получают в виде гранул округлой формы размером 5…40 мм (керамзитовый гравий). При нагреве до температуры 1100… 1200 °С в легкоплавкой глине начинаются процессы газовыделения. В этом же температурном интервале глина размягчается. Образующиеся газы вспучивают массу. Гранулы керамзита напоминают в изломе структуру застывшей пены. Поры большей частью замкнутые, размером не более 1 мм. Этот легкий и прочный заполнитель с насыпной плотностью не более 600 кг/м3 — основной материал для изготовления легкобетонных конструкций.

Керамзитовый песок получают дроблением некондиционных зерен керамзитового гравия до крупности 0,16…5 мм либо путем обжига сырья во взвешенном состоянии.

Аглопорит выпускают в виде пористого щебня, гравия или песка и получают при обжиге на спека-тельных (агломерационных) решетках глиносодер-жащего сырья, топливных зол или шлаков с добавкой 8… 10% топлива (каменного угля). Высокая температура, развивающаяся при сгорании угля, приводит к спеканию шихты, а образующиеся газы вспучивают массу, что в итоге приводит к получению пористого материала.

Вспученные перлит и вермикулит получают высокотемпературной обработкой сырья, содержащего небольшое количество химически связанной воды. Для изготовления вспученного перлита сырьем служат вулканические стеклообразные породы (перлит, обсидиан), а для вспученного вермикулита — гидрослюды. При температуре около 1000 °С обжигаемая порода размягчается, а образующийся водяной пар вспучивает частицы, увеличивая их в 5…20 раз. Получаются весьма легкие пористые заполнители — щебень и песок, используемые в основном для производства теплоизоляционного бетона.

Шлаковую пемзу изготовляют путем поризации расплава металлургического шлака при быстром охлаждении его водой. Куски шлаковой пемзы дробят и разделяют на фракции. Это один из самых дешевых пористых заполнителей, но не самый лучший: шлаковая пемза слишком тяжела.

Зольный гравий получают обжигом окатанных гранул, состоящих из пылевидной золы ТЭС с небольшой Добавкой топлива. Можно также изготовлять безобжиговый зольный гравий, в котором отдельные частицы золы скреплены в единое целое вяжущим веществом, например портландцементом.

Топливные шлаки образуются в топках при спекании и частичном вспучивании неорганических примесей, содержащихся в угле. Этот материал характеризуется значительной неоднородностью свойств, что ограничивает его применение.

Пылевидная зола теплоэлектростанций (зола-унос) образуется при сжигании размолотого каменного угля. Ее используют как мелкий заполнитель в легких бетонах при условии, что содержание частиц несгоревшего топлива не превышает установленных пределов.

Основная характеристика пористого заполнителя — насыпная плотность в сухом состоянии. Для крупного пористого заполнителя установлены марки по насыпной плотности 250… 1200 кг/м3, а для пористого песка— 100…1400 кг/м3. Крупные пористые заполнители поставляют раздельно по фракциям 5…10; 10…20 и 20…40 мм.

Прочность определяют путем раздавливания пробы крупного пористого заполнителя в цилиндре. Значения прочности для каждого вида заполнителей различны. У керамзитового гравия, например, она составляет 0,6…2,5 МПа.

Морозостойкость пористых заполнителей должна соответствовать марке не ниже F15.

Благодаря развитой системе пор заполнители способны поглощать значительное количество воды за-творения, причем скорость водопоглощения особенно велика в первые 15…20 мин, т.е. в момент приготовления и укладки бетонной смеси (рис. 29). Интенсивное впитывание воды в первоначальные сроки связано с тем, что в заполнителе есть крупные поры. В дальнейшем постепенно насыщаются тонкие поры и капилляры.

Быстрый отсос воды зернами заполнителя и развитая шероховатая поверхность его делают легкобетонные смеси недостаточно удобоукладываемыми. Поэтому при изготовлении легких бетонов особенно эффективно применять гидрофобно-пластифицирующие добавки.

Рис. 29. Кинетика поглощения воды керамзитовым гравием

Читать далее:Природный песокОбщие сведения о заполнителях для бетона

stroy-server.ru