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:
- Сокращают расход цемента. Такие материалы занимают значительную часть объема бетонного раствора, делая его более доступным по стоимости.
- 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.
- Пористые, легкие заполнители уменьшают теплопроводность и плотность бетона. Благодаря этому такой раствор можно использовать для создания ограждающих или теплоизоляционных конструкций.
- 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:
- Величина зерен. По данному критерию выделяют заполнители:
- 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.
- Мелкие. Мелкий заполнитель — песок, величина зерен которого не больше 5 мм.
- 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.
- Структура материала. Заполнители бывают плотными и пористыми.
- Происхождение материала. По данному критерию выделяют два вида заполнителей:
- 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.
- Искусственные. Создаются искусственным способом из отходов промышленности.
- Природные. Такие материалы могут быть получены тремя способами:
- 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:
- 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.
- 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.
- Заполнители должны обладать определенной степенью чистоты
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.Наполнители и заполнители для бетона
Для приготовления бетона требуются твердые заполнители (наполнители). Их доля в общем объеме бетонной смеси доходит до 80%. Нормирование состава тяжелых и мелкозернистых бетонов установлено требованиями ГОСТ 26633-91.
Твердые наполнители для бетона в зависимости от их размера делятся на:
- крупные заполнители – щебень, гравий из плотных горных пород; щебень из шлаков черной/цветной металлургии – ферросплавных, доменных, медеплавильных, никелевых;
- мелкий заполнитель – песок.
В соответствии с рекомендациями СТО НОСТРОЙ 2.6.54-2011:
- крупный заполнитель для бетонных смесей применяют в виде смеси фракций:
— 5(3)-10 мм;
— 10-15 мм;
— 10-20 мм;
— 15-20 мм;
— 20-40 мм;
— 40-80(70) мм:
— смеси фракций 5(3)-20 мм;
- в зависимости от крупности используемого для приготовления бетона песка (мелкий заполнитель) необходимо увеличивать расход цемента:
— при использовании песка с модулем крупности 1,5–2 расход цемента повышают до 5 %;
— модуль крупности до 1,5 – до 12 %;
- для того чтобы повысить водоудерживающую способность и связность бетона, в его состав рекомендовано вводить наполнитель в виде смеси минеральных частиц искусственного (в т. ч. техногенного) происхождения размером до 0,16 мм;
- наибольшая крупность заполнителя для бетона:
Вид конструкций | Условия для определения крупности |
Горизонтальные | 0,5 толщины конструкции, но не более 150 мм |
Вертикальные | 0,75 наименьшего расстояния между стержнями арматуры в свету; 0,33 наименьшего размера конструкции, но не более 150 мм |
Дорожные/ аэродромные покрытия | 40 мм |
// ]]>
- марка крупного заполнителя по прочности (минимальная):
Вид породы | Класс бетона | |||||||
В12,5 | В15 | В20 | В25 | В30 | В35 | В40 | В45 | |
Осадочные | 300 | 400 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | ||
Метаморфические | 600 | 800 | 1000 | 1200 | ||||
Изверженные | 800 | 1000 | 1200 | |||||
Показатель дробимости | Др16 | Др12 | Др8 |
- состав крупного заполнителя для бетона:
Наибольшая крупность заполнителя (мм) | Содержание фракций (%) | ||||
5-10 | 10-20 | 20-40 | 40-70 | 70-120 | |
10 | 100 | — | — | — | — |
20 | 25-40 | 60-75 | — | — | — |
40 | 15-25 | 20-35 | 40-65 | — | — |
70 | 10-20 | 15-25 | 20-35 | 35-55 | — |
120 | 5-10 | 10-20 | 15-25 | 20-30 | 30-40 |
- требования к крупному заполнителю для бетонов дорожных/аэродромных покрытий: минимальная марка крупного заполнителя по прочности — 1200/800 соответственно для наполнителей из изверженных/метаморфических и осадочных пород; показатель дробимости – Др8.
Бетон на мелком заполнителе. Заполнители для легкого бетона
Крупность заполнителя бетона | Строим вместе дом.com
При приготовлении бетонной смеси возникает вопрос о том, какая крупность заполнителя бетона будет оптимальна для данной конструкции. Поэтому правильный выбор зернового состава заполнителей для бетонной смеси является важной задачей при приготовлении бетона. Но прежде нужно уяснить, что является заполнителем для бетонной смеси.
Слово «заполнитель» можно применить ко всем ингредиентам бетонных и растворных смесей, которые не выполняют функции вяжущего вещества. Таким образом, роль этого материала в бетонах и растворах сводится просто к заполнению объема. В нормативных документах под заполнителем для растворов и бетонов понимается смесь зёрен определённых размеров и гранулометрического состава, которые могут быть минерального и органического происхождения. В зависимости от размера зёрен заполнителя делят на мелкие (с крупностью зёрен 0,16—5 мм) и на крупные (с крупностью зёрен 5—70 мм и более). По происхождению заполнители могут быть природные, искусственные и полученные из отходов промышленности. Природные заполнители образовались либо при естественном разрушении горных пород (песок, гравий), либо путём их механической переработки (щебень). Искусственные заполнители получают из природного сырья или отходов промышленности путём термической или иной переработки. К ним относятся керамзит, аглопорит, перлит, вермикулит, шлаковая пемза и др. Заполнители из отходов промышленности получают путём несложной переработки без изменения химического и фазового состава сырья. Например, песок и щебень из металлургических и топливных шлаков, золошлаковые смеси, золы и др.
В бетоне необходим как крупный, так и мелкий заполнитель. В качестве крупного заполнителя в бетоне используют гравий и щебень, а мелкого – естественный или искусственный песок.
Если у Вас возник вопрос: «Почему нужен и крупный, и мелкий заполнитель для бетона?», то ответим очень просто «Заполнители помогают рационально использовать самый дорогой компонент бетонной смеси – портландцемент».
Дело в том, что при смешивании всех компонентов бетонной смеси происходит обволакивание поверхности всех зерен заполнителей цементным раствором, который впоследствии, при твердении скрепляет между собой все компоненты в единое целое и получается бетонная конструкция, и здесь важную роль играет площадь поверхности зерен заполнителей. Было выяснено что, чем меньше площадь поверхности зерен заполнителя, тем меньшее количество цемента необходимо. Естественно, что для уменьшения площади поверхности нужно использовать более крупный щебень или гравий, но так как между зернами крупного заполнителя остаются пустоты, то их уже заполняют мелким заполнителем – песком необходимой крупности. Это объяснение для того, что бы просто понять, как правильно выбрать крупность заполнителя бетона.
Можно рассмотреть выбор крупности заполнителя бетона более глубоко. Например, для выбора непрерывного зернового состава заполнителя предлагались различные «идеальные» кривые просеивания. Так как невозможно получить бетонную смесь одновременно с минимальным объемом пустот и наименьшей поверхностью зерен, то идеальная кривая подбирается из условия, чтобы количество пустот в смеси и суммарная поверхность зерен требовали минимального расхода цемента для получения определенной подвижности бетонной смеси и прочности плотного бетона. При подборе соотношения зерен различных размеров по идеальной кривой получаются наиболее подвижные смеси при одном и том же расходе цемента, менее склонные к расслаиванию.
Верхний предел крупности заполнителей ограничивается условиями применения бетона. Он не должен превышать 3/4 расстояния между стержнями арматуры в железобетонной конструкции, 1/4 наименьшего размера сечения балочных элементов или 1/2 толщины плитных элементов. При этом понятие «балочных» и «плитных» элементов относится не к назначению конструкций, а к их положению при бетонировании. Если плита толщиной100 ммбетонируется в горизонтальном положении, то максимальная крупность заполнителя может быть определена как половина толщины, т.е.50 мм. Если же в заводских условиях подобные плиты бетонируются в вертикальных кассетных формах, то наибольшая крупность заполнителя определяется по правилу для балочных элементов как четверть толщины, т.е.25 мм. Таким образом, для одной и той же конструкции крупность заполнителя может быть различной в зависимости от технологии бетонирования.
Статья была рассчитана на обыкновенного человека, который интересуется строительством, и ищем простую, краткую и понятную информацию о крупности заполнителей для бетонных смесей.
stroimvmestedom.com
Мелкий заполнитель — Бетоны
Мелкий заполнитель
К мелким заполнителям относятся пески, которые могут быть природными или искусственными.
Природный песок — это рыхлая обломочная порода, образовавшаяся в результате естественного разрушения (выветривания) скальных горных пород, например гранита. По минеральному составу различают пески кварцевые, полевошпатные, карбонатные. Кварцевые пески лучше по качеству. Их чаще применяют для изготовления бетонов и строительных растворов.
По условиям образования различают речные, морские, овражные (горные) пески. Зерна речных и морских песков имеют округлую форму и гладкую поверхность, так как истираются при переносе водой. У овражных и горных песков зерна преимущественно угловатые. В таких песках содержится больше глинистых и органических примесей. В морских песках могут присутствовать обломки раковин, которые легко разрушаются и снижают прочность бетона.
Искусственный песок получают дроблением твердых горных пород либо некоторых попутных продуктов промышленности, например металлургических шлаков.
В зависимости от зернового состава (ГОСТ 8736—85) различают песок повышенной крупности, крупный, средний, мелкий и очень мелкий.
Зерновой состав песка для изготовления бетона должен соответствовать требованиям стандарта (рис. 27). Более эффективны, особенно в высокопрочных бетонах, крупные пески. Они позволяют экономить цемент.
Если зерновой состав песка не соответствует требованиям стандарта, его фракционируют, т.е. рассеивают с помощью сит с отверстиями размером 1,25 или 0,63 мм на две фракции. Полученные фракции затем смешивают в соотношении, которое устанавливает строительная лаборатория.
Применение мелких песков, обладающих большой удельной поверхностью зерен, приводит к перерасходу цемента в бетоне. Поэтому их лучше использовать в качестве мелкой фракции фракционированных песков. Мелкие пески употребляют для изготовления бетона только при надлежащем экономическом обосновании. При этом обязательно вводят в состав бетона или раствора пластифицирующие или воздухововле-кающие добавки.
Во всех случаях содержание в песке глинистых, илистых и пылевидных частиц ограничивают. Глииа и ил обволакивают зерна песка, препятствуя их сращиванию с цементным камнем. Тонкие пылевидные частицы обладают большой удельной поверхностью и, следовательно, им требуется больше цементного теста для обмазки. Поэтому в зависимости от назначения бетона содержание таких частиц допускается в пределах 1…3% по массе, в том числе комьев глины — не более 0,25%.
Рис. 27. Кривые зернового состава песка: 1 — допускаемая нижняя граница крупности песка (Мк = 1,5), 2 — рекомендуемая нижняя граница крупности для бетонов класса B15 и выше (Мк=2), 3 — рекомендуемая нижняя граница крупности для бетонов класса B25 и выше (Мк=2,5), 4 — допускаемая верхняя граница крупности песков (Мк=3,25)
В песке для гидротехнического бетона сернистых и сернокислых соединений должно быть не более 1%, слюды в соответствии с условиями работы бетона.
Опасны и органические примеси в песке. Они могут присутствовать в виде остатков корней растений, органических кислот. Эти вещества замедляют твердение цемента и снижают его потенциальную прочность.
Читать далее:ЖелезобетонБетон для монолитных конструкцииПроизводственные факторы, определяющие качество бетонаОпределение состава бетонаСтруктура и свойства тяжелого бетонаДобавки к бетону и строительному растворВодаХарактеристика заполнителейБетон и железобетонОсновные положения техники безопасности
stroy-server.ru
Заполнители для легкого бетона | Бетон и цемент
Заполнители для легкого бетонаДля изготовления лёгкого бетона применяют пористые заполнители, которые могут быть органические и неорганические, а в качестве вяжущего используют обычный и быстротвердеющий портландцемент или шлакопортландцемент.Так же как и плотные, пористые заполнители делятся на мелкие и крупные. Крупный заполнитель, такие как пористый гравий или пористый щебень имеют размер частиц от 5 до 40 мм и делятся на по фракциям: 5-10, 10-20 и 20-40 мм. Мелкий пористый заполнитель имеет размер частиц менее 5 мм, таким например является пористый песок. Мелкий заполнитель, в частности пористый песок, делится на две фракции: от 1,2 до 5 мм это крупный песок, и менее 1,2 мм это мелкий песок.
Так же пористые заполнители делятся на марки по плотности, которые могут быть от 250 до 1100 кг/куб.м.
Органические заполнители.
Органические заполнители для бетонаПри возведении теплоизоляционных конструкций и некоторых конструкционно-теплоизоляционных конструкций, используют органические заполнители для бетона. Такими заполнителями могут являться древесина, хлопчатник, костра и гранулы пенополистирола для приготовления стиропорбетона.
Неорганические заполнители.
Пористые заполнители неорганического происхождения делятся на природные и искусственные. Природные заполнители получают путём простого рассева, либо рассева с дроблением горных пород, таких как известняк, туф, пемза.
Искусственными пористыми заполнителями являются продукты из минерального сырья, которое было подвержено термической обработке, которые в свою очередь делятся на специально изготовленные и побочные продукты топливной и металлургической промышленности.
Неорганические заполнители искусственного происхождения.
Гравий керамзитовый.
Это специально изготовленный заполнитель, который получается после обжига гранулированной вспучивающейся глины. Данный заполнитель обладает сразу двумя положительными характеристиками он и лёгкий и прочный одновременно, его плотность может варьироваться от 250 до 800 кг/куб.м.
Гранулы после обжига покрываются прочной оболочкой, что и придаёт ей высокую прочность. В разрезе, керамзитовые гранулы имеют пористую структуру, что и придаёт им легкость. Благодаря двум этим важным характеристикам, керамзитовый гравий является самым распространённым заполнителем для пористого бетона.
Кроме самого керамзита, в качестве заполнителя применяют и керамзитовый песок, который получается в момент приготовления керамзитового гравия, но в небольших количествах и имеет размер зерен до 5 мм.
Так же керамзитовый песок может быть получен при обжиге гранул во взвешенном состоянии, либо путём дробления самого керамзитового гравия.
Шлаковая пемза.
Это тоже, специально изготовленный заполнитель, который получается после резкого охлаждения расплавленных металлургических доменных шлаков, что в последствии приводит к их вспучиванию. После дробления и рассеивания шлаковой пемзы получают пористый щебень.
В тех районах где металлургическая промышленность развита неплохо, распространено изготовление шлаковой пемзы, так как её производство обходится намного дешевле, чем производство керамзита.
Вспученный перлит.
Вспученный перлитПерлиты, а так же обсидианы являются водосодержащими вулканическими стеклообразными породами, которые после обжига, при температуре от 950 до 1200°С, увеличиваются в объёме, примерно в 10-20 раз, из-за выделения воды, после чего и получается вспученный перлит.
Вспученный перлит применяют для производства не только легких бетонов, но и теплоизоляционных материалов.
Вспученный вермикулит.
По методу производства и применению вспученный вермикулит аналогичен предыдущему заполнителю, только вермикулит получается путём обжига водосодержащих слюд.
Металлургический гранулированный шлак.
Данный заполнитель является побочным продуктом металлургической промышленности, который образуется путём металлургических процессов на производстве и выглядит как песок с крупными зёрнами около 5-7 мм, а некоторые могут достигать до 10 мм.
Топливные отходы и шлаки.
Это пористые материалы в виде небольших кусков, которые были получены в результате спекания неорганических веществ, которые содержатся в угле. Топливные шлаки также являются лишь побочным продуктом, который получается в топке в качестве побочного продукта при сжигании твёрдого топлива, таких как: каменный и бурый уголь, антрацит, торф, сланцы, древесина и другие.
После получения шлаков, их подвергают легкому дроблению и рассеву для удаления вредных для бетона примесей, например несгоревшего угля.
Так же используют и золу, для приготовления зольного и глинозольного гравия.
Аглопорит.
Получают при помощи агломерационной машины, на решётках которой обжигают глиносодержащее сырьё, лессовые и глинистые породы, а так же отходы промышленности..
beton-cement-ru.ru
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
Состав бетона
Строительство нового образца зданий и сооружений диктует новые требования и стандарты, приближенные к европейским или которые являются таковыми.
Таким образом, появились новые строительные материалы, среди которых имеются и современные виды бетона, обладающие новыми, специфичными свойствами.
Рассмотрим же подробнее разновидности этого материала, их преимущества и недостатки, а также сферы применения той или иной разновидности. Статья очень большая, так что составим план, о чем будет идти речь. Перечень под тем таков:
- Виды вяжущих для бетонных растворов (цемент, известь, гипс, жидкое стекло, битум, полимерные смолы).
- Виды заполнителей для бетонных растворов (песок, щебень, шлак, керамзит).
- Виды модифицирующих добавок для бетонных растворов (регуляторы схватывания, морозостойкости; пластифицирующие, армирующие, поризующие добавки, усилители прочности, ингибиторы коррозии).
Итак, современные бетоны — это строительные растворы, состоящие из вяжущего, заполнителя, воды и иногда из специальных модифицирующих примесей. Каждый из компонентов может быть искусственного или природного происхождения, иметь определенные свойства, которые будут влиять на сферу применения. Рассмотрим же компоненты бетона и их происхождение, свойства.
Виды вяжущих для бетонных растворов
Главным компонентом, который обеспечивает прочность бетонной смеси после ее затвердевания, является вяжущее. Существуют разные виды вяжущих, которые обеспечивают прочное связывание, в каком-то роде «склеивание» различных компонентов в цельный (монолитный), твердый подобно камню материал. Рассмотрим разновидности этого компонента, которые имеются в видах современного бетона, перечень их выглядит так:
- цемент;
- известь;
- гипс;
- жидкое стекло;
- битум;
- полимерные смолы.
Современные вяжущие для бетонных смесей бывают проходят дополнительную обработку, в результате чего их свойства меняются (в лучшую сторону), а также могут поставляться на рынок в различном виде (фасованные, не фасованные; каменные, порошковые). Ниже поговорим и рассмотрим подробно их и ихние свойства.
Цементные вяжущие. Самые распространенные вяжущие, с содержанием которых производятся бетонные смеси для промышленного и гражданского строительства.
Цемент бывает разных марок, которые определяют его расход для получения бетонной смеси определенной марки. Например, для того, чтобы получить бетон марки М100, можно взять цемент марки М400 в соотношении с заполнителем 1:4 (одна часть цемента на четыре части вяжущего).
Кроме того, стоит сообщить, что бывают разновидности цемента, их не мало: портландцемент, белый цемент, гидрофобный цемент, быстротвердеющий цемент, водонепроницаемый расширяющийся цемент, напрягающий цемент, глинозёмистый цемент, магнезиальный цемент, карбонатный цемент, тампонажный цемент, песчанистый цемент, расширяющийся цемент, пластифицированный цемент, сульфатостойкий цемент, пуццолановый цемент, шлаковый цемент.
Кроме того, имеется специальный щелочной цемент, который разбавляется раствором щелочи с добавлением остальных ингредиентов для приготовления бетона и специального шлака, в результате чего появляется шлакощелочная бетонная смесь, состав бетона, обладающий кислотостойкостью.
Известковые вяжущие. Они являются довольно популярными в строительстве и имеют несколько особенностей перед остальными вяжущими, а конкретно: известь обладает бактерицидным свойством, то есть препятствует развитию грибка и плесени; растворы на основе извести не дают высолов после схватывания и на весь период эксплуатации; изделия из известковых растворов крепнут с годами в отличии от цементных, которые набирают прочность в течении месяца.
Бетонные смеси на основе известкового вяжущего называются силикатными бетонными смесями и могут быть тяжелыми (с наполнителем щебнем) и легкими (с наполнителем песком). В современном строительстве тяжелые бетоны на известковом вяжущем не применяются, так как являются гораздо менее износостойкими чем цементные, но штукатурные растворы с песочным наполнителем применяются во всю в штукатурных работах.
Гипсовое вяжущее. Данный материал природного происхождения, как и предыдущий и имеет не мало слабых сторон, как: низкая прочность, боязнь воды и влаги, высокий коэффициент деформации. Однако, бетон на основе гипса (гипсобетон) применяется в около строительном производстве.
По причине того, что он очень быстро схватывается и является легким материалом, его применяют в производстве искусственных декоративных изделий (лепнина, барельефы и скульптуры, имитация колотого камня и др.), а также блоков для устройства перегородок.
Конечно, существуют специальные добавки и раствор карбамидной кислоты, которые позволяют свести к минимуму недостатки гипсового бетона, но все же, в устройстве несущих и ответственных элементов сооружений его не используют.
Вяжущее жидкое стекло. Данное вяжущее используют для получения специального назначения бетона, который обладает особой стойкостью к водным воздействиям. Таким образом, эти смеси применяются широко в гидротехническом строительстве. Кроме того, часто-густо жидкое стекло выступает в качестве добавки в цементные растворы для улучшения их водоотталкивающих свойств.
Однако, в последнее время появилось множество более эффективных модификаторов, которые более легки в применении и способны усилить водостойкость бетона в большей степени, нежели жидкое стекло. Однако, свойства связующего у них нет, поэтому в данном списке находится именно жидкое стекло, а не тысячи брендовых модификаторов, состав бетона которых может вмещать в себе.
Битумные вяжущие. Смолы природного или синтетического происхождения, которые применяются как вяжущие компоненты в бетонных растворах, применяемых в дорожном строительстве (асфальтах).
Особенности такого бетона (асфальта), наверное, все знают, они являются не водными составами, в отличии от остальных, а также готовятся при высоких температурах и схватываются по мере того, как остывают.
Такие бетонные смеси являются канцерогенными и не могут применятся в строительстве внутри жилых сооружений. Ими выполняют производство дорог и площадей автостоянок, взлетных полос аэропортов.
Полимерное вяжущее. Данные компоненты являются синтетическими связующими, на основе которых производится полимербетон, который является весьма рентабельным на сегодняшний день в строительстве, особенно в производстве наливных полов.
Славен он своими свойствами абсолютно не поддаваться разрушению влаги, воды, микроорганизмов, а также имеет отличные показатели прочности и деформационной стойкости.
Этих смол довольно много, основные из них – это: фурановые, ненасыщенные полиэфирные, карбамид-ные, эпоксидные, кумарон-инденовые, термопластичные. Как и остальные бетонные растворы, полимербетонная смесь бывает тяжелой, средней тяжести и легкой, что определяется типом наполнителя. Важно понимать, что полимербетонная смесь по сути является смесью жидкой пластмастмассы и наполнителя, разновидностей которых бывает уйму.
В зависимости от того, какова пропорция вяжущего к наполнителю, смесь приобретает те или иные свойства. То есть, чем больше вяжущего имеет состав бетона, тем больше проявляются свойства пластмассы, то есть прочность при изгибе, растяжении, ударная вязкость. Ежели наибольшее содержание заполнителя, то такой бетон проявляет качества камня, то есть стойкость на сжатие и малый коэффициент деформации.
Виды заполнителей для бетонных растворов
Заполнитель в бетонных смесях является компонентом, который определяет прочность, плотность и вес готового изделия из бетонной смеси. Современные заполнители для бетонов различаются по происхождению (искусственные и природные), размеру и весу. Таким образом, на сегодняшний день существует такого вида перечень из основных, наиболее применяемых видов заполнителей в строительстве:
- песок;
- щебень;
- шлак;
- керамзит;
Заполнители, как правило, являются качественными материалами и брака как такового в них нет. Однако, есть пару нюансов, которые жизненно важны, в прямом смысле этого слова. Первый нюанс — если приобретаете заполнитель сомнительного поставщика, то стоит проверить его счетчиком гейгера на наличие повышенного радиационного фона. Второе — примеси, то есть, например, песок может содержать настолько много глины, что раствор выйдет испорченным.
Заполнитель песок. Данный компонент является натуральным, мелкофракционным (размером до 5 мм) ископаемым, которое добывают разными путями. Так, различают речной и овражный песок, которые имеют происхождение, соответственно их названиям.
Есть важный нюанс: овражный песок имеет примесь глины и не может быть использован в бетонных растворах, предназначенных для изготовления железобетонных и иных несущих нагрузки (находящихся под напряжением) элементах.
Он широко распространен в мелкофракционных растворах, на основе вяжущих цемента, извести и гипса для применения в работах по оштукатуриванию помещений и работах по кирпичной кладке. Растворы на песчаном заполнителе принято считать легкими.
Заполнитель щебень. Это природного происхождения каменный материал, который имеет фракцию от 5 мм до 40 мм и считается что высокой плотности его разновидности являются ходовыми для тяжелых видов бетонных растворов.
Бывает нескольких разновидностей, к тяжелым относятся: пемзы, вулканического шлака, вулканического туфа и туфовых рядов. Легкие же состоят из карбонатных пород (известняка, извести-черепашника) с кремнеземистых пород (опоки, трепела, диатомита, спонголита).
При изготовлении состав бетона необходимо понимать, что форма щебня имеет важное значение, от которого зависит качество бетона. Наилучшая форма считается округлой или квадрата подобной, так как лучше всего укладывается и образует равномерное распределение заполнителя в вяжущем.
Кроме того, имеет место и фракция заполнителя, которая чем меньше, тем считается смесь более легкая в укладке. Кроме того, чем меньше фракция щебня, тем меньше расход мелкого заполнителя в смесь (щебня).
Заполнитель шлак. Разнообразный заполнитель, разновидностей которого уйму и бывают они искусственного и природного происхождения.
Гранулированный шлак является искусственным заполнителем, так как является отходом от промышленности из доменных печей (пережег) и бывает разной формы и фракции. Бывает также отход от пережога топлива, так называемая зола-унос, размер частиц которых не превышает 0,14 мм и используется она как добавка в бетон, относиться к мелкофракционным заполнителям.
Что касается натурального шлака, то это обломки вулканических пород стекла, предоставляемые в сыпучем виде и в виде обломков. По причине пористой воздушной структуры, они обладают малым весом и плотностью, отсюда и применение их в составах легких бетонов обоснованно.
Бетон с содержанием данного природного или искусственного вида наполнителя соответственно называется шлакобетоном. Такой бетон применяется в второстепенном бетонировании и не может иметь применение для производства ответственных, несущих элементов.
Заполнитель керамзит. Пожалуй, самый популярный заполнитель среди легких бетонов с повышенными тепло/звукоизоляционными свойствами. Получают его путем обжига специальных сортов глины, которая заранее подготавливаются в виде гранул. После обжига глина вспучивается и твердеет, в результате чего образуются прочные, пористой структуры гранулы с фракцией 5мм – 40 мм.
Также имеется и песок из керамзита, который представляет собой гранулы-зерна фракцией до 5 мм соответственно. Имеется в продаже керамзит разных марок, которые определяют его плотность.
Состав бетона с таким заполнителем называют керамзитобетоном и используют для черновых бетонных стяжек полов, блоков для перегородок и других, второстепенных, не ответственных работ.
Виды модифицирующих добавок для бетонных растворов
Современные строительные смеси, в том числе и бетонные смеси, имеют разнообразные модифицирующие добавки, которые придают новые свойства или усиливают существующие. Это позволило расширить диапазон применения бетонных растворов в тех или иных климатических условиях.
Действуют они в смеси по-разному: одни вступают в реакцию с вяжущим, другие действуют независимо. Кроме того, они бывают направлены на улучшение различных показателей; универсальных добавок не существует, а посему ниже рассмотрим их разновидности и принципы действия. Перечень их таков:
- регуляторы скорости схватывания;
- регуляторы морозостойкости;
- пластифицирующие добавки;
- армирующие добавки и усилители прочности;
- поризующие модификаторы;
- ингибиторы коррозийных процессов;
Регуляторы скорости схватывания. Такие современные добавки в бетон отлично подходят для случаев, когда необходимо максимально ускорить строительное производство. Достигается оно путем ускорения времени схватывания, соответственно, уменьшением времени технологических пауз.
Добавки работают, вступая в реакцию с вяжущим (цементом) и ускоряя образование кристаллической сетки. Следовательно, за сутки можно добиться такой прочности бетона, что можно снимать опалубку и приступать к дальнейшим работам.
Регуляторы морозостойкости. Очень полезные составы при работе в зимних условиях. Предшественником этих регуляторов было хлорное железо, которое обладало токсичностью и было мало эффективным.
Современные же добавки для улучшения морозостойкости растворов способны дать возможность применять состав бетона даже при температуре впредь до -40 С. Как правило, это солевые добавки, которые растворяют в воде, которую применяют для приготовления бетонных смесей.
Пластифицирующие добавки. Это специальные составы, которые в бетоне действуют таким образом, что раствор содержит в себе воду более длительное время, не расслаиваясь, как это происходит очень быстро. Таким образом, процесс укладки становиться гораздо проще.
Сама же добавка создает множество мелких пузырей, внутри которых содержатся компоненты песок, вяжущее и вода. Так что ежели раствор со временем расслоился, его достаточно взболтать, чтобы он опять на долгое время набрал пластичность.
Армирующие добавки и усилители прочности. Что касается сугубо армирующих добавок, то это минеральные, органические составы в виде нитей. Это как правило – фибра – базальтовые нити, которые добавляются в раствор в определенной пропорции.
В смеси с вяжущим и мелкофракционным заполнителем в результате перемешивания возникает однородная, сплетенная нитями масса, которая по мере затвердения демонстрирует куда лучшую стойкость на изгиб и разрыв.
Что касается усилителей прочности, то это химические вещества, которые вступают в реакцию с вяжущим, образуя более мощную кристаллическую сетку, в результате повышается марка бетона.
Поризующие модификаторы. Нового образца строительные добавки, которые способствуют образованию воздушных пор в структуре бетона, делая его плотность меньше. Благодаря им повышается пластичность раствора во время работы, а в готовом изделии наблюдаются повышенные тепло/звукоизоляционные свойства за счет образования пор.
По принципу действия они бывают воздухововлекающие (связывающие раствор с воздухом, объёмом 6-12% от объёма раствора), пенообразующие (заранее приготовленные в виде пены, добавляемые в раствор) и газообразующие (при добавлении в раствор выделяют газ).
Ингибиторы коррозийных процессов. Вещества, которые препятствуют развитию процессов коррозии, а проще говоря, останавливающие ржавчину. Есть смысл их применять в составах бетона, которые предназначены для производства железобетонных конструкций. Суть их заключается в том, что будучи внутри раствора длительное время, арматурный металлический каркас не ржавеет.
Таким образом, не образуется ржавая прослойка, которая уменьшает сцепление раствора с металлическими арматурными изделиями. Кроме того, если бетонная конструкция не защищена гидроизоляцией и постоянно подвергается воздействию влаги, соответственно намокает до арматуры, арматура менее коррозирует.
mastery-of-building.org
Заполнители для бетона
Февраль 13th, 2013Заполнители занимают до 80% объема бетона и выполняют важнейшую роль в формировании его свойств. Использование заполнителей для бетона уменьшает расход цемента. И вообще, без заполнителей цемент использовать нельзя, ведь получившийся бетон будет иметь большую осадку, что вызовет внутренние напряжения и, в конце концов, разрушение внутренней структуры бетона.
Наличие в бетоне заполнителей более чем в 10 раз уменьшает ползучесть и деформации усадки всей постройки. Заполнителем для бетона может являться природный песок (мелкий заполнитель), щебень, гравий.
Существует классификация заполнителей:1) По назначению2) По происхождению3) По крупности4) По насыпной плотности
Пористые заполнители уменьшают плотность бетона. В специальных бетонах роль заполнителей велика, потому что именно их особенности в основном определяют свойства таких бетонов. Очень важное свойство большинства видов заполнителя для бетона — это прочность при сжатии. На заводы железобетонных конструкций гравий (щебень) может выставляться рядовым, сортированным и фракционированным. При смешивании разных фракций межзерновая пустотелость уменьшается.
В качестве мелкого заполнителя для бетона используются крупный, средний и мелкий строительный песок: природный, помеленный и из отрубей после дробления горных пород, а также обогащенный и фракционированный песок.
Пористые заполнители для бетона
Пористые заполнители для бетонов используются в виде щебня, песка и гравия. Различают природные и искусственные заполнители.
Природные заполнители производят дроблением и последующей сортировкой пористых вулканических и осадочных горных пород:1) Песок и щебень из пемзы, вулканического туфа, вулканического шлака.2) Щебень и песок из известняка, кремнеземистых пород (опоки, диатомита, трепела, спонголита).
Искусственные заполнители получают путём механической или термической обработки минерального и органического сырья с последующим дроблением и делением на фракции. Наиболее широко используется керамзитовый гравий, аглопорит, термолит, шлаковую пемзу, полый керамический гравий.
Керамзитовый заполнитель
Разновидности керамзитового заполнителя:1) Иунгизитовий щебень2) Глинозольний керамзит3) Зольный гравий4) Термолит5) Керамзитовый гравий полый6) Аглопорит7) Шлаковая пемза8 Базальтовый9) Вермикулит вспученный
Важно помнить, что заполнители для бетона с примесями сульфидов, оксидов, гидроксидов железа, сульфатов, аморфных разновидностей кремнезема, угля, слюд и гидрослюд, горючих сланцев, относятся к потенциально реакционно-способных с продуктами гидрации минералов портландцементного клинкера и другими веществами, что может вызвать деструктивные явления и разрушение бетона.
Также будет интересным почитать:
на Ваш сайт.
goshara.ru
Заполнители для бетона — Бетонный завод «Магаполис»
Как бетоны могут быть различными, так и их составляющие могут отличаться своим качеством и типом. Одним из таких непостоянных компонентов является заполнитель. Их принято делить на плотные, пористые и специальные, удовлетворяющие определенным условиям, например, жаростойкость, кислотостойкость. Чаще всего составляющая заполнителя в бетонной массе занимает 80-85% от всего раствора — это уже говорит о важности правильного подбора данного компонента.
Что же собой представляет заполнитель? Обычный мелкий раздробленный камень, в большей степени выбор которого зависит от местных рождений. Это может быть и песок, и щебень, и гравий, и пемза и многие другие. Также в качестве заполнителей можно использовать и различные отходы типа шлаков. Главной идеей в их выборе будет экономическая составляющая, которая должна быть минимальной.
В бетонной массе замешивают два типа заполнителя: мелкий и крупный. Что такое мелкий заполнитель? Это заполнитель с мельчайшими частицами, помогающие сделать бетонную массу более крепкой. В основном, все производители используют песок, преимуществами которого перед остальными будут минимальный размер 0,16-5мм и высокая плотность около 1,8г/см3. Но и здесь не все просто: различают два вида песков: природные (самостоятельное разрушение горных пород) и искусственные (разрушение специальных пород человеческим фактором). В качестве исходного материала чаще всего выступают изверженные и осадочные породы: кварц, полевой шпат, кальцит, слюда. Для определения качественной характеристики мелкого заполнителя стоит обратить внимание на его минеральный и зерновой составы, а также наличие вредных примесей.
Для более лучшего сцепления рекомендуют использование сразу обоих заполнителей как крупного, так и мелкого. Наличие мелкого необходимо, дабы образовалось как можно меньше пустот между частицами крупного заполнителя. Чем удачнее будут расположены все частицы, тем более крепким получится бетон.
Определить зерновой состав заполнителя можно с помощью специального набора сит с разными отверстиями. Конечно, весь песок просеивать не стоит, достаточно будет килограмма. Запомните, что крупных зерен песка должно быть в составе до 5%, к тому же ни в коем случае не должны присутствовать в песке частицы размером больше 10мм.
Специалистами даже был разработан специальный термин для определения размера песка — «модуль крупности», означает он соотношение оставшихся в сите крупных частиц ко всему взятому для пробы песку.
Каждый мелкий заполнитель имеет свои недостатки и преимущества в их использовании. Например, пыль, ил, глина могут вашей бетонной смеси только навредить, ведь для них нужно повышенной количество воды, а значит, и больше цементного раствора. Поэтому стоит строго следить за процентным соотношением разного размера частиц мелкого заполнителя и за их качеством (если размер 0,16мм, то таких частиц должно быть не более 10%, а мельчайших частиц типа пыли ни в коем случае не должно быть выше 3%). Также стоит аккуратней быть с таким заполнителем как глина, она способна уменьшить морозостойкость конструкции. Конечно же, чистый песок найти практически невозможно, поэтому его принято очищать методом промывки.
Если вы решили использовать песок природного происхождения, то стоит обратить повышенное внимание на его состав, в котором могут оказаться органические добавки типа разложенных растений. Такие примеси ни к чему хорошему, как правило, не приводят, а только в будущем способны разрушить цемент. Определить наличие таких нежелательных добавок можно при помощи цветового метода.
Теперь о крупном заполнителе. Самыми используемыми такими заполнителями будут гравий и щебень частицы которых должны быть размером 5-70мм. Но все размеры здесь будут довольно относительными. Например, если вы работаете с достаточно массивными конструкциями, то можете использовать заполнитель с частицами вплоть до 150мм. Если выбирать что лучше: щебень или гравий, то тут следует выбрать щебень, так как в гравии чаще всего могут попасться нежелательные добавки в силу того, что в гравии присутствует частичное содержание песка.
Щебень получают искусственным путем при помощи дробления различных горных пород таких как плотный известняк или песчаник. Зерна щебня, в отличии от округлых частиц гравия, обладают несколько угловатой формой, в идеале которая должна быть приближена к кубической. Благодаря своей шероховатой поверхности такие частицы способны более качественно сцепляться с цементом, поэтому для высокопрочных бетоном лучше всего использовать щебень.
Чтобы определить степень качества крупного заполнителя, нужно проанализировать его зерновой и минеральный составы, а также наличием нежелательных веществ. Обязательно обратите внимание на степень прочности исходной породы, которая должна в 1,5-2 раза превышать марку по прочности бетонной массы. Именно от степени морозостойкости заполнителя будет зависеть морозостойкость всей бетонной смеси в конечном результате.
Чтобы верно определить зерновой состав крупного заполнителя необходимо выяснить отношение самых крупных частиц к самым мелким. При работе с арматурой стоит учитывать тот фактор, что зерна самого большого размера не должны превышать самое меньшее расстояние между металлическими стержнями.
Существует деление крупного заполнителя по размеру его частиц на 4 группы: 5-10мм, 10-20мм, 20-40мм и 40-70мм. Используемый заполнитель не обязательно должен быть одного размера, чаще всего применяют смесь частиц разного размера. Для каждого определённого размера существует своя норма зернового состава.
Также заполнитель принято делить на группы и по форме его частиц: кубовидная, улучшенная и обычная. Помимо названных форм в составе заполнителя могут присутствовать пластинчатая и игловатая форма, которые должны составлять не более 15, 25 и 35% всей массы заполнителя кубовидной, улучшенной и обычной формы соответственно. Содержание мельчайших пыльных и илистых частиц в составе крупного заполнителя должно составлять строго не более 1%.
Для проверки крупный заполнитель на нежелательные элементы пользуются тем же методом, что и при просеивании мелкого заполнителя. Заключается данный метод в том, что проверяемый экземпляр обрабатывают специальным раствором едкого натра, как следствие ничего не должно произойти. Если же окраска немного изменилась, потемнела, то заполнитель содержит органические вещества.
sitemegapolis.ru
Заполнители для легкого бетона | Бетон и цемент
Заполнители для легкого бетонаДля изготовления лёгкого бетона применяют пористые заполнители, которые могут быть органические и неорганические, а в качестве вяжущего используют обычный и быстротвердеющий портландцемент или шлакопортландцемент.Так же как и плотные, пористые заполнители делятся на мелкие и крупные. Крупный заполнитель, такие как пористый гравий или пористый щебень имеют размер частиц от 5 до 40 мм и делятся на по фракциям: 5-10, 10-20 и 20-40 мм. Мелкий пористый заполнитель имеет размер частиц менее 5 мм, таким например является пористый песок. Мелкий заполнитель, в частности пористый песок, делится на две фракции: от 1,2 до 5 мм это крупный песок, и менее 1,2 мм это мелкий песок.
Так же пористые заполнители делятся на марки по плотности, которые могут быть от 250 до 1100 кг/куб.м.
Органические заполнители.
Органические заполнители для бетонаПри возведении теплоизоляционных конструкций и некоторых конструкционно-теплоизоляционных конструкций, используют органические заполнители для бетона. Такими заполнителями могут являться древесина, хлопчатник, костра и гранулы пенополистирола для приготовления стиропорбетона.
Неорганические заполнители.
Пористые заполнители неорганического происхождения делятся на природные и искусственные. Природные заполнители получают путём простого рассева, либо рассева с дроблением горных пород, таких как известняк, туф, пемза.
Искусственными пористыми заполнителями являются продукты из минерального сырья, которое было подвержено термической обработке, которые в свою очередь делятся на специально изготовленные и побочные продукты топливной и металлургической промышленности.
Неорганические заполнители искусственного происхождения.
Гравий керамзитовый.
Это специально изготовленный заполнитель, который получается после обжига гранулированной вспучивающейся глины. Данный заполнитель обладает сразу двумя положительными характеристиками он и лёгкий и прочный одновременно, его плотность может варьироваться от 250 до 800 кг/куб.м.
Гранулы после обжига покрываются прочной оболочкой, что и придаёт ей высокую прочность. В разрезе, керамзитовые гранулы имеют пористую структуру, что и придаёт им легкость. Благодаря двум этим важным характеристикам, керамзитовый гравий является самым распространённым заполнителем для пористого бетона.
Кроме самого керамзита, в качестве заполнителя применяют и керамзитовый песок, который получается в момент приготовления керамзитового гравия, но в небольших количествах и имеет размер зерен до 5 мм.
Так же керамзитовый песок может быть получен при обжиге гранул во взвешенном состоянии, либо путём дробления самого керамзитового гравия.
Шлаковая пемза.
Это тоже, специально изготовленный заполнитель, который получается после резкого охлаждения расплавленных металлургических доменных шлаков, что в последствии приводит к их вспучиванию. После дробления и рассеивания шлаковой пемзы получают пористый щебень.
В тех районах где металлургическая промышленность развита неплохо, распространено изготовление шлаковой пемзы, так как её производство обходится намного дешевле, чем производство керамзита.
Вспученный перлит.
Вспученный перлитПерлиты, а так же обсидианы являются водосодержащими вулканическими стеклообразными породами, которые после обжига, при температуре от 950 до 1200°С, увеличиваются в объёме, примерно в 10-20 раз, из-за выделения воды, после чего и получается вспученный перлит.
Вспученный перлит применяют для производства не только легких бетонов, но и теплоизоляционных материалов.
Вспученный вермикулит.
По методу производства и применению вспученный вермикулит аналогичен предыдущему заполнителю, только вермикулит получается путём обжига водосодержащих слюд.
Металлургический гранулированный шлак.
Данный заполнитель является побочным продуктом металлургической промышленности, который образуется путём металлургических процессов на производстве и выглядит как песок с крупными зёрнами около 5-7 мм, а некоторые могут достигать до 10 мм.
Топливные отходы и шлаки.
Это пористые материалы в виде небольших кусков, которые были получены в результате спекания неорганических веществ, которые содержатся в угле. Топливные шлаки также являются лишь побочным продуктом, который получается в топке в качестве побочного продукта при сжигании твёрдого топлива, таких как: каменный и бурый уголь, антрацит, торф, сланцы, древесина и другие.
После получения шлаков, их подвергают легкому дроблению и рассеву для удаления вредных для бетона примесей, например несгоревшего угля.
Так же используют и золу, для приготовления зольного и глинозольного гравия.
Аглопорит.
Получают при помощи агломерационной машины, на решётках которой обжигают глиносодержащее сырьё, лессовые и глинистые породы, а так же отходы промышленности..
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 песок
Общие сведения о заполнителях для бетона
Виды заполнителей для бетона и сферы их применения
Бетон – один из базовых материалов, применяемых для строительства различных объектов, внутренней отделке помещений, изготовления ограждений и производства изделий. Сфера применения бетона во многом зависит от его марки, типа заполнителя, пропорций в смеси и других факторов. В качестве заполнителей могут применяться как природные, так искусственные материалы, в том числе, щебень, пемза, дробленый камень, опилки, гравий, древесная стружка, керамзит, известняк и т.д.
Наполнители могу занимать до 80% объема всей бетонной смеси, что позволяет снизить расход других, более дорогостоящих, составляющих, увеличить прочность, уменьшить усадку, снизить ползучесть, увеличить модуль упругости. Условно бетон по типу наполнителя можно разделить на сверхтяжелые, тяжелые, средние, легкие и сверхлегкие:
• Сверхтяжелый. Используется щебень среднего размера, иногда также добавляются стальные опилки и чугунный скрап. Плотность такого бетона достигает 2500кг/куб.м, что позволяет использовать его для возведения высотных зданий, каркасных и монолитных сооружений, военных объектов и других конструкций повышенной прочности.
• Тяжелый. Для изготовления тяжелого бетона применяется мелкофракционный гравий, щебень, песок. Плотность достигает 2000 кг/ куб. метр, подходит для монолитно-бетонного, капитального строительства.
• Средний. Используется для заливки полов, утепления стяжек и других работ, может применяться для тех частей, на которые приходится вся тяжесть конструкции.
• Легкий. Хорошо подходит для изготовления легких блоков для малоэтажного строительства, а также для стяжки полов. В качестве наполнителя используются легкие материалы: стружка, пенополистирол, опилки и т.д.
Сверхлегкие бетоны хорошо проводят тепло, поэтому сфера их применения ограничена: из них возводят наружные конструкции и изготавливают ограждения.
Также наполнители делятся по размеру частиц: мелкие называются песком, они имеют размер от 0,16 до 5 мм, размер крупных колеблется в пределах 5-70 мм. При изготовлении больших конструкций может также использоваться гравий/щебень с размером зерна 100-150 мм. Не менее важным показателем является шероховатость зерна: гладкие частицы делают бетон более легким в укладке, шероховатые же придают ему дополнительную прочность, что объясняется лучшим сцеплением раствора с камнем.
Заполнители для бетона
Однако не всё так просто. Необходимо знать и соблюдать определённые пропорции при изготовлении бетонной смеси. Если неправильно подобрать соотношение компонентов, то строительные работы можно превратить в бесполезную трату времени, материалов и потерю денег.
Какой бетон для стяжки пола применяют при строительных работах?
Сегодня для стяжки пола используют бетон марки 150. Заполнителем может служить:
1. Песок.
2. Щебень.
Это наиболее часто используемые наполнители. При изготовлении бетонной смеси для стяжки пола используют:
- цемент марки 400;
- песок.
Напоминаем, пропорция цемента и песка должна быть 1/3. Виды наполнителей делятся на:
- сверхтяжёлые;
- тяжёлые;
- средние;
- лёгкие;
- сверхлёгкие
Бетонная стяжка пола — это строительный технологический процесс, применяемый для выравнивания промышленных полов. В 90% случаев из 100 необходимо перед укладкой полов провести подготовительные работы – стяжку. От того на насколько качественно проведут стяжку бетонного пола во многом зависит прочность и ровность покрытия.
Как подготовительные работы, выравнивающие стяжки используют в строительстве давно. Первоначально их использовали как подготовительный этап при укладке пола. Они не несли промышленных нагрузок.
Сегодняшний строительный процесс расширил горизонты, и поставил более объёмные и сложные задачи. Для производства качественного наливного пола используют новые материалы и технологии.
Естественно, что возросли требования при выполнении монтажных работ. Появились инструкции и рекомендации. Считается, что для «правильного» наливного пола прочность на сжатие не должна быть меньше 70 Мпа. На изгиб должна быть более 10 Мпа. Естественный износ покрытия не должен превышать 0,30 грамм на см2.
Наполнители для бетона разной плотности
Давайте более подробно рассмотрим типы бетонных смесей и выясним, какие связывающие компоненты применяют в той или иной ситуации. Наполнителями для производства «бетонного пирога» в зависимости от его назначения могут быть природные материалы и производные от технологических процессов.
Главными связующими для бетонной смеси являются отходы специальной и промышленной переработки шлаки металлургического и химического производства. Природные и пористые заполнители для бетона – это дроблёный камень, керамзит, щебень, гравий разной фракции, пемза, известняк и ракушечник.
В бетонную смесь можно добавлять также пенополистирол, древесную стружку, опилки и даже зерно.
Сверхтяжелые наполнители для бетона
Крупный заполнитель для бетона – это щебень среднего размера. В результате несложных технологических процессов, получаем тяжёлый наполнитель, из которого изготовляются сверхтяжёлые конструкции из бетона. Конструкции этого типа используют на ответственных участках. Область их применения объекты военного назначения, промышленное производство.
Применяют при возведении монолитных и каркасных домов. Распространены при возведении высотных зданий и сооружений. Кроме, щебня среднего размера, для производства бетонной смеси можно добавлять можно опилки стали и чугунный скрап. Плотность сверхтяжёлого бетона составляет более 2500 кг/м3.
Тяжелые наполнители для бетона
Выполняя капитальное или монолитно-бетонное строительство, используют тяжёлый бетон. Для его наполнения подходит гравий мелкой фракции, песок и щебень и гравий.
Этот вид бетона несёт на себе всю тяжесть возводимых сооружений. Особое внимание при производстве уделяется размерам фракции, которые определяются ГОСТом и СНИПами. Плотность тяжёлого бетона доходит до 2000 кг/м3.
Средние наполнители
Как и тяжёлые наполнители, облегчённая бетонная смесь используется при производстве и возведении конструкций, на которые припадает вся тяжесть строящегося объекта.
Вспененный шлак, керамзит – это главные составляющие наполнители для получения облегчённой бетонной смеси. Главное назначение – это заливка пола и утепление стяжек нижнего перекрытия напольного покрытия.
Заполнители лёгких бетонов
При изготовлении бетонной лёгкой смеси используют, естественно, облегчённые наполнители: опилки, стружка и пенопласт. В результате получают лёгкий бетон для стяжки пола.
Бетон лёгкого типа применяют для постройки частных домов, коттеджей и «малоэтажек». Изготавливают блоки, которые хорошо проводят тепло. Получается дешёвый, лёгкий блок, который востребован в строительной отрасли.
Сверхлёгкие заполнители
Бетон с использованием лёгких наполнителей не является надёжным хранителем тепла. Поэтому его используют в качестве ограждений. Из него возводят наружные конструкции.
Применяя новые технологии и специальные компоненты можно изготовить газобетон, который будет надёжным проводником тепла. Газобетонные конструкции востребованы в строительном секторе и ценятся как прочный, лёгкий и теплоизоляционный материал.
Рассматривая вопрос о возможном применении наполнителей, можно сказать, что это материалы узкой направленности. С их помощью изготавливают бетон разной плотности и прочности. Сфера применения бетонов с наполнителями огромная. От строительства промышленных и военных объектов до возведения многоэтажных комплексов и домов частного пользования.
В процессе приготовления бетонных смесей независимо от их плотности необходимо обращать особое внимание на фракции наполнителей. Именно от их размера в большой степени зависит качество бетона и всего возводимого сооружения.
Как выбрать качественный крупнозернистый заполнитель для бетонного строительства?
🕑 Время чтения: 1 минута
Выбор грубого заполнителя хорошего качества имеет важное значение для производства бетона, который отвечает требуемым требованиям прочности и долговечности. Идеальный строительный заполнитель должен иметь шероховатую поверхность, быть чистым, прочным, без покрытия и других частиц грязи.
Крупные заполнители размером 20 мм и менее обычно используются в большинстве бетонных конструкций.Приблизительно проверить текстуру поверхности, форму частиц и чистоту крупного заполнителя можно просто визуально. Однако пористость и градации требуют специальных лабораторных испытаний.
Как выбрать качественный крупнозернистый заполнитель для бетонного строительства?Чтобы выбрать крупный заполнитель хорошего качества, инженеры должны учитывать следующие важные моменты:
- Типичный размер крупного заполнителя составляет от 4,75 мм до 18 мм.
- Гравий или щебень с грубой и не стекловидной текстурой являются лучшими заполнителями, поскольку они создают хорошее сцепление с цементным тестом.
- Заполнители должны быть твердыми, прочными, химически инертными и непористыми.
- Органические вещества и грязное покрытие снижают прочность и долговечность бетона.
- Крупные заполнители не должны впитывать влагу более чем на 10% от своего веса после погружения в воду на 24 часа.
- Если заполнители поглощают воду более чем на 10% от своего веса, они считаются пористыми заполнителями, которые нежелательны для производства бетона.
- Заполнители не должны содержать хлопьевидных и удлиненных частиц более чем на 35% от их общего количества.
- Желательны угловатые и достаточно кубические крупные частицы заполнителя.
- Крупный заполнитель должен содержать фракции различного размера, чтобы гарантировать адекватное уплотнение частиц, что приводит к увеличению плотности и уменьшению пустот в бетоне.
- В большинстве бетонных работ используется заполнитель размером 20 мм и менее.
- Чтобы обеспечить хорошее уплотнение крупного заполнителя и более высокую плотность бетона, рекомендуется смешивать крупный заполнитель 20 мм и 10 мм в соотношении 70:30 или 60:40.
- Рекомендуется складывать заполнители разных размеров для более эффективного использования.
- Не допускать использования рыхлых и кремнистых заполнителей. Первый подвержен растрескиванию, тогда как второй имеет низкую стойкость к атмосферным воздействиям и может вызывать выскакивание.
Часто задаваемые вопросы
Как определить совокупное качество?Полевые наблюдения и испытания могут использоваться для проверки качества заполнителей и выбора подходящего заполнителя для производства бетона.Идеальный строительный заполнитель должен иметь шероховатую структуру поверхности, быть чистым, прочным, без покрытия и других частиц грязи.
Какой тип заполнителя подходит для бетона?Гравий и щебень подходят для изготовления качественного бетона
Какой обычно размер заполнителя, используемого для производства бетона?Крупный заполнитель размером 20 мм и меньше обычно используется для большинства бетонных конструкций. Подробнее
Какие формы заполнителя не подходят для бетона?Слоистые и удлиненные частицы заполнителя не подходят для бетона.
Какой тип агрегатов обеспечивает хорошую обрабатываемость?Закругленный агрегат упрощает работу и обеспечивает хорошую обрабатываемость. Нажмите здесь, что прочитать подробнее.
Подробнее
Как мелкий заполнитель влияет на конструкцию бетонной смеси?
Как крупный заполнитель влияет на конструкцию бетонной смеси?
6 типов вредных веществ в совокупности
Сохраняйте пластичность бетона с помощью правильного заполнителя
Любая бетонная смесь — это попытка сбалансировать стоимость, удобство размещения и время схватывания при сохранении необходимых качеств прочности и долговечности.Производители готовых смесей используют разные ингредиенты от региона к региону, в зависимости от того, что доступно и какие погодные условия будет испытывать бетон до и после отверждения.
Крупный заполнитель составляет более 40 процентов типичной бетонной смеси. Доступные типы агрегатов различаются в зависимости от региона. В северных частях Северной Америки круглый гравий встречается естественным образом в результате действия ледников во время ледниковых периодов. Другие доступные заполнители — это щебень, имеющий угловую форму, и переработанный бетон.
Итак, какой агрегат лучше всего использовать для штамповки? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо понимание роли агрегата в миксе.
История двух смесей
Не существует такого понятия, как «лучшая смесь» для декоративных применений. «Необязательно есть один правильный путь, но есть верхний и нижний пределы для каждого ингредиента, и если вы будете работать с ними, вы получите лучшие результаты», — говорит Брюс Чаттин, исполнительный директор Вашингтонской ассоциации агрегаторов и бетона.Изучение двух смесей от подрядчиков по производству декоративного бетона в разных частях Северной Америки показывает, насколько большими могут быть региональные и личные различия.
Том Ралстон из Tom Ralston Concrete в Санта-Крус, Калифорния, начинает с этой смеси для одного кубического ярда бетона:
Цемент: 564 фунтов (6 мешков)
Песок: 1300-1500 фунтов
Заполнитель: 1600-1800 фунтов
Вода: 312 фунтов (39 галлонов)
Водоредуктор: 18 унций
Воздухововлекающая добавка для получения 1% воздуха (замораживание в Санта-Крус, что на побережье к югу от Сан-Франциско, погода редкая)
Ralston указывает, что смесь следует заливать с осадкой от 3 до 4 дюймов.Вместо того, чтобы пытаться предсказать погоду, он приказывает грузовику прибыть за 30–45 минут до заливки, а затем дозирует его на месте с добавками Fritz-Pak для ускорения или замедления схватывания по мере необходимости.
В Цинциннати, штат Огайо, Боб Уэр, президент магазина декоративного бетона, предпочитает другую смесь, соответствующую его климату замораживания-оттаивания:
Цемент: 564 фунтов
Песок: 1330 фунтов
Гравий № 8 (мелкий гравий): 770 фунтов
Гравий № 57 (щебень, размер которого может достигать 1 1/2 дюйма).): 1130 фунтов
Вода: 230 фунтов
Редуктор воды: 21 унция
Воздухововлекающая добавка для получения 6-процентного содержания воздуха
Хотя Уэр также разливает воду при осадке 4 дюйма, его смесь содержит много восстановителя воды, что делает ее необычно низким по сравнению с смесью Ралстона.
Помня об этих общих пропорциях смеси, давайте посмотрим, как размер и форма заполнителя влияют на свойства влажной смеси и готового продукта.
Заполнитель и прочность
Во-первых, форма заполнителя влияет на прочность готового бетона.В общем, угловатые дробленые частицы придают бетону большую прочность, потому что они сцепляются больше, чем округлые частицы мелкого гравия. Смешивание размеров, как это делает Ware, усиливает это взаимосвязанное действие.
«В нашем районе много круглого заполнителя из-за отложений ледникового тилла», — поясняет Уэр. «Чтобы получить угловой гравий, нам пришлось бы его привезти». Когда он выполняет работу в южной части своей территории, к югу от того места, где остановились ледники, он использует в своих интересах доступность щебня.
«Угловой гравий лучше», — говорит он. «Круглый гравий мягкий. Вы должны вдавить его в бетон глубже, чем угловой гравий, иначе он сломается и раскололся бы поверхность ».
Размер также влияет на прочность: чем больше заполнитель, тем прочнее будет готовый бетон, поскольку куски породы не растрескиваются, как цементное тесто.
Агрегат и штамповка
Но если вы собираетесь штамповать бетон, большие куски породы будут мешать впечатлению от штампов.Brickform Rafco рекомендует использовать для штампов заполнитель размером не более 3⁄8 дюйма; другие производители позволяют достигать 3⁄4 дюйма. Ralston использует 3⁄4-дюймовый угловой твердый заполнитель для работ, которые будут текстурированы матами. Если он планирует использовать штампы типа формочки для печенья, которые проникают глубже, Ральстон переключается на мелкий гравий или 1⁄2-дюймовый щебень. «Камень большего размера не позволит штампу произвести впечатление», — говорит он.
Имея это в виду, Дэйв Петтигрю, директор Diamond D Concrete в Капитоле, Калифорния (недалеко от Санта-Крус), использовал мелкий гравий для штамповки, размер заполнителя он все еще предпочитает для бетона, который будет перекачиваться.Но теперь для штамповки он указывает угловой камень размером 1⁄2 дюйма для внутренних полов и угловой камень 3⁄4 дюйма для фундаментов, которые требуют большей прочности. Он указывает: «Для камня меньшего размера вам нужно использовать больше контрольных соединений, потому что он не такой прочный», что следует учитывать при планировании штамповки и желании незаметно расположить эти контрольные соединения.
Заполнитель и вода
Размер заполнителя также влияет на количество воды, необходимое в смеси. Ральстон объясняет: «Поскольку между более мелкими частицами заполнителя больше места, добавляется больше песка.Чтобы сделать бетон более пригодным для обработки, люди хотят добавить больше воды, что увеличивает потенциал усадки ». По его словам, вместо добавления воды лучше добавлять водоудерживающую добавку, чтобы улучшить удобоукладываемость, не создавая этих проблем. Спад не должен превышать 4 дюймов.
Прочие добавки
Редукторы воды — не единственная полезная добавка. Еще один ингредиент, который может улучшить обрабатываемость без ущерба для прочности, — это зола-унос типа F. Чаттин предлагает использовать его для замены 10-15 процентов цемента в смеси.Это даст некоторые эффекты от добавления большего количества воды — увеличенное время схватывания и улучшенную удобоукладываемость — без ущерба для прочности, как это происходит при увеличении количества воды. Гранулированный шлаковый цемент, относительно недорогой в сталеплавильных регионах Северной Америки, может иметь такой же эффект и, будучи более однородным по содержанию, более предсказуем по своим воздухововлекающим свойствам. Важное соображение для декоративных применений заключается в том, что зола-унос типа F делает бетон темнее, чем бетон, сделанный из простого портландцемента, а гранулированный шлаковый цемент делает его светлее.
Том Ралстон использует 15-20% летучей золы для замены цемента, но он не делает этого для повышения удобоукладываемости. В его городе многие его бытовые и коммерческие клиенты слышали об экологических преимуществах летучей золы — улавливании твердых частиц из воздуха и сокращении производства углекислого газа, связанного с производством цемента, — и по этой причине стремятся указать это.
Ингредиент, которого следует избегать, если вы планируете использовать отвердитель цвета, — это хлорид кальция, который будет мешать действию красителя.Если вы собираетесь экспериментировать с другими добавками, обязательно проконсультируйтесь с производителями о взаимодействии каждого химического вещества с другими компонентами смеси. «Добавки, уменьшающие образование трещин и воздухововлекающие добавки,« борются », и это ослабляет смесь, которая становится губчатой», — объясняет Ралстон. «Он не будет настроен должным образом. Я заметил, что через 24 часа он не готов к затирке ».
Тем не менее, правильное использование добавок может сократить время работы. «Они могут стоить больше денег, но вы можете закончить работу на час раньше или задействовать меньше рабочих», — отмечает Чаттин.Просто проконсультируйтесь с производителями и производителем готовых смесей, чтобы убедиться, что вы не создаете проблемный микс.
Важные отношения
На самом деле, всегда полезно держать поставщика готовой смеси в курсе того, что вы собираетесь делать с бетоном. Время от времени садитесь с представителем готового микса, чтобы обсудить миксы, которые вам понадобятся для различных видов работы. «Очень важно иметь отношения с производителем готовых миксов», — говорит Чаттин. Вы знаете привычки своей команды и особенности вашего климата, а представитель готовой смеси знает материалы, доступные на местном уровне, и особенности добавок, представленных на рынке.Вместе вы можете составить смесь, подходящую для ваших декоративных целей.
Есть еще вопросы о вашем проекте?
Таблица размеров заполнителей| iseekplant
Быстрые ссылки:
Что такое агрегат и его свойства?
Заполнители — это широкая категория материалов, таких как песок, гравий, щебень, шлак и переработанный бетон.Материалы представляют собой частицы, то есть мелкие частицы, и часто крупнозернистые или среднезернистые.
Для чего используется агрегат?
Заполнители — это самый крупный компонент в бетоне, составляющий от 70% до 80% материала. Заполнители придают бетону консистенцию и уменьшают усадку.
Какие бывают виды агрегатов?
Агрегаты практически можно классифицировать по форме и размеру. Форма ваших заполнителей важна для удобоукладываемости бетона, количества, которое вы хотите добавить, и прочности бетона, который вы хотите изготовить.Вы можете найти округлые агрегаты, неправильные / частично закругленные агрегаты, угловатые агрегаты, хлопьевидные агрегаты и удлиненные агрегаты. Размер вашей совокупности зависит от пропорций вашего микса и типа работы, которую вы выполняете. Классификация агрегатов по размеру называется сортировкой агрегатов. Ваша совокупная сумма может быть конечно, хорошо или олл-ин (смесь конечно и хорошо).
Использование заполнителей в бетоне
Как размер заполнителя влияет на бетон?
Размер ваших крупных заполнителей — ваш главный фактор в определении прочности вашего бетона.Как правило, для более прочного бетона требуется более мелкий крупнозернистый заполнитель, при этом 20-миллиметровые заполнители соответствуют пороговому значению для прочного бетона, а 40-миллиметровые заполнители — пороговому значению для бетона нормальной прочности. Поскольку мелкие заполнители используются для заполнения промежутков между крупными заполнителями, чем меньше ваши грубые заполнители, тем более мелкими должны быть ваши мелкие заполнители. Они увеличивают удобоукладываемость вашего бетона.
Какой заполнитель лучше всего подходит для бетона?
Это зависит от вашего проекта.Сравните размеры агрегатов ниже, чтобы увидеть, какие из них подходят вам.
Grading Aggregate: какой размер заполнителя используется в бетоне?
Крупный заполнитель
Крупные агрегаты — это любые агрегаты размером более 4,75 мм на штуку. Сюда входят валуны, булыжник и гравий. Мелкий или дробленый гравий обычно 4-8 мм; средний или частично измельченный щебень 8-16 мм; крупный или недробленый щебень 16-64 мм; булыжники 64-256мм; и валуны больше 256 мм.
Если вы ищете бетон средней прочности, возьмите 40-миллиметровый заполнитель, но если вы ищете высокопрочный бетон, лучше всего 20 мм. Имейте в виду, что размер агрегатов — это размер, при котором большинство кусочков проходят через сито такого размера, а не все, поэтому не нужно быть слишком разборчивым.
Каков максимальный размер агрегата?
В вашем договоре найма, строительства или закупки термин «максимальный размер заполнителя» означает наименьшее сито, через которое может пройти 100% вашего заполнителя.
На практике максимального размера для агрегата не существует. Но обычно максимальная высота, которую вы хотите использовать для строительных конструкций, составляет 40 мм, если только вы не возглавляете проект массового бетонирования, такой как плотина. Затем вы можете подняться до 150 мм.
Мелкий заполнитель
Мелкие заполнители — это любые заполнители размером менее 4,75 мм на штуку. Сюда входят песок, ил и глина. Камень и гравий также можно измельчить до размера песчинок. Песок является наиболее распространенным мелким заполнителем, который при использовании часто называют «мягким отложением».Использование ила и глины часто называют «суглинком». Глина обычно имеет размер менее 0,002 мм на кусок; ил 0,002-0,06 мм; песок мелкий 0,06-0,25 мм; средний песок 0,5-0,25; крупнозернистый песок 0,5-2 мм.
Что такое зона мелкого заполнителя?
Когда агрегаты считаются мелкими агрегатами, он находится в «зоне мелких агрегатов». Внутри него есть четыре зоны. Зоны относятся к проценту заполнителя, который пройдет через определенное сито. Зона 1 включает самые крупные мелкие агрегаты, а зона 4 — самые мелкие.
Наиболее полезным ситом для определения разницы является сито 0,6 мм. Только 15-34% агрегатов зоны 1 проходят через сито 0,6 мм; 35-59% агрегатов зоны 2 будут; 60-79% зоны 3 будет; и 80-100% зоны 4 будут.
Мелкие заполнители заполняют пустоты, которые крупные заполнители оставляют при перемешивании бетона, и повышают удобоукладываемость.
Чтобы быть в курсе всех последних новостей отрасли и проектов, подпишитесь на блог iSeekplant «Flapping Mouth» сегодня!
Расчет бетонной смеси: общие сведения о заполнителях
Влияние формы заполнителя на качество бетона.
Фрэнк Боуэн
Примечание редактора: Это вторая статья из годичной серии, в которой исследуется наука о бетоне, чтобы лучше понять структуру смеси. Серия будет написана совместно Полом Рамсбургом, техническим специалистом по продажам компании Sika Corp., и Фрэнком Боуэном, менеджером по контролю качества компании Piedmont Precast. Щелкните здесь, чтобы увидеть первую статью в этой серии, или здесь, чтобы прочитать третью статью.
Сборщики бетонных конструкций экономически ограничены доступными заполнителями из местных карьеров и складов.Понимание характеристик этих материалов позволяет производителям совершенствовать дизайн своих смесей. Сосредоточив внимание на физических свойствах заполнителей бетона, сборщики железобетонных изделий могут улучшить удобоукладываемость бетона и его сцепление с заполнителем.
Это начинается со сбора ключевой информации о доступных агрегатах. Производители должны сначала изучить форму своих агрегатов и (возможно, используя микроскоп) определить качество текстуры поверхности. Этот визуальный осмотр позволяет производителю понять способность заполнителя связываться с пастой.Затем необходимо просмотреть текущую копию анализа градации для всех мелких и крупных агрегатов. Наконец, определите общий объемный процент, использованный крупными заполнителями, путем сбора результатов испытаний массы сухих стержней, известной как насыпная плотность. DRUW определяется путем уплотнения сухого заполнителя в контейнер с известным удельным объемом, как описано в ASTM C29, «Стандартный метод испытаний для определения объемной плотности (« Удельный вес ») и пустот в заполнителе». Вес заполнителя измеряется и делится на объем меры, использованной для получения DRUW.Результаты выражаются в виде массы на объем. Например, дробленый известняк может весить 93 фунта / фут 3. Зная DRUW крупного заполнителя, максимальный номинальный размер заполнителя и модуль дисперсности мелкого заполнителя, можно оценить вес крупного заполнителя, необходимый на кубический ярд бетонной смеси.
Физические свойства заполнителя, такие как размер, форма и текстура, имеют большое влияние на прочность, долговечность и удобоукладываемость бетона. На фото Фрэнк Боуэн, директор по обеспечению качества компании Piedmont Precast в Атланте, штат Джорджия. Фото любезно предоставлено Фрэнком Боуэном
Форма заполнителя играет ключевую роль в удобоукладываемости свежезамешенного бетона. Согласно Американскому институту бетона, существует пять категорий формы, которые описывают бетонные заполнители: угловатые, округлые, чешуйчатые, удлиненные и хлопьевидные / удлиненные. Заполнители круглой формы, такие как песок и гравий с пляжей или рек, обычно имеют низкий процент пустот и низкое отношение поверхности к объему. Округлые заполнители требуют меньше цементного теста для получения удобоукладываемой смеси из-за снижения сопротивления трения.Однако округлые заполнители обычно не считаются подходящими для конструкций из высокопрочного бетона из-за их плохого сцепления и более слабой прочности сцепления.
Щебень, с другой стороны, имеет лучшие характеристики сцепления с цементным тестом, что может способствовать развитию более высокой прочности. Вероятность расслоения щебня во время погрузочно-разгрузочных работ и укладки меньше, но может потребоваться увеличение дозировки добавок для достижения желаемой осадки или распространения. При использовании угловых заполнителей также важно знать, что во время смешивания и укладки в свежий бетон может попасть больше воздуха.Решить эту проблему можно путем внимательного и аккуратного размещения и правильного закрепления.
Заполнители угловой формы обычно имеют более высокий процент пустот между ними и дают менее поддающийся обработке бетон, чем округлый заполнитель. Потребность в воде выше из-за более высокого сопротивления трению и большего отношения площади поверхности к объему, что приводит к необходимости большего количества цемента для поддержания желаемого водоцементного отношения. Угловые заполнители предпочтительны для производства высокопрочного бетона из-за улучшенной связи между заполнителем и пастой.
Типы заполнителей, которые считаются непригодными для смешивания бетона, — слоистые, удлиненные или их комбинация. Слоистые агрегаты имеют тенденцию располагаться в одной плоскости, что вызывает проблемы с долговечностью бетона. Агрегаты считаются хлопьевидными, если наименьший размер агрегата меньше 60% от его среднего размера. То есть, когда толщина агрегата сравнивается с его длиной и шириной. Сланец — это пример рассыпчатого заполнителя. Если длина заполнителя превышает 180% от его среднего размера (толщина и ширина вместе), то он считается удлиненным.Заполнитель считается хлопьевидным и удлиненным, если он удовлетворяет обоим вышеупомянутым условиям. Удлиненные или чешуйчатые частицы, превышающие 15%, следует считать непригодными для использования в бетоне.
При рассмотрении комбинированной градации заполнителей необходим компромисс между удобоукладываемостью и экономичностью для получения подходящей смеси. Как правило, преимущества использования дробленых заполнителей перевешивают преимущества округлых заполнителей при рассмотрении сцепления и прочности. Необходимое количество цементного теста зависит от количества пустот из заполнителя, которые необходимо заполнить, и площади поверхности, которую необходимо покрыть.В агрегатах с плохой сортировкой пористость является наибольшей. Чем больше заполняются эти пустоты, тем менее пригодным для обработки становится бетон. Правильная сортировка крупных заполнителей важна для достижения плотной и взаимосвязанной упаковки. Пустоты, оставленные более крупными частицами, заполняются более мелкими частицами, тем самым уменьшая возможность сегрегации и улучшая способность уплотнять бетон. Как только все это будет тщательно решено, пора протестировать партию и определить ее соответствие требуемым физическим характеристикам.
Для дальнейшего изучения влияния формы и градации заполнителя ACI 238 предоставляет подробный обзор удобоукладываемости и реологии свежего бетона. Кроме того, при испытании агрегатов обращайтесь к ASTM C33, ASTM C136 и ASTM C29.
Фрэнк Боуэн, выпускник Master Precaster 2013 года, получил степень MBA в Государственном университете Среднего Теннесси по программе повышения квалификации в сфере управления бетонной промышленностью в 2014 году и является директором по обеспечению качества в Piedmont Precast в Атланте, штат Джорджия.
с использованием заполнителя из переработанного бетона | Укажите бетон
Опубликовано 28 февраля 2019 г.
Строительный заполнитель включает ряд твердых частиц — от крупного до среднего — включая песок, гравий, шлак, щебень и переработанный бетон. Эти материалы смешиваются с бетоном, чтобы придать конечному продукту прочную и долговечную отделку.
Строительные подрядчики и заказчики в равной степени обращают внимание на доступность и силу прежде всего.При использовании правильного заполнителя для бетона в обоих этих факторах можно увидеть огромную разницу. Один жизнеспособный заполнитель, который бывает разных размеров и масштабов, — это затвердевший бетон.
При сносе зданий, дорог, мостов и других сооружений ежегодно образуются сотни тысяч тонн мусора. По мере того, как мир движется к сохранению окружающей среды, и правительства предлагают налоговые скидки тем, кто вкладывает средства в топливосберегающие технологии, стремясь уменьшить свой углеродный след; переработка этого мусора — идеальный способ для любого подрядчика сохранить окружающую среду и свои расходы, при этом обеспечивая прочность фундамента своих новых конструкций.
Почему используется агрегат?
Назначение заполнителя — увеличить объем бетонной смеси при минимальном удержании воздуха внутри конструкций. Материал, из которого состоит заполнитель, бывает разной формы и размера, что позволяет им плотно прилегать друг к другу.
Более крупные и крупные частицы заполнителя оседают вместе, образуя каркасную структуру смеси. Более мелкие частицы служат наполнителями между промежутками между этими более крупными частицами, и, в свою очередь, частицы еще меньшего размера устремляются в промежутки между наполнителями.
Наконец, мельчайшие щели внутри заполнителя заполняются частицами цемента, удерживающими всю конструкцию вместе. Это свойство показывает, что чем лучше полученное распределение по размерам в совокупности, тем прочнее будет бетонная конструкция; однако необходимо помнить об оптимальном количестве переработанного заполнителя, которое следует добавлять в бетонную смесь. Изменения в смеси могут привести к общему снижению прочности вашей конструкции, поэтому переработанный заполнитель остается наиболее подходящим для оснований и оснований.
Переработка заполнителя бетона
История
Бетонный щебень используется с древних времен только для того, чтобы смешать его с гравием, песком и цементом для обеспечения долговечности. Впервые эта практика была зафиксирована в 1860-х годах. Строительные компании США поначалу неохотно использовали эту технику, поскольку дробление затвердевшего бетона оказалось гораздо более затратным с точки зрения затрат труда.
Однако в 1970-х годах, когда строительная эра была на пике, свалки отказывались принимать битый бетон, поскольку он не подлежал переработке и занимал слишком много места.С другой стороны, один полигон продолжал принимать бетонные отвалы, дробить их с помощью бульдозеров и катков и перепродавать как заполнитель.
После ряда успешных проектов строительные компании подтвердили, что переработанный бетон не только обеспечивает равную долговечность и прочность с новым бетоном; он также оказал гораздо меньшее воздействие на окружающую среду.
С развитием строительных технологий переработанный бетонный заполнитель получил дальнейшее развитие, что сделало его более совершенным и экономичным.
Как это делается
Благодаря ужесточению законов об охране окружающей среды и стремлению снизить затраты на строительство переработанный заполнитель для бетона нашел себе применение. Благодаря своей ассимилированной природе, он обеспечивает еще более высокую экономию за счет масштаба, чем та, которая возможна при использовании обычных агрегатов.
Разрушенный бетон собирают с площадок и пропускают через дробильные машины. Эти машины могут измельчать более крупные камни до более мелких камней, гравия или даже пыли! Перед добавлением в эти машины бетон можно измельчить до арматуры, дерева или других металлических кусков.Различают несколько типов дробилок:
- Щековые дробилки
- Гирационные дробилки
- Конусные дробилки
- Комбинированные дробилки
- Ударные дробилки с горизонтальным и вертикальным валом
- Дробилки для минералов
- Ковши дробилки
В большинстве этих дробилок используется ударная сила, или разбивать более крупные камни.
Прочность и долговечность переработанного заполнителя
Значение водопоглощения — или проницаемости — переработанного заполнителя составляет 7.5%, что намного выше минимума (3,7%), требуемого строительным отделом Департамента транспорта штата Вашингтон (WSDOT). Этот более высокий показатель объясняется собственной скоростью поглощения гравия, добавленной к скорости поглощения пасты.
Различные части переработанного заполнителя имеют различную величину удельного веса, характеризующего прочность, сопротивление сжатию и модуль упругости отлитого отливки. Однако использование переработанного заполнителя с содержанием более 65% может значительно повлиять на долговечность смеси, уменьшив ее физические свойства в десять раз.Оптимальное количество, смешанное с бетоном, должно составлять 35%.
Некоторые эксперименты показали, что переработанный заполнитель, без сомнения, долговечен, но не так прочен, как натуральный крупнозернистый заполнитель. Однако, чтобы устранить недостаток прочности, вы можете обработать смесь такими материалами, как летучая зола.
Преимущества
Переработанный бетонный заполнитель имеет множество преимуществ:
- Повышенная защита от просачивания
- Снижение затрат, поскольку не нужно добывать
- Сниженное воздействие на окружающую среду, более привлекательно для правительств и клиентов
- Сохраняет природные ресурсы, такие как гравий, воду, уголь и нефть
- Снижено отходы площадей на свалках
Недостатки / риски
Как и все остальное, совокупность также представляет определенные риски, о которых следует знать строителям:
- Если используется высокая концентрация заполнителя, структурная целостность отливок нарушается, что приводит к трещинам и многочисленным дефектам внутри конструкции.
- Совокупность подлежит уточнению. В противном случае это может привести к различным проблемам. Ярким примером этого является использование переработанного бетона для шоссе 427. Присутствие вредных материалов, например, гипса, стеновых плит, гипсокартона и штукатурки, обнаруженных в окончательной отливке, было связано с неочищенным заполнителем бетона, что привело к трещинам между полосами движения. а также неровное дорожное покрытие.
- Хрупкий бетон может смешиваться с заполнителем, что приводит к неравномерной сортировке.
- Добавки необходимо добавить, чтобы сделать финальную отливку настолько прочной, насколько это возможно при использовании натурального заполнителя.
- Визуальный осмотр необходим, чтобы убедиться, что смесь очищена.
Заполнитель для вторичного бетона предлагает множество разнообразных преимуществ, среди которых наиболее заметными являются безопасность и долговечность. Однако, принимая во внимание сложности, связанные с использованием заполнителя бетона в перекрытиях, настоятельно рекомендуется использовать переработанный бетон для оснований и оснований.
Если вы ищете экологически безопасное решение для своих строительных нужд, вам не нужно искать дальше, чем Specify Concrete, безопасной и надежной строительной компании, которую предоставила вам Пенсильванская ассоциация производителей щебня и бетона (PACA).
Декоративный заполнитель для бетонных столешниц
Декоративные заполнители, такие как цветное стекло или щебень, могут добавить уникальности бетонной столешнице. Агрегат не очень сложен в использовании, и он создает полностью индивидуальный вид. Однако для этого требуется больше работы, чем просто заливка бетона, потому что вам нужно обнажить заполнитель путем тщательной шлифовки и дополнительной полировки.
Вот три основных способа (от самого простого к самому сложному) для нанесения декоративного заполнителя на бетонную столешницу для заливки на место:
1: Смешайте весь декоративный заполнитель с бетоном.
2: Размещение заполнителя на дне формы при сборке (заливка в перевернутом виде)
3: «Засев» заполнителя в верхнюю часть бетона после заполнения форм.
Первый самый простой метод — это смешивание заполнителя с бетоном для большей консистенции. Поскольку декоративный заполнитель смешивается с бетоном, все поверхности будут выглядеть одинаково. Кроме того, среднее расстояние между агрегатами более равномерное. Тем не менее, он требует наибольшего количества заполнителей, до 10 фунтов на 50-фунтовый мешок.
Второй самый простой способ — укладывать декоративный заполнитель на дно формы (только при заливке в перевернутом виде) . Этот метод очень полезен, когда вы хотите получить конкретный узор или посмотреть на готовый дизайн. Заполнитель обычно удерживается внизу с помощью небольшого количества аэрозольного клея, поэтому он не перемещается при заливке бетона.
Третий самый простой метод — это засыпка заполнителя в верхнюю часть бетона. Этот метод аналогичен нижнему высеву, за исключением того, что вам нужно правильно рассчитать время, чтобы можно было аккуратно вылить заполнитель на поверхность (на самом деле протолкнуть его чуть ниже), чтобы после затвердевания вы могли обнажить его путем измельчения.Ключевым моментом здесь является то, что вы должны уметь плавать и отделывать бетон, чтобы он был очень плоским, чтобы при шлифовании вы не имели дело с волнами на поверхности. Этот метод требует всего 1-2 фунта декоративного заполнителя на мешок.
Бетонный заполнитель — обзор
10.5 Экономическая и экологическая оценка обогащения RCA
Все методы обогащения RCA, описанные в этой главе, требуют множества дополнительных механических и термических процессов, включая нагрев, трение, просеивание и транспортировку, что приводит к увеличению в общей стоимости, энергопотреблении и углеродном следе вторичной переработки.Таким образом, перед внедрением конкретного процесса обогащения необходимо изучить экономические и экологические последствия дополнительных процессов и сравнить их с другими альтернативными вариантами.
Доступные альтернативные варианты зависят от местных условий и требований и варьируются от региона к региону. Например, в странах с ограниченными природными ресурсами, таких как Сингапур, переработка бетона играет стратегическую роль в обеспечении альтернативных источников заполнителей для бетонной промышленности.В таких случаях экономические и экологические преимущества вторичной переработки помогают удовлетворить стратегические потребности страны, особенно если существует возможность перебоев в поставках импортных НС. Однако даже в этом случае экономические и экологические последствия производства высококачественных ВСП с помощью различных альтернативных процессов обогащения следует сравнивать с последствиями, связанными с получением подходящих АП, импортированных из зарубежных источников, например, с использованием ВСП более низкого качества для некондиционных конструкционный бетон и только NA для конструкционного бетона.Это может быть осуществимо при наличии надежных поставок относительно доступного импортного НА. Последнее вряд ли будет устойчивым и не является хорошей стратегией для принятия на национальном уровне в долгосрочной перспективе.
Наиболее распространенным подходом к количественной оценке воздействия процесса на окружающую среду является оценка использования энергии и / или выбросов углерода, вызванных последним. Энергопотребление и выбросы углерода в результате деятельности или цепочки действий, проводимых для разработки конкретного продукта, обычно суммируются и выражаются соответственно как воплощенная энергия и воплощенный углерод соответствующего продукта (Van Den Heede and De Belie, 2012). .Таким образом, общая воплощенная энергия RCA рассматривается как общее количество энергии, потребляемой при транспортировке мусора на заводы по переработке, дроблении бетона на более мелкие части, дроблении, просеивании и дополнительной обогащающей обработке. Точно так же общий воплощенный углерод продукта представляет собой выбросы диоксида углерода, связанные со стадиями, рассматриваемыми в расчетах вариантов энергии.
Для достижения хорошей базы сравнения необходимо оценить стоимость, потребление энергии и выбросы, возникающие на различных стадиях рециклинга бетона (включая процесс обогащения), и сравнить их с таковыми из других альтернативных источников агрегатов.Это может быть достигнуто путем умножения удельных значений энергии и выбросов углерода, возникающих в результате каждого процесса, на объем бетона, подлежащего переработке. В целях иллюстрации воплощенная энергия и воплощенный углерод RCA, полученного с помощью микроволнового излучения, сравниваются с таковой у природных гранитных заполнителей, импортируемых из соседнего региона автомобильным транспортом в Таблице 10.7. Расстояния до естественного источника агрегатов и полигонов предполагаются равными 200 и 100 км соответственно.Снижение выбросов углерода и энергопотребления за счет устранения необходимости захоронения бетонного мусора посредством вторичного использования также учитывалось при оценке общего воздействия каждого варианта вторичного использования. Как можно видеть, из-за очень высокого энергопотребления и углеродного следа транспортировки, обогащение RCA с помощью микроволнового излучения казалось более экологически безопасным вариантом по сравнению с импортом NA из удаленных источников. Подобную методологию можно использовать для оценки пригодности различных других стратегий обогащения перед внедрением.
Таблица 10.7. Расчетная воплощенная энергия и воплощенный углерод 1 тонны обработанного микроволнами RCA (включая экономию энергии за счет устранения необходимости захоронения) и природных заполнителей, импортированных из удаленного источника
вовлеченных процессов | Энергопотребление / выбросы углерода | Микроволновая печь -обработанный RCA | Импортные природные заполнители |
---|---|---|---|
Производство, включая добычу, | Углерод (кгС / т) | 2.5 | 4,8 |
дробление, транспортировка, просеивание и т. Д. (Кроме транспортировки) | Энергия (МДж / т) | 27,3 | 83,0 |
Процесс обогащения | Углерод (кгС / т) | 56,5||
Энергия (МДж / тонна) | 600 | ||
Транспорт (200 км, основание дороги) | Углерод (кгС / тонна) | 47,0 | Энергия (Энергия (МДж / тонна) МДж / т) | 652.5 |
Экономия за счет удаления | Углерод (кгС / т) | 23,5 | |
Потребность в захоронении мусора (100 км до полигона) | Энергия (МДж / т) | 4,6 | |
Всего (потребление — экономия) | Углерод (кгС / т) | 35,5 | 51,8 |
Энергия (МДж / т) | 300,74 300,74 300,74 5 |