К крупным заполнителям для бетона относят

Всё про бетон

Заполнители бетона

Заполнители бетона

Заполнители бетона

Заполнители бетона. Большая теплопроводность и недостаточная прочность бетона без добавления заполнителей не позволяет возводить ограждающие конструкции отапливаемых помещений без применения дополнительных теплоизоляционных и повышающих прочность слоев и материалов, что значительно усложняет технологию возведения бетонных конструкций.

Поэтому в строительстве применяются менее теплопроводные бетоны, имеющие большую пористость и меньшую плотность, чем обыкновенный бетон. Чем менее теплопроводен бетон, тем меньшую толщину будут иметь ограждающие конструкции, наружные стены или теплые (бесчердачные) верхние покрытия зданий.

Заполнители бетона — природные или искусственные материалы определенного зернового состава, которые в рационально составленной смеси с раствором вяжущего вещества образуют бетон и определяют его свойства.

Назначение заполнителей бетона

Основная активная составляющая часть бетона — вяжущее (цемент). Вяжущее, реагируя с водой, способно схватываться и твердеть, переходя из пластичного тестообразного состояния в твердое и превращая бетонную смесь в прочный бетон.

Преимущества бетона с заполнителями и назначение заполнителей

1. Заполнители занимают в бетоне до 80% объема и, следовательно, позволяют значительно сократить расход вяжущих, имеющих более высокую стоимость и дефицитной составной частью бетона.

2. Цементный камень при твердении претерпевает объемные деформации. Усадка его достигает 2 мм/м. Из-за неравномерности усадочных деформаций возникают внутренние напряжения и трещины. Мелкие трещины могут быть невидимы невооруженным глазом, но они резко снижают прочность и долговечность цементного камня.

Заполнитель создает в бетоне жесткий остов, воспринимает усадочные напряжения и уменьшает усадку обычного бетона примерно в 10 раз по сравнению с усадкой цементного камня.

3. Жесткий скелет из высокопрочного заполнителя увеличивает прочность бетона и модуль упругости бетона (уменьшает деформации конструкций под нагрузкой), уменьшает ползучесть (пластические необратимые деформации бетона при длительном действии нагрузки).

4. Легкие пористые заполнители уменьшают плотность и теплопроводность бетона, делают возможным применение такого бетона как в ограждающих конструкциях, так и теплоизоляционных.

5. Специальные особо тяжелые и гидратные заполнители делают бетон надежной защитой от проникающей радиации.

Список определяет назначение заполнителей, которые являются важным компонентом бетонов, влияют на их свойства и технико-экономическую эффективность. В настоящее время для бетонов используют несколько десятков разновидностей заполнителей.

Классификация заполнителей бетона

По размерам зерен заполнители бетона подразделяют на мелкие и крупные. Мелкий заполнитель — песок с размером зерен до 5 мм, крупный — с зернами свыше 5 мм. Крупный заполнитель подразделяют по форме зерен на гравий и щебень. Гравий состоит из зерен окатанной формы, щебень — угловатой.

По насыпной плотности крупные заполнители делятся на тяжелые (свыше 1000 кг/м³) и легкие (до 1000 кг/м³).

Классификация заполнителей бетона по структуре : плотные и пористые (пористость зерен > 10%).

По источникам получения и методам производства их можно разделить на два основных класса (с последующей детализацией):

1. Природные (естественные) заполнители бетона:

а) добываемые непосредственно на месторождениях и сразу пригодные к применению (например, песок вторичных отложений);

б) сортированные (песок и гравий, получаемые сортировкой природных песчано-гравийных смесей);

в) дробленые (щебень и песок, получаемые дроблением горных пород).

2. Искусственные заполнители бетона:

а) из отходов промышленности, пригодных к применению непосредственно или после несложной, только механической (дробление, рассев) обработки (например, золы, топливные шлаки, отвальные металлургические шлаки, отходы от переработки древесины);

б) получаемые специальной переработкой промышленных отходов (например, шлаковая пемза, зольный гравий);

в) получаемые из природного сырья путем вспучивания или спекания при обжиге (например, керамзит, аглопорит).

По назначению заполнители классифицируют: 1) для тяжелого бетона; 2) для легкого бетона; 3) для жаростойкого бетона; 4) для кислотостойкого бетона; 5) для щелочестойкого бетона; 6) для защиты от радиации; 7) для декоративного бетона и т. д.

Вы смотрели: Заполнители бетона. Классификация заполнителей бетона

Поделиться ссылкой в социальных сетях

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

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

Категории бетонов

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

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

1. Неорганические:

• цементный с заполнителями из портландцемента, шлакового или пуццоланового портландцемента;
• силикатный с добавлением извести;
• гипсовый с присадкой из гипса;
• шлакощелочной с использованием шлака и щелочного раствора;
• специальный с применением специфических добавок.

1. Органические — полимербетоны (полимерцемент, пластбетон, бетонополимер), в которых минеральные компоненты заменены на полиэфирные или эпоксидные смолы.

В зависимости от насыпной плотности выделяют бетон:

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

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

Виды заполнителей

Общая масса дополнительных веществ в смеси доходит до 80%.

Видовое различие заполнителей основано на двух параметрах:

• размер фракции материала;
• предназначение присадки.

Есть отличия и по происхождению заполнителей:

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

Требования к заполнителям для бетонной смеси

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

Крупные

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

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

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

Мелкие

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

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

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

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

Классификация по назначению

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

Специальные

Предназначение специального бетона — выдерживать высокую нагрузку в экстремальных условиях.

Такой материал после застывания приобретает:

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

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

Пористые

Такие присадки требуются для легкого бетона.

В эту категорию входят:

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

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

Теплоизоляционные

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

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

Прочие добавки

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

Для придания специфических свойств добавляют:

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

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

Влияние наполнителя на марку бетона

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

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

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

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

Заполнители для бетона и их виды

Основными видами бетона предназначенного для возведения жилых и коммерческих зданий, является легкие и тяжелые бетоны. В основе легкого и тяжелого бетона, лежат четыре компонента: цемент, крупные и мелкие заполнители для бетона и затворитель (вода).

Крупные заполнители определяют прочность бетона, а мелкие выполняют вспомогательную функцию – обеспечение надежного контакта частиц крупного заполнителя и связующего. Для изготовления легкого и тяжелого строительного материала используются разные типы крупного и разные виды мелкого наполнителя.

Требования к заполнителям бетона

Наибольший габаритный минимальный размер частиц не должен превышать 75% расстояния между арматурным поясом и 30% толщины конструкции. Марка заполнителя для приготовления легкого теплоизоляционного бетона должна соответствовать прочности М400. Марка для конструкционного бетона должна соответствовать прочности М 1200.

Заполнители легкого бетона

Для производства строительного материала этого типа используются крупные заполнители для легких бетонов ГОСТ 25820-2014, сведенные в таблицу:

Таблица 1.

Мелкий заполнитель регламентируется как: карьерный либо речной песок, а также искусственный песок, полученный тонким измельчением каменных пород и отходов промышленности.

Заполнители для тяжелого бетона

При покупке наполнителей для бетона следует руководствоваться ГОСТ 26633-2012. Нормативный документ дает четкие рекомендации по этому вопросу:

• Насыпая плотность крупного наполнителя 2-3 т/м3.
• Насыпная плотность мелкого наполнителя 2,9 т/м3.
• В качестве крупного заполнителя можно использовать: гранитную и гравийную щебенку, дробленые отходы металлургической промышленности, дробленые отходы Тепловых Электростанций. Тип крупного заполнителя определяется маркой продукта и расчетными нагрузками.
• Мелкий заполнитель для бетонов и растворов: карьерные и речные пески, продукт измельчения горной породы и продукт измельчения отходов металлургической промышленности и ТЭЦ.

Важное замечание! Чтобы получить высококачественный бетон, обладающей заданной прочностью по всем направлениям заливаемой конструкции, крупные заполнители использовать в виде дозированных фракций в зависимости от наибольшей крупности частиц. Наибольшая крупность частиц и рекомендуемые фракции указываются в технической документации на то или иное изделие либо сооружение.

Кроме того марка щебня должна соответствовать марке бетона также указанной в технической документации. Если техническая документация отсутствует, для строительства ответственных конструкций (фундаменты, колонны, плиты перекрытия) рекомендуется использовать щебень марок М800-М1200, а для малонагруженных неответственных сооружений (отмостки, дорожки, площадки) марку М300-М600 или строительный мусор.

Заключение

Заполнители для легких и тяжелых бетонов определяют прочность изделия, здания или сооружения. Поэтому при заказе бетона на заводе или изготовлении материала своими силами следовать строго придерживаться рекомендаций нормативных документов и требованиям, изложенным в технической документации в части типа наполнителя, его марки и требованиям к фракционному составу.

Заполнители для бетонов – особенности пористых, теплоизоляционных добавок

Как известно, бетоны бывают разными по составу и структуре, точно также могут отличаться и их составляющие. К таким непостоянным компонентам относятся заполнители для бетонов – они могут быть пористыми, плотными или обладать некоторыми особыми свойствами, к примеру, жаростойкостью или кислотоустойчивостью. Далее мы подробней ознакомимся с основными видами наполнителей и их особенностями.

Наполнители для бетонов

Общие сведения

Что же такое заполнитель? Как правило, это мелкий раздробленный камень, выбор которого, чаще всего, зависит от ближайших месторождений.

Традиционными наполнителями для бетона являются следующие компоненты:

• Щебень;
• Песок;
• Гравий;
• Пемза, а также многое другое.

Нередко в качестве наполнителей используют всевозможные отходы вроде шлаков. Их применение обусловлено экономией, так как цена бетона в этом случае существенно снижается.

Как правило, в бетонном растворена заполнители приходится 80-85% от общей массы. Отсюда следует, что важность выбора этого компонента сложно переоценить, так как он составляет основную часть материала.

Процентное соотношение компонентов в бетоне

Виды наполнителей

Заполнители для растворов и бетонов можно классифицировать по назначению:

• Для тяжелых или легких бетонов;
• Декоративных;
• Теплоизоляционных;
• Кислотостойких и других видов специальных материалов.

Кроме того все существующие виды заполнителя можно поделить на два типа:

Теперь подробней рассмотрим предназначение каждого.

Мелкий

Использование мелкого наполнителя необходимо для уменьшения пустот между частицами крупного заполнителя. От того насколько удачно будут расположены частицы, зависит то, насколько крепким получится бетон.

Мелкий заполнитель для бетона состоит из мельчайших частиц. Преимущественно, в качестве мелкого заполнителя используют песок. Основным его достоинством является минимальный размер крупиц, который составляет 0,16-5 мм, а также высокая плотность — 1,8 г/см3.

Песок существует двух типов:

• Природный – полученный в результате разрушения горных пород естественным путем;
• Искусственный – полученный в результате специальной обработки горной породы.

Чаще всего используют природный песок следующих видов:

На фото — кварцевый песок

Для определения качества песка необходимо обратить внимание на такие моменты как:

• Минеральный и зерновой состав;
• Наличие вредных примесей.

Зерновой состав заполнителя определяют при помощи набора сит с разными размерами ячеек. Конечно, весь песок просеивать не обязательно, одного-двух килограммов будет вполне достаточно. Крупных зерен в его составе должно быть не более 5 процентов, кроме того, в нем не должны присутствовать частицы более 10 мм.

Контрольные лабораторные сита для песка

Специалисты даже придумали специальный термин – «модуль крупности». Этот термин означает соотношение оставшихся крупных частиц в сите к остальному песку, взятому для пробы.

В итоге можно сказать, что крупность заполнителя бетона является важным моментом, который влияет на качество бетона. Поэтому при его использовании необходимо, следить за процентным соотношением размеров частиц. Мельчайших крупинок вроде пыли должно быть не более трех процентов, а фракций размером 0,16 – не более 10 процентов.

Обратите внимание!
Содержание глины в песке способно уменьшить морозостойкость бетонной конструкции.
Поэтому песок перед использованием принято очищать путем промывки.

При использовании природного песка необходимо также обращать внимание на содержание примесей в составе. Иногда встречается наполнитель с органическими добавками, использование которого приводит в будущем к разрушению цемента. Наличие таких примесей определяется цветовым методом.

Надо сказать, что существуют безусадочный бетон на мелком заполнителе, в который добавляют специальные смеси и полимерную фибру. Особые свойства материал получает благодаря применению мельчайших фракций наполнителя. Фибра в этом случае повышает прочность бетона.

Гравий для бетона

Крупный заполнитель

Наиболее распространенные крупные заполнители – это гравий и щебень.Их частицы должны находиться в пределах 5-70 мм. Однако, размеры во многом зависят от типа бетона. К примеру, крупность заполнителя для тяжелого бетона, используемого для массивных конструкций, может составлять вплоть до 150 мм.

Если выбирать между щебнем и гравием, то лучше отдать предпочтение щебню, так как в гравии чаще бывают различные примеси. Щебень же получают искусственным путем, за счет дробления горных пород, поэтому он лишен таких недостатков.

Совет!
Как правило, в строительстве применяют настолько прочный бетон, что его обработка становится сложной задачей.
Для ее решения используют алмазный инструмент, в частности зачастую применяется резка железобетона алмазными кругами или шлифовка алмазными чашками.

В отличие от гравия, зерна щебня обладают угловатой формой, приближенной к кубической.Благодаря шероховатости, такие частицы лучше сцепляются с цементом.Поэтому, для получения высокопрочных бетонов используют исключительно щебень.

Чтобы проанализировать качество крупного наполнителя, надо определить его минеральный и зерновой состав. Кроме того, следует обратить внимание на степень прочности исходной породы. Она должна в 2 или хотя бы в 1,5 раза превышать прочность бетона соответствующей марки.

Обратите внимание!
От морозостойкости наполнителя будет зависеть морозостойкость всей бетонной массы.

Специальные заполнители

Как уже было сказано выше, иногда используют некоторые специальные заполнители бетона, которые позволяют наделить материал теми или иными свойствами. Далее ознакомимся с основными видами таких наполнителей.

Пористые

Пористые заполнители для легких бетонов по происхождению условно делятся на три вида:

• Естественного (природного)происхождения;
• Полученные искусственным путем;
• Побочные продукты (отходы промышленного производства).

К природным материалам относятся следующие наполнители:

• Пемза — представляет собой пористую породу волокнистого или губчатого строения, которая состоит из вулканического кислого стекла;
• Вулканический шлак — крупнопористая порода губчатого или ноздреватого строения.
• Вулканический туф — представляет собой мелкопористую породу, состоящую из пепла и сцементированного вулканического стекла.
• Карбонатные породы — к таким относятся известняки-ракушечники, пористые известняки, известковые туфы и пр.

К искусственным пористым заполнителям относятся следующие материалы:

• Керамзит и всевозможные его разновидности, такие как шунгизит, глинозольный керамзит, зольный гравий, вспученные трепел и аргиллит. Его получают путем обжига со вспучиванием специальных гранул из золошлаковой смеси, песчано-глинистых и глинистых пород или золы-уноса.
• Аглопорит – получаю путем обжига со спеканием шихта из песчано-глинистых пород, а также переработки и сжигания твердого топлива (отходов углеобогащения, золы ТЭС).
• Гранулированный шлак – получают путем быстрого охлаждения расплавов шлаков.
• Вспученный перлит — образуется в результате обжига и вспучивания водосодержащих вулканических стекол, таких как обсиданин и перлит.
• Вспученный вермикулит, получают обжигом и вспучиванием гидратированных природных слюд.

Что касается заполнителей из отходов производства, то к ним относятся:

• Топливные шлаки – получают при химической переработке или сжигании антрацита, бурого и каменного угля.
• Отвальные металлургические шлаки – образуются в результате охлаждения расплавленных металлургических шлаков.
• Грубодисперсные золы-уносы и золошлаковые смеси – получают при сжигании твердых видов топлива в пылевидном состоянии.

Обратите внимание!
Легкий бетон на пористых заполнителях по ГОСТу32496-2013 должен содержать в своем составе фракции размером не менее 5 мм и не более 40 мм.

Полистирол для бетона

Теплоизоляционные наполнители

В некоторых случаях необходимо наделить бетон теплоизоляционными свойствами, к примеру, при выполнении «теплых» стяжек.

В этом случае применяют сверхлегкие наполнители, к которым относятся:

• Полистирол – данный компонент представляет собой вспененные гранулы, которые добавляют в раствор при изготовлении бетона. Надо сказать, что данный материал используют даже при возведении несущих конструкций. Их теплоизоляционные свойства позволяют уменьшить толщину стен.
• Древесные опилки – также обладают хорошими теплоизоляционными свойствами и позволяют значительно снизить вес материала.

Совет!
Нередко после заливки бетона возникает необходимость в выполнении в нем отверстий.
В этом случае наиболее эффективным способом обработки является алмазное бурение отверстий в бетоне.

Добавки

Помимо наполнителей, существует множество добавок в бетон, которые также способны наделить его определенными свойствами или даже изменить структуру.

К таким относятся:

• Антипирены (бура, сурьма, диаммоний фосфат и другие) – эти вещества под воздействием температуры расплавляются и выделяют газы, способные противостоять горению. Такие добавки используют, когда необходимо наделить материал противопожарными свойствами.
• Порозаполнитель для бетона – позволяет скрыть поры бетона и тем самым сделать его более влагостойким и прочным. После обработки бетонной поверхности этим составом, свойства бетона становятся схожими с гранитом. Правда, порозаполнитель не добавляют в раствор, а наносят на застывшую поверхность бетона.
• Газообразователи – позволяют изменить структуру бетона и сделать ее пористой. Как правило, в качестве газообразователя используют алюминиевую пудру, которая вступает в реакцию со щелочью и выделяет при этом газ, делая структуру бетона пористой. Такие добавки используют при изготовлении газобетона. Надо сказать, что инструкция по изготовлению неавтоклавного газобетона довольно простая, поэтому он может быть произведен прямо на строительной площадке.

Совет!
Применять добавки можно при изготовлении бетона своими руками, однако, в продаже существуют и готовые смеси, предназначенные для тех или иных целей.

Также существуют добавки, которые ускоряют застывание раствора, делают его более пластичным или наделяют некоторыми другими особенностями.

Вывод

Заполнители являются важным компонентом бетона, который способен кардинально изменить свойства материала. Поэтому к их выбору необходимо подходить очень ответственно, учитывая свойства, которые требуются от бетона в том или ином случае.

Из видео в этой статье можно получить дополнительную информацию по данной теме.