Наполнителя в бетон и для основания

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 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.

Как правильно выбрать наполнитель для легкого бетонного раствора

Дополнительные компоненты сообщают стандартному цементно-песчаному раствору дополнительные свойства, в том числе, значительное снижение веса и теплопроводности. При изготовлении легких бетонов приоритет отдается влагостойким наполнителям типа керамзита или гранулированного пенополистирола.
Такие бетонные конструкции удачно сочетают в себе меньший вес с умеренной теплопроводностью, что определяет их применение в освоении отведенных под застройку участков с проблемными грунтами.

Наполнитель для керамзитобетона

• При выборе керамзитового наполнителя учитываются его характеристики, в частности, размер гранул, прочность и вес. В первую размерную группу входят отсыпки, диаметр которых составляет 5-10 мм, для наполнителя второй и третьей группы этот показатель составляет соответственно 10-20 миллиметров и 20-40 миллиметров. Гранулы размером до 4 мм называются песком или керамзитовым отсевом.

• В зависимости от проектных требований для изготовления легкого бетона применяется керамзит разного веса от 150 до 800 кг м3. Этот показатель входит в название каждой марки.

Блочные и монолитные керамзитобетонные стены выгодно отличаются от пено- и газобетонных конструкций повышенной стойкостью к деформационным нагрузкам. В ряде случаев не нуждаются в дополнительной теплоизоляции.

По форме гранул керамзитовый наполнитель классифицируется на: щебневый, гравийный и песчаный. Щебень отличается от округлых гранул угловатой формой полученной при дроблении больших кусков. Размер керамзитового щебня варьируется в пределах 40 мм.

Этот универсальный продукт до настоящего времени пользуется спросом в строительных технологиях в частности, для утепления бетонных оснований полов, межэтажных и кровельных перекрытий.

Наполнитель в перлитовом варианте

Наполнители из вспученного перлита производятся высокотемпературной обработкой вулканического стекла. Конечный материал – легкие, прочные, химически инертные гранулы, обладающие пористой до 80% структурой. Перлит по отношению к керамзиту имеет более совершенные рабочие характеристики, поэтому в европейских строительных технологиях пользуется стабильно высоким спросом.

Перлит используется в качестве самостоятельного компонента строительных растворов или в сочетании с вермикулитом. При плотности 640 кг на метр кубический прочность затвердевшего раствора на разрыв составляет 1,6 Н/м2. Прочность на сжатие – не менее 5,5 Н/м2, коэффициент теплопроводности находится в пределах 0,25 Вт/(м•К).

Пенополистирольный компонент легких бетонов

• Гранулированный пенополистирол отличается от керамзитовых материалов меньшим весом и практически нулевым влагопоглощением, отличным теплосохранением. При этом он серьезно уступает им по стойкости к механическим нагрузкам.

• В частном строительстве легкий бетон чаще всего применяется для заполнения объемов одноэтажных каркасных домов. Наличие в бетонном растворе пенополистирольного компонента положительно отражается на уменьшении усадки при твердении.

В какой-то степени наполнителями могут считаться минеральные и полимерные присадки, сообщающие рабочему раствору заданные свойства: повышенную эластичность, влаго- и морозостойкость, замедленное или ускоренное твердение.

Заполнители для бетона: классификация и особенности использования

Заполнители для бетонов – это искусственные или природные материалы, имеющие определенный зерновой состав. Заполнители в составе бетонной смеси занимают до 80% по объему. Применение заполнителей позволяет в значительной степени сократить использование вяжущих веществ.

Такие составляющие, добавленные в цементное тесто, позволяют создать необходимую жесткость, воспринимают на себя возникающие при усадке напряжения и уменьшают общую усадку готового бетона приблизительно в 10 раз при сравнении с цементным камнем. Кроме того, добавление заполнителей повышает прочность и упругость бетона, уменьшает коэффициент ползучести при нагрузке.

Категории бетонов

В зависимости от добавляемых заполнителей, бетон можно разделить на несколько категорий.

Цементный – широко применяемый в строительстве бетон. При производстве такого бетона используется портландцемент, шлакопортландцемент или пуццолановый портландцемент. Могут использовать цветные цементы.

Силикатный – такой бетон производится с использованием извести. Для твердения и набора прочности необходимо применять автоклавирование. Используется редко.

Гипсовый – производится с добавлением гипса. Используется для устройства внутренних перегородок, подвесных потолков и т.п.

Шлакощелочной – бетон, изготовляемый из измельченных шлаков. Затворение бетонной смеси производится щелочными растворами.

Полимербетон – изготовляется на основе специальных смол, цемента и латекса.

Специальный бетон – при его производстве, в зависимости от требований, используются специальные виды добавок (жидкое стекло или другие компоненты).

По структуре и характеру заполнителей бетоны подразделяются на несколько классов.

1. Особо легкий бетон. Объемный вес не более 500 кг/м 3 . Заполнители: керамзит, аглопорит, вермикулит и т.п.
2. Легкий бетон. Объемный вес менее 1800 кг/м 3 . Заполнители: пемза, вулканический туф, известняк, ракушечник.
3. Тяжелый бетон. Объемный вес больше 1800 кг/м 3 . Заполнители: гравий и щебень горных пород.
4. Особо тяжелый бетон. Объемный вес больше 2700 кг/м 3 . Заполнители: барит, магнетит, гематит.

Виды заполнителей

При производстве бетона, в зависимости от технических требований, используются различные виды заполнителей, которые подразделяются на три основные группы:

• естественные, в т. ч. из отходов обогащения и попутно добываемых материалов;
• изготовленные из отходов промышленности;
• изготовленные искусственным способом.

Также все заполнители для бетона классифицируются по форме зерен:

• имеющие округлую форму (песок, гравий и т.п.);
• имеющие угловатую форму и получаемые в результате дробления.

Требования к заполнителям для бетонов

Крупные заполнители

В качестве заполнителя крупных фракций, при производстве тяжелых бетонов может использоваться щебень из горных пород, имеющий плотность 2,0–2,8 г/см 3 по ГОСТ 8267, щебень из доменных металлургических шлаков по ГОСТ 5578, также заполнитель из шлаков ТЭС по ГОСТ 26644.

Крупные заполнители для бетонов, в зависимости от предъявляемых требований к конечному продукту, подбираются по следующим параметрам:

• наибольшая крупность фракции и зерновой состав, нормируется с учетом густоты армирования;
• наличие глинистых и пылевидных примесей, не должно по массе быть больше 2% для бетона В22,5 и 3% для марки бетона В20;
• форме, наличие иглообразных и пластинчатых зерен по массе не должно быть больше 35%;
• морозостойкости, морозостойкость заполнителя должна соответствовать марке бетона;
• содержанию частиц слабых пород, по массе таких частиц должно быть не больше 5%;
• радиационно-гигиеническим показателям.

Мелкие заполнители

В качестве мелкого заполнителя для бетона могут использоваться природный песок, отсев, получаемый при дроблении горных пород. Такие пески должны иметь плотность 2,0–2,8 г/см 3 и соответствовать требованиям ГОСТа 8736. Также могут использоваться золошлаковые смеси ГОСТ 25592, песок из металлургических шлаков ГОСТ 5578.

Мелкий заполнитель для бетонов подбирается по составу зерен, наличию глинистых и пылевидных частиц, радиационно-гигиеническим показателям, петрографическому составу. Также учитывается коэффициент водопоглощения, плотность, прочность исходного материала на сжатие.

Влияние наполнителя на марку бетона

Марка бетона – показатель его прочности на сжатие. Этот параметр измеряется после просушки в нормальных условиях бетонного кубика со стороной 20 мм.

На этот параметр большое влияние оказывает наполнитель. Как правило, наполнитель для бетона должен иметь прочность в два раза выше, чем сам раствор. Это необходимо для того, чтобы добиться необходимых характеристик бетона, не допустить деформации изделия во время набора прочности.