Заполнители бетона

Водонепроницаемость бетона

С уменьшением объема капиллярных макропор снижается водонепроницаемость и одновременно повышается морозостойкость бетона. Для уменьшения водонепроницаемости в бетон при его изготовлении вводят уплотняющие (алюминат натрия) и гидрофобизующие добавки. Нефтепродукты (бензин, керосин и др.) имеют меньшее, чем у воды, поверхностное натяжение, поэтому они легче проникают через обычный бетон. Для снижения фильтрации нефтепродуктов в бетонную смесь можно вводить специальные добавки (хлорное железо и др.). Проницаемость бетона по отношению к воде и нефтепродуктам резко уменьшается, если вместо обычного портландцемента применяют расширяющийся.

Прочие добавки

Наряду с перечисленными выше заполнителями, в бетоны могут быть добавлены прочие добавки, наделяющие его специфическими характеристиками.

Антипирены предназначены для повышения противопожарных свойств. Эта возможность обеспечена их способностью плавиться, выделяя противостоящие горению газы.
Порозаполнители повышают влагостойкость и прочностные характеристики бетонов за счет заполнения пор. Их наносят на уже готовый камень.
Газообразователи изменяют структуру камня, придают пористость. Наиболее часто используется алюминиевая пудра. С ее помощью получают неавтоклавные газоблоки.
Добавки, ускоряющие застывание смеси.
Пластификаторы.

Применение добавок

Рассмотрим, из чего еще состоит бетонная смесь. Различного рода присадки добавляют в рабочий раствор бетона для корректировки тех или иных технических характеристик сухого остатка. Производство и применение таких материалов регламентируется действующим ГОСТом 24211-2008. Если предполагается металлическое армирование конструкций, то рассматривается ГОСТ 31384-2008.

К основным характеристикам сухого остатка относятся не только марочная прочность бетона. Производитель также указывает в сопроводительной документации морозостойкость (F), водопоглощение (W). На каждый из трех показателей можно повлиять с помощью функциональных добавок.

Противоморозные добавки

По технологии формирование сухого остатка, набор прочности должен проходить в условиях положительных температур (от 10 до 25 градусов по Цельсию). При низких показателях происходит кристаллизация влаги, что негативно сказывается на связке компонентов. Если строительство проводится зимой, то в раствор делают со специальными присадками. Они не влияют на качество бетона и позволяют проводить строительство зимой при температуре от -30 градусов по Цельсию.

Противоморозные добавки дополнительно способствуют ускорению процесса высыхания бетона. Зимой без них потребовалось бы более 2-х месяцев.

Гидрофобизаторы

Нередко из бетона отливают конструкции, которые в той или иной степени контактируют с влагой во время эксплуатации. Для цемента характерно низкое водопоглощение, но пористая структура полностью не исключает проникновения влаги в тело фундамента, цоколя либо стены из блоков.

Когда недостаточно устройства наружной гидроизоляции, в раствор добавляют гидрофобизаторы. Они способны заполнять микропоры, способствовать повышению плотности сухого остатка. Правда здесь ухудшается ситуация с теплопроводностью плиты.

Упрочняющие присадки

С этой задачей хорошо справляется армирующий каркас или сетки. Однако конструкции из бетона бывают толщиной менее 5 см, что исключает укладку сердцевины из прутьев. Здесь для усиления сопротивления к изгибам и сжатию используют волокна и жидкие присадки.

Технически упрочнители подразделяют на три группы: слабые, средние и сильные. Они также положительно влияют на стойкость бетона к морозам, снижают паропроницаемость.

Легкие поризованные и ячеистые жаростойкие бетоны

Для производства поризованных и ячеистых легких бетонов могут использоваться те же вяжущие, что для изготовления тяжелых бетонов (в основном — портландцемент и глиноземистый цементы). При употреблении пористых специальных заполнителей получаются легкие жаростойкие бетоны, а при введении в состав бетонных смесей газообразователей или специальной пены — ячеистые бетоны.

Легкие поризованные бетоны

Поризованные легкие бетоны

В качестве заполнителей для таких бетонов применяют пористые материалы, устойчивые к воздействию повышенных температур (700°С—1000°С):

вспученный перлит;
керамзит;
вулканический туф;
вермикулит.

Для легких бетонов, с учетом средней плотности материала, устанавливают марки: D300…D1800.

По способу применения легкие поризованные бетоны подразделяются на следующие классы:

Теплоизоляционные. Плотность материала должна составлять 500 кг/м3 и ниже, теплопроводность максимум 0,14 Вт/м*К, прочность М14–М25.
Конструкционно-теплоизоляционные: плотность 500–800 кг/м3, теплопроводность — 0,14–0,54 Вт/м*К, прочность М35 и более.
Конструкционные — плотность должна соответствовать 1400–1800 кг/м3, прочность М50 и более. Теплопроводность для конструкционных бетонов не нормируется.

Легкие бетоны на глиноземистом цементе и портландцементе обладают высокой огнестойкостью, а при использовании в качестве заполнителя керамзитового щебня — значительно возрастает морозостойкость материала (F25–100).

Ячеистые бетоны

Ячеистые легкие бетоны

В масштабном строительстве ячеистые легкие бетоны применяют в основном для теплоизоляции (ввиду низкой теплопроводности) и как жаростойкие материалы. Их огнестойкость значительно выше данного показателя у обычных составов.

Ячеистые бетоны широко распространены в индивидуальном строительстве где применяются в качестве блоков (автоклавной и неавтоклавной обработки), и в качестве элементов бетонных конструкций заводского изготовления.

По своему назначению ячеистые легкие бетоны делятся на четыре категории:

теплоизоляционные (до 500 кг/м3);
теплоизоляционно-конструкционные (500–900 кг/м3);
конструкционные (1000–1400 кг/м3);
жаростойкие (800–1200 кг/м3), с температурой использования до 800°С.

Ячеистые бетоны (газобетоны, пенобетоны) в течении 3–7 часов способны выдерживать влияние открытого огня без видимых разрушений конструкций. При нагревании обычных изделий из газобетона до температуры 400°С наблюдается увеличение прочности материала, а вот при повышении температуры до 1000°С, наблюдалось полное разрушение структуры ячеистых бетонов.

Пожарные сертификаты на газобетон

При необходимости, предел огнестойкости ячеистых бетонных конструкций можно увеличить за счет применения следующих вяжущих:

известково-белитовые (800°С);
топливные золы и металлургические шлаки;
щелочные алюмосиликатные вяжущие.

https://youtube.com/watch?v=C0r86LozCCk

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.

Основные требования к заполнителям

Для получения экономичного бетона с нужными свойствами к заполнителям предъявляется ряд требований:

по прочности и состоянию поверхности;
по зерновому составу;
по крупности;
по ограничению ряда примесей.

Прочность и состояние поверхности. Бетон, приготовленный из качественных материалов, должен разрушаться при испытаниях по цементному камню. Только в этом случае будут максимально использованы свойства этого самого дорогого компонента бетона. Поэтому прочность заполнителей должна быть выше прочности бетона. Учитывая, что бетон продолжает твердеть и после 28 суток, а заполнители неоднородны по прочности, превышение принимается достаточно большим:прочность заполнителей должна превышать прочность бетона в 1,5—2 раза.При искусственном нарушении сцепления (использование зерен, покрытых парафином, или полированных стальных шаров) прочность бетона снижалась в 2—3 раза.Поэтому поверхность заполнителей должна быть чистой. Особенно опасны трудноудаляемые пленки глины. Тонкодисперсная пыль также имеет высокую адгезию к поверхности заполнителей и может ухудшать сцепление. Обычным способом обеспечения чистоты поверхности является промывка заполнителей

Применяемое оборудование и интенсивность промывки зависят от характера загрязнений.Сцепление с цементным камнем возрастает при повышении шероховатости заполнителей, что особенно важно для бетона высоких марок. Поэтому наряду с природным гравием широко используется и щебень, получаемый дроблением гравия или горных пород.Зерновой состав и крупность

При применении заполнителей требуемой прочности с чистой, для бетонов повышенной прочности и с шероховатой поверхностью, прочность бетона будет обеспечена. Но заполнители существенно влияют и на экономичность бетона, которая определяется в первую очередь расходом цемента.Для обеспечения технологических свойств бетонной смеси в ней должно быть достаточное количество цементного теста. Из упрощенной структуры бетонной смеси (рис. 3.1) можно видеть, что цементное тесто расходуется на смазку поверхности заполнителей! и заполнение пустот между ними.Отсюда:

поверхность заполнителей должна быть минимальной1 (требование к крупности заполнителя);
пусгогность заполнителей также должна быть минимальной. Для этого в пустотах между крупными зернами должны находиться более мелкие (требование к зерновому составу).

Нужно отметить, что эти требования противоречат друг другу: если использовать только крупные зерна, заполнители будут иметь большую пустотность, а при заполнении пустот все более мелкими зернами увеличивается поверхность заполнителей. Поэтому приходится искать компромиссное решение, при котором и пустотность, и удельная поверхность будут иметь приемлемые значения

Это особенно важно для песка с его значительной удельной поверхностью.Содержание вредных примесей. В заполнителях может содержаться целый ряд примесей, которые могут ухудшать свойства бетонной смеси, либо твердение и прочность бетона, либо могут вызвать коррозию арматуры

Поэтому их содержание ограничивается.

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.

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 перлит Перлиты, 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.

Щебень

Марку (прочность) щебня лучше всего выбрать в два раза больше, чем расчетную марку бетона. Это обуславливается тем, что проектная (28 суточная) марка бетона всегда намного ниже, чем его реальная прочность, которая появится в течение полугода-года. А прочность щебня не изменяется с течением времени, вот их и нивелируют. Делается это на всякий случай, без обязательного согласования с проектными требованиями запаса прочности. Вырезка из ГОСТа 26633-91

Есть три основных видов щебня:

— Известняк (средняя прочность 500-600). Известняк чаще всего используется для производства бетонов марок м-100-м-300 из-за сравнительно низкой морозоустойчивости, но некоторые его виды (до 800) подходят для более прочного бетона — до м-350.

— Гравий — самый распространенный наполнитель из-за набора всех необходимых характеристик для производства большинства бетонных смесей. Основные виды гравия (прочностью 800-1000) могут быть использованы для получения марки бетона вплоть до м-450 (но не выше м-400). Его рекомендуют для частного строительства — из-за относительной дешевизны и достаточной для индивидуального строительства прочности.

— Гранит — самый прочный из перечисленных наполнителей (м до 1400). Обладает низким водопоглощением и повышенной морозоустойчивостью. К примеру, при строительстве дорог разрешен только гранитный щебень.

Кроме этого, со щебнем связаны некоторые моменты, которые необходимо учитывать: лещадность, процент зерен слабых пород и другие.

Определение веса

Справочные данные по объемному весу бетона определены в СНиП № II-3. Этот стандарт указывает расчетный вес разновидностей бетона в зависимости от типа его наполнителя. В нем имеется таблица веса бетона, из которой можно узнать, что железобетонные изделия характеризуются объемным весом (в кг/м3) 2500, бетон с применением наполнителя в виде гравия или щебня — 2400, керамзитобетон на основе — 500-1800, на основе перлитового песка — 800-1000. В свою очередь, газобетон характеризуется объемным весом 300-1000 кг/м3. Естественно, вес 1 м3 бетона имеет приблизительный характер, но эти данные вполне пригодны в расчетных целях. Ведь точность данных до нескольких килограммов не может обеспечить ни один расчет.

Выбор материала насыпного покрытия

Для садовых дорожек используют различные виды гравия и щебня.

Какие дорожки на даче лучше: гравийные или щебневые

Щебень и гравий это природный сыпучий материл, различающийся внешним видом:

Щебень – дробленный в заводских условиях скальный материал, с острыми краями и шероховатой поверхностью, которая обеспечивает хорошее сцепление камешков друг с другом. Щебень хорошо трамбуется, создает прочное покрытие без пустот. Однако падение на дорожке из щебенки чревато порезами об острые края камешков.
Гравий – обломки горных пород, разрушенных силами природы. Ветер и вода за долгие годы перетерли осколки в мелкие округлые частицы, поэтому покрытие дорожки из гравия будет ровнее и безопаснее, чем щебеночное. Однако спустя короткое время дорожка из гравия может начать разъезжаться под ногами из-за высокой сыпучести материала.
Песчано-гравийная смесь (ПГС) – добытая в карьерах или со дна водоемов смесь, состоящая из песка и мелких зерен гравия.

Какой щебень лучше использовать для дорожек на даче

В результате искусственного дробления щебеночные камни получаются разного размера и формы. Для мощения дорожек на даче необходимо учитывать основные технические характеристики материала:

Фракция определяет размеры щебеночных зерен в миллиметрах. Самые мелкие частицы это отсев (0–5 мм), мелкая фракция (5–20 мм), средняя (20–40 мм), крупная (40–70мм).

Виды щебня для оформления дорожек

Щебень в зависимости от способа добычи подразделяется на виды:

Гранитный щебень производят из расколотых взрывами скал гранитного горного массива, полученные осколки измельчают, просеивают на специальном оборудовании. Прочные камешки неправильной формы хорошо сцепляются друг с другом, создавая прочное покрытие, которому не страшны перепады температур и частые дожди.
Сланцевый щебень получают дроблением слоистых горных пород. Покрытие из продолговатых плоских камней разного цвета декоративно смотрится, но из-за непрочности применяется на тропинках с малой функциональностью.
Гравийный щебень добывают из рыхлых осадочных пород: сначала взрывами, потом измельчением в камнедробилках, последущим отсевом по фракциям. Округлые камни шероховатой структуры создают ровное покрытие без острых выступающих фрагментов.
Известняковый щебень – это камешки преимущественно белого цвета, полученные из осадочных пород органического происхождения. Чувствительный к влаге материал используется в основном для декоративного оформления.

Виды наполнителей

Заполнители для растворов и бетонов возможно классифицировать по назначению:

Для тяжелых либо легких бетонов;
Декоративных;
Теплоизоляционных;
Кислотостойких и других видов особых материалов.

Помимо этого все существующие виды заполнителя возможно поделить на два типа:

Большой;
Небольшой.

Сейчас подробней рассмотрим назначение каждого.

Небольшой

Применение небольшого наполнителя нужно для уменьшения пустот между частицами большого заполнителя. От того как удачно будут расположены частицы, зависит то, как крепким окажется бетон.

Небольшой заполнитель для бетона складывается из небольших частиц. В основном, в качестве небольшого заполнителя применяют песок. Основным его преимуществом есть минимальный размер крупиц, который образовывает 0,16-5 мм, и высокая плотность — 1,8 г/см3.

Песок существует двух типов:

Природный – полученный в следствии разрушения горных пород естественным методом;
Неестественный – полученный в следствии особой обработки горной породы.

Значительно чаще применяют природный песок следующих видов:

Слюда;
Кварцевый песок;
Кальцит;
Полевой шпат.

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

Минеральный и зерновой состав;
Наличие вредных примесей.

Зерновой состав заполнителя определяют при помощи комплекта сит с различными размерами ячеек. Само собой разумеется, целый песок просеивать не обязательно, одного-двух килограммов будет достаточно. Больших зерен в его составе должно быть не более 5 процентов, помимо этого, в нем не должны находиться частицы более 10 мм.

Эксперты кроме того придумали особый термин – «модуль крупности». Данный термин свидетельствует соотношение оставшихся больших частиц в сите к остальному песку, взятому для пробы.

В итоге возможно заявить, что крупность заполнителя бетона есть серьёзным моментом, который воздействует на уровень качества бетона. Исходя из этого при его применении нужно, следить за процентным соотношением размеров частиц. Небольших крупинок вроде пыли должно быть не более трех процентов, а фракций размером 0,16 – не более 10 процентов.

При применении природного песка нужно кроме этого обращать внимание на содержание примесей в составе. Время от времени видится наполнитель с органическими добавками, применение которого приводит в будущем к разрушению цемента

Наличие таких примесей определяется цветовым способом.

Нужно заявить, что существуют безусадочный бетон на мелком заполнителе, в который додают особые смеси и полимерную фибру. Особенные свойства материал получает благодаря применению небольших фракций наполнителя. Фибра в этом случае повышает прочность бетона.

Большой заполнитель

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

В случае если выбирать между гравием и щебнем, то лучше дать предпочтение щебню, поскольку в гравии чаще бывают разные примеси. Щебень же получают неестественным методом, за счет дробления горных пород, исходя из этого он лишен таких недостатков.

В отличие от гравия, зерна щебня владеют угловатой формой, приближенной к кубической.Благодаря шероховатости, такие частицы лучше сцепляются с цементом.Исходя из этого, для получения высокопрочных бетонов применяют только щебень.

Дабы проанализировать уровень качества большого наполнителя, нужно выяснить его минеральный и зерновой состав

Помимо этого, направляться обратить внимание на степень прочности исходной породы. Она обязана в 2 либо хотя бы в 1,5 раза быть больше прочность бетона соответствующей марки

Влияние заполнителей на свойства бетона

Использование заполнителей в бетонной смеси позволяет не только улучшать технические свойства бетона, но и экономить на расходе цемента, а цемент в свою очередь является один из самых дефицитных и дорогих компонентов.

При использовании высокопрочного заполнителя в бетоне образуется жесткий скелет, который увеличивает его прочность и уменьшает величину деформации под нагрузкой. Так же уменьшается и ползучесть бетона – это такой вид деформации, который возникает при высокой и длительной нагрузке бетонной конструкции.

Кроме того заполнители позволяют увеличить долговечность бетонной конструкции путем уменьшения усадки готового бетона. При твердении цементного камня, происходит его усадка, которая достигает 2 мм на метр толщины бетонной конструкции. И самое опасное в таких деформациях это то, что при возникновении неравномерной усадки резко возрастает внутреннее напряжение бетонной конструкции, которые в будущем могут вызвать микротрещины.

Использование заполнителей в бетоне позволяет уменьшить его усадку в несколько раз по сравнению с усадкой цемента. В момент твердения бетона и набора прочности, заполнители, входящие в его состав, воспринимают на себя усадочные напряжения, тем самым позволяя их уменьшить.

Любые виды пористых заполнителей позволяют улучшить теплотехнические свойства бетона. Такие заполнители чаще принимают в составе легких бетонов, так как сам заполнитель имеет малую плотность он, тем самым уменьшает плотность легкого бетона и увеличивает его пористость, что позволяет уменьшить теплопроводность готовой бетонной конструкции.

А в специальных видах бетона заполнители являются необходимым компонентом, так как придают таким бетонам их специальные свойства. К специальным видам бетонам относятся жаростойкие, кислотостойкие, морозостойкие, для радиационной защиты и другие.

Но еще большую роль заполнители играют в силикатных бетонах. Все дело в том, что зерна заполнителя вступают в непосредственное взаимодействие с вяжущим веществом и поэтому свойства конечного бетона во многом зависят от минералогического состава и удельной поверхности зерен заполнителя.

Учитывая все те преимущества и улучшения свойств, которые заполнитель придает бетону, не удивительно, что общая стоимость заполнителей составляет от 30% до 50% от общей стоимости бетонной или железобетонной конструкции. Поэтому в некоторых ситуациях стараются использовать более и дешевые и легкодоступные заполнители для того, чтобы снизить общую стоимость строительства. Кроме того более доступные местные заполнители в районе строительства позволяют снизить количество транспортных перевозок и тем самым ускорить процесс строительства объекта.

Поэтому самой важной задачей технологии бетона, является правильный подбор заполнителей и их разумное использование

Порядок изготовления смеси

При замешивании бетона необходимо сделать следующие шаги:

Сначала надо взять песок, цемент, щебень и добавки и тщательно перемешать их до тех пор, пока будет получена однородная смесь.
В полученный состав надо понемногу доливать воды и аккуратно перемешивать.
На завершающем этапе добавляют крупноразмерный наполнитель (камень или щебень). При этом нужно следить, чтобы каждый камешек был полностью покрыт раствором.

При использовании бетономешалки в неё насыпают нужное количество цемента и доливают воды. Затем смесь перемешивают и насыпают песок и щебень. Если недостаточно воды, её надо долить. Затем бетономешалку включают и выполняют приготовление смеси.

Раствор, подготовленный для работы.

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. Илистые, пылевидные частицы обволакивают поверхность зерен материала, снижая их способность сцепляться с цементом. Это негативно сказывается на качественных характеристиках бетона. Поэтому доля пыли и глинистых частиц в крупнофракционном заполнителе не должна превышать 1%.

Исследования заполнителей выполняются методом отбора проб. В ходе такой работы из материала специалисты берут определенное число частных проб. Результаты исследования этих проб усредняются и распространяются на весь объем исследуемого заполнителя.

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.
Увеличивают прочность затвердевшего бетонного раствора, улучшают модуль упругости бетона. Жесткий скелет из заполнителя минимизирует деформацию конструкции под воздействием нагрузки, снижает ползучесть бетона. Таким образом бетонный раствор после затвердевания защищается от возникновения необратимых пластических деформаций различного характера.
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.

Вес тяжёлых и лёгких бетонов

Необходимо сказать, что лёгкие бетоны заполняются производителями лёгкими примесями, такими как туф, керамзит, ракушечник

. Из этого следует, что их вес составляет до 1900кг. Основным заполнителем данного материала считается песок, не стоит это путать с .

Что касается веса 1 куба бетона тяжёлого, то для него в качестве заполнителей применяются щебень, а также гравий

. Тогда данный материал будет весить до 2500кг.

При всём этом примерно 300кг + — 100кг – это цемент. Песок составляет от 500 до 650 кг в одном кубе бетона, а вот щебень колеблется от 1100кг до 12 тысяч кг. Раствор будущего материала включает в себя воду (200литров в одном кубе бетона).

Цифры, которые тут приводятся, они все приблизительные и имеют возможность меняться в зависимости от того, какие примеси добавляют в бетон. Стоит отметить, что особенно тяжёлые бетонные смеси весят до 3000кг.

Влияние заполнителей на свойства бетона

Виды заполнителей для бетонных растворов

песок;
щебень;
шлак;
керамзит;

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).

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.

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.

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.