Виды заполнителей для бетона

Обновлено: 10.01.2025

Виды и свойства заполнителей для бетона

Качественный бетон – довольно дорогое удовольствие: цемент обходится в несколько раз дороже обычных камня или песка. Но прочность бетонного сооружения может полностью сохраняться и тогда, когда часть заполнителей можно заменить более дешёвыми компонентами, которые называют «заполнители бетона». Составляя 60…80% объёма и 70…85% массы, эти материалы позволяют контролировать уровень усадки цемента и предотвращать его растрескивание.

Содержание:

• Требования к наполнителям бетона
• Заполнители легкого бетона и их особенности
• Какие заполнители используются для тяжелого бетона

Требования к наполнителям бетона

Среди основных – однородность по габаритным размерам и оптимальность пропорций. Первое требование подразумевает процедуру обязательной сортировки. Сортировка представляет собой возможность применения фрагментов различного размера, при которой возможно заполнение пространства, остающегося между более крупными компонентами.

При выборе материала принимают во внимание его исходную форму. Для неотсортированных фрагментов потребуется значительно большее количество цементного теста, чем для более округлых. Кроме того, куски, имеющие острые кромки, труднее транспортировать, что может вызвать сложности с выбором оборудования. Поэтому предпочитают частицы, имеющие сферическую форму – в противном случае вероятно заклинивание материала с неизбежной блокировкой пустот при заливке или перекачке. В особо ответственных случаях производится даже грубое шлифование гранул – это повышает текучесть, а также создаёт дополнительные удобства при бетонировании мелких деталей здания или сооружения.

При выборе типа заполнителей учитывается величина эксплуатационных нагрузок, долговременность возводимого объекта и необходимая плотность бетона.

Заполнители легкого бетона и их особенности

Преимущества лёгких бетонов включают в себя не только небольшой вес, но и отличные шумоизоляционные свойства. Из-за более низкой плотности заполнителей удельный вес лёгких бетонов варьируется от 560 до 1600 кг/см3. Столь большая разница свидетельствует о том, что свойства бетонов данного класса далеко не одинаковы. Причина – вещества, которые используются для формирования бетонной смеси. Они влияют не только на конечный вес, но и определяют процесс получения рабочей смеси или продукты, необходимые для успешного применения материала.

Наполнитель для бетона низкой плотности в большинстве случаев имеет вулканическое происхождение. Это - пемза, туф, шлаки и зола. Часто в качестве заполняющего материала лёгких бетонов используется диатомит. Преимущество этих типов состоит в том, что они, кроме дробления или просеивания, часто не требуют дополнительной обработки.

Пемза – остеклованный продукт пенистых вулканических извержений. Иногда её для достижения дополнительной прочности подвергают термообработке. В своём конечном виде пемза обладает высокими показателями абсорбции.

Используются и другие природные минералы - перлит или вермикулит, хотя их недостатком считаются сравнительно высокие коэффициенты объёмного расширения. Вследствие высокого процента серы и её соединений, которые могут исказить pH и характеристики готовой смеси, применение золы обычно ограничено.

Для некоторых составов применяют керамзитовый сланец или глину. Их преимущество заключается в том, что при нагреве подготовленные сланцевые или глинистые материалы термически расширяются, что приводит к увеличению общего объёма бетона. В качестве покрытий (чтобы избежать слипания материала во время смешивания или хранения) используют и другие вещества, имеющие высокие температуры плавления. Так, обработанный паром или водой, доменный шлак также может становиться приемлемым заполняющим веществом.

• Регенерированную летучую золу;
• Нефтеносные пески;
• Переработанные пластмассы (в первую очередь, пенополистирол);
• Неиспользуемые остатки целлюлозно-бумажного производства;
• Количество заполнителя определяется желаемой плотностью бетона.

Какие заполнители используются для тяжелого бетона

• Доступность материала наполнителя. Предпочтение отдают большинству природных минералов: гравию, щебню, доступным минералам в числе которых находятся кварц, гранит, мрамор, ракушечник и т.п. Если бетонная основа строительного элемента в дальнейшем будет шлифоваться, то в расчёт принимают и эстетическую составляющую - доступность заполнителя для рассмотрения.
• Размер. Желаемые размеры частиц изменяются обычно от размеров камней величиной с кулак до структуры обычного песка. Принято, что фрагменты габаритами, которые превышают 25…30 мм, определяются как крупный заполнитель, а всё то, что меньше указанного диапазона, относится к мелкому. На практике при составлении бетонной смеси крупнокусковой материалы наполнителя равномерно перемешивают, добавляя туда песок. Это позволяет не только хорошо заполнить промежутки и приблизить более крупные фрагменты друг к другу, но и дополнительно скруглить острые грани. В результате количество требуемой цементной массы уменьшается, что повлияет и на возможную усадку цемента.
• Форма в большей степени влияет на прочность тяжёлого бетона, а также на его способность к укладке. Необработанные фрагменты упаковываются более плотно и отличаются увеличенной площадью своей поверхности. Это приводит к увеличению трения между смежными фрагментами. В то же время частицы с острыми кромками потребуют большего объёма цемента, необходимого для надёжного бетонирования.
• Градация. Грубые по форме заполняющие вещества своими габаритами не менее чем в 10 раз больше, чем мелкие. По согласованию размерный диапазон может быть даже больше.

Хорошо отсортированные заполняющие материалы обладают размерной градацией, которая равномерно охватывает диапазон всех требуемых размеров. Это обстоятельство положительно сказывается на наличии пустот.

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).

Содержание Свернуть

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 и растворов: виды и классификация.

Бетонные строительные смеси различаются по структуре и составу. Все зависит от компонентов, используемых при их приготовлении. Непостоянными ингредиентами, которые определяют целевое назначение стройматериалов, являются заполнители. В бетонах наблюдается более высокая пористость, непроницаемость или другие специальные свойства, такие как жаростойкость, кислотоустойчивость.

Определение

Заполнители представляют собой натуральные или искусственные вещества, гранулометрический состав которых строго определенный. Их добавляют в бетонную смесь в требуемом соотношении к остальным компонентам. Большее или меньшее количество и тип наполнителя определяют марки бетона, а также свойства готового изделия.

Принцип действия заполнителя: зерна определенной фракции скрепляются с цементом, преобразуясь в прочное камневидное тело.

Содержание наполнителя в бетоне может достигать 80%. Это позволяет снизить расход цемента, песка и более дорогостоящих добавок без потери необходимых свойств.

Назначение

Число заполнителей может быть различным, зависит от того, для каких целей готовится бетонная смесь. Число заполнителей может быть различным, зависит от того, для каких целей готовится бетонная смесь.

Целью применения заполнителей для цементной смеси является создание прочного каркаса, выдерживающего мощные нагрузки. Готовый продукт способен противостоять разрушениям, имеет высокий коэффициент усадки и придает антикоррозионные свойства арматурному каркасу.

Овражный и карьерный песок с мелкой фракцией применяются в качестве наполнителей для кладочных смесей. Для осуществления конструкционных работ из бетона, используется речной песок с минимальным содержанием примесей. Для приготовления штукатурных смесей применяется мраморная или гранитная крошка круглой формы с фракционным составом до 3 мм.

Таким заполнителям отдают предпочтение при приготовлении бетонов промышленного, жилищного, военного назначения. Такой категории веществ отвечает щебень или гравий с размером зерен 0,5—12 см и насыпной плотностью более 1 000 кг/м3. Наиболее крупные материалы предназначены для строительства массивных конструкций или кладки слоев толщиной более 40 см.

На мелких заполнителях готовятся бетоны для монолитного, индивидуального и каркасного строительства, например, при обустройстве фундаментов. Такие фракции удобны для смешения в портативных бетономешалках. Когда высокая прочность не требуется, наполнителем могут быть отходы производства, такие как шлаки, зола, кирпичный бой, бетонная крошка.

На пористом заполнителе, таком как керамзит, туф, пемза, вермикулит, пенопласт, готовится легкая марка строительной смеси, используемой в малоэтажном строительстве. Из их растворов делают стяжки, легкие стеновые блоки. Насыпная плотность заполняющих веществ до 1 000 кг/м3. Они снижают теплотехнические параметры готовых конструкций за счет уменьшения густоты строительной смеси.

Порошковые и газообразующие добавки используются при изготовлении сверхлегких пористых бетонов с повышенными теплоизоляционными характеристиками. С их помощью получают пено- и газобетон. Заполнитель дает такие преимущества бетону:

1. Экономия основного вяжущего вещества — цемента.
2. Нормализация усадочных деформаций и снижение напряжений от усадки в 10 раз.
3. Повышение прочности бетона за счет создания жесткого скелета.
4. Снижение ползучести раствора.
5. Увеличение упругости.
6. Снижение плотности и теплоотдачи при применении легких пористых веществ, что позволяет создавать большие, но легкие строительные блоки.
7. Возможность обеспечение защитных свойств от радиации за счет применения сверхтяжелых и гидратных заполнителей.

Основные виды и их описание

Вспученный перлит — искусственный заполнитель для бетона. Вспученный перлит — искусственный заполнитель для бетона.

Сегодня предлагается широкий ассортимент наполнителей для цементных смесей, придающих готовым конструкциям разные технико-экономические свойства. Подразделение на виды осуществляется по величине частиц и по назначению добавки. Основная классификация заполнителей бетона включает такие группы, как:

• природные вещества;
• искусственные материалы;
• промышленные отходы.

Первый и третий типы добавляются в бетонную массу без изменения свойств, внешнего вида или химического содержания. Искусственно полученные заполнители получают из нерудных материалов путем предварительной обработки. Их основные достоинства заключаются в высокой чистоте и отменном качестве, благодаря чему желаемый материал будет полностью соответствовать предъявляемым требованиям.

Мелкие добавки

Вещества с величиной зерна 0,16-5 мм используются с целью уменьшения зазоров между большими частицами смеси. В зависимости от выбранного соотношения ингредиентов, варьируется крепость готового бетонного изделия. Наиболее распространенным мелким заполнителем является натуральный или искусственный песок. Природный песок классифицируется на слюду, кварцевый материал, кальцит, полевой шпат. На качество песка влияют минеральное содержание и фракционность, наличие глины или других примесей.

Зернистость контролируется рассевом на ситах с разной величиной ячеек. Содержание пыли должно быть менее 5%, а частицы более крупного размера (свыше 10 мм) не должны присутствовать вообще. Оставшаяся фракция распределяется по гранулометрическому модулю. От точности размерного состава песка зависят конечные свойства бетона.

От органических примесей и глины песок тщательно отмывается, так как они способны снизить морозостойкость готового изделия. Бетон на мелком заполнителе, таком как тонкораздробленная полимерная фибра, позволяет получить плотные безусадочные конструкции.

Наполнители повышенной крупности

Самым распространенным типом крупного наполнителя является гравий или щебень с величиной 0,5—7 см. Гравий состоит из гладких частиц округлой формы, а щебень — из шероховатых элементов неправильной геометрии. Для некоторых сверхтяжелых бетонов применяются наполнители, у которых средняя величина составляет 15 см. Самым распространенным типом крупного наполнителя является гравий или щебень с величиной 0,5—7 см. Гравий состоит из гладких частиц округлой формы, а щебень — из шероховатых элементов неправильной геометрии. Для некоторых сверхтяжелых бетонов применяются наполнители, у которых средняя величина составляет 15 см.

Щебень считается более чистым, так как создается искусственным путем. В гравии, как природном материале, встречаются примеси. Шероховатость щебня повышает адгезионные свойства цемента, поэтому его чаще используют в растворах для приготовления высокопрочных конструкций.

Качества крупных материалов определяются по минеральному содержанию, фракционности, степени прочности сырья. Последний показатель должен минимум в полтора раза превышать прочность получаемого бетона. Морозостойкость заполнителя отвечает за стойкость бетонной массы к критично низким температурам

Классификация по назначению

Существуют заполнители для целевого использования:

• получения тяжелых или облегченных стройматериалов;
• приготовления декоративных смесей;
• создания плотных бетонов с повышенной теплоизоляцией;
• образования кислотостойких, жаростойких, радиационноустойчивых или им подобных изделий особого назначения.

Специальные заполнители

Жаростойкостью, пожаростойкостью, радиационной стойкостью, повышенной пористостью, морозо- и теплостойкостью и подобными свойствами наделяются изделия с раствором на специфических заполняющих веществах.

Глава 5. Заполнители для бетонов и растворов

Группировка подобного сырья основывается на следующих факторах:

1. 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.
2. Мелкие. Мелкий заполнитель — песок, величина зерен которого не больше 5 мм.

Природные. Такие материалы могут быть получены тремя способами:

Добыча непосредственно на месторождении. Такие заполнители сразу могут применяться для приготовления раствора из бетона.

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:

• Крупный;
• Мелкий.

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:

• Слюда;
• Кварцевый песок;
• Кальцит;
• Полевой шпат.

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.

Требования к заполнителям бетона

Занимая собой внушительную часть объема бетона, заполнители оказывают большое влияние на его характеристики. Поэтому к таким материалам предъявляют определенные требования. Они заключаются в следующем:

1. В заполнителях (крупных и мелких) соотношение зерен разного размера должно попадать в определенные пределы. Другими словами, любой заполнитель должен обладать определенным зерновым (гранулометрическим) составом. Данное требование обуславливается необходимостью максимального насыщения строительного раствора зернами заполнителя. Для определения пропорций различных по величине зерен в материале используются сита с ячейками разного размера. Исследуемый заполнитель делится на фракции. Полученные показатели сравниваются с требованиями стандарта.
2. Любой заполнитель для бетонного раствора не должен оказывать негативного влияния на процесс затвердения цемента или ухудшать прочность и долговечность застывшей смеси. Для выполнения данного требования специалисты определяют степень прочности, морозостойкости, устойчивости к разнообразным физическим и химическим воздействиям заполнителей, а также их минеральный состав и особенности их зерен.
3. Заполнители должны обладать определенной степенью чистоты. Илистые, пылевидные частицы обволакивают поверхность зерен материала, снижая их способность сцепляться с цементом. Это негативно сказывается на качественных характеристиках бетона. Поэтому доля пыли и глинистых частиц в крупнофракционном заполнителе не должна превышать 1%.

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

Зерновой состав заполнителя

Заполнители бывают двух видов: крупный и мелкий. К крупному заполнителю относятся щебень и гравий, это заполнители с крупностью зерен более 5 мм. К мелкому заполнителю относятся пески, естественные или искусственные.

Так как разные заполнители в разных объемах по-разному влияют на все свойства бетона, то к этим заполнителям предъявляются некоторые требования, которые учитывают данное влияние.

Любой заполнитель является зернистым материалом, который представляет собой совокупность всех зерен. И для каждого из заполнителей имеется ряд общих закономерностей.

Самое большое влияние на свойства бетона влияет зерновой состав, а так же чистота и прочность заполнителя.

Зерновой состав – это показатель, который определяет содержание в заполнителе зерен разного размера. Для того чтобы определить зерновой состав конкретного заполнителя, нужно взять небольшой объем заполнителя для пробы и просеять его через стандартные сита, величина отверстия которых варьируется от 14 до 70 мм.

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.

Материалы для производства легких бетонов на пористых заполнителях

В качестве вяжущего для легких бетонов применяют все виды цементов и другие вяжущие не ниже М 300. Желательно использовать высокоактивные вяжущие, расход которых на 1 м3 бетона будет меньше, чем малоактивных вяжущих. Цементный камень в легких бетонах является самой тяжелой частью их, и сокращение расхода цемента введет к снижению объемной массы бетона.

Исходя из необходимости получения бетонной смеси требуемого качества минимальные расходы вяжущего на 1 м3 легких бетонов должны быть не меньше величин, приведенных в табл. 7.

В случае применения высокоактивных цементов, когда требуемая прочность бетона может быть достигнута при малых расходах вяжущего для увеличения количества цементного теста в бетонную смесь необходимо вводить тонкомолотые добавки. В бетоны низких марок с малым расходом вяжущего (а иногда и с недостаточным расходом мелких фракций заполнителя), характеризующихся низкой удобоукладываемостью, желательно вводить гидрофобизирующие поверхностно-активные добавки (мылонафт и др.).

Минимально допустимый расход вяжущего в зависимости от вида легкого бетона

Вид бетона	Минимально допустимый расход вяжущего, кг/м3 бетона
	общий	в том числе цемента
Теплоизоляционный	100	80
Конструктивно-теплоизоляционный неармированный	125	100
Конструктивно-теплоизоляционный и конструктивный армированный	225	150

Для приготовления легких бетонов используют природные и искусственные пористые заполнители. В зависимости от формы и характера поверхности пористые заполнители делят на щебень, состоящий из кусков неправильной формы с открытыми порами на поверхности, и гравий, представляющий собой смесь зерен округлой формы с гладкой и оплавленной поверхностью. Применяют крупный заполнитель (щебень и гравий), состоящий из зерен 5-40 мм (с зернами более 40 мм заполнитель из-за малой его прочности использовать не рекомендуется), крупный пористый песок с размерами зерен 1,2-5 мм и мелкий пористый песок с размерами зерен менее 1,2 мм.

В зависимости от насыпной объемной массы (кг/м3) в сухом состоянии пористые заполнители делят на марки от 100 до 1200. Наиболее легкие заполнители применяют для теплоизоляционных бетонов, тяжелые — для конструктивно-теплоизоляционных и конструктивных бетонов. Для конструктивных бетонов допускается частичная или полная замена пористого песка тяжелым песком.

Для легких бетонов используют природные пористые горные породы вулканического и осадочного происхождения. Наибольшее применение из пористых горных пород вулканического происхождения получили следующие их виды.

образовалась в результате быстрого остывания насыщенной газами лавы и поэтому характеризуется губчатым строением. Встречаются пемзы с крупнопористой и мелкопористой структурой. Крупнозернистые пемзы обеспечивают получение конструктивно-теплоизоляционных бетонов с объемной массой в высушенном состоянии 500-1200 кг/м3 и прочностью 0,1-7,5 МПа (10-75 кг/см2). Мелкопористую пемзу, как более тяжелый заполнитель, применяют для конструктивных бетонов с объемной массой 1500-1800 кг/м3 и прочностью 7,5-40 МПа (75-400 кг/см2).

Вулканические шлаки

относятся к излившимся обломочным породам. В зависимости от условий залегания встречаются вулканические шлаки с различной объемной массой исходной горной породы. Легкие вулканические шлаки применяют для конструктивно-теплоизоляционных бетонов объемной массой в сухом состоянии 600-1400 кг/м3 и прочностью 1-10 МПа (10-100 кг/см2), а более тяжелые — для конструктивных бетонов с объемной массой 1600-1800 кг/м3 и прочностью 10-20 МПа (100-200 кг/см2).

Вулканические туфы

, получившиеся в процессе уплотнения вулканического пепла, и
туфовые лавы
, образовавшиеся в результате попадания вулканического пепла и песка в расплавленную лаву до ее остывания, в зависимости от условий образования характеризуются различным количеством и величиной пор. Крупнопористые вулканические туфы и туфовые лавы с прочностью при сжатии менее 10-15 МПа (100-150 кг/см2) используют в конструктивно-теплоизоляционных и конструктивных бетонах прочностью 5-20 МПа (50-200 кг/см2) с объемной массой 1300-1800 кг/м3, а более плотные породы — для конструктивных бетонов прочностью до 40 МПа (400 кг/см2) с объемной массой 1600-1800 кг/м3.

Из осадочных пород чаще всего используют пористые известняки

и
известковые туфы
, состоящие в основном из углекислого кальция с объемной массой исходной породы от 1200-1300 кг/м3 до 1600-1900 кг/м3 с прочностью при сжатии 1-20 МПа (10-20 кг/см2). Известковые туфы и ракушечники используют для конструктивно-теплоизоляционных и конструктивных бетонов объемной массой в сухом состоянии 1400-1800 кг/м3 и прочностью от 3,5 до 20 МПа (35-200 кг/см2).

Искусственные пористые заполнители делят на две группы: отходы промышленности и специально изготавливаемые заполнители.

К отходам промышленности относятся:

топливные шлаки

, представляющие собой продукты сжигания кускового угля в промышленных и других топках. Шлаки являются наиболее дешевыми заполнителями, но в большинстве из них содержится значительное количество частиц несгоревшего угля, извести, растворимых солей и других примесей, вредно влияющих на атмосферостойкость бетона (морозостойкость и др.). Лучшими по технологическим свойствам являются антрацитовые и хорошо спекшиеся каменноугольные шлаки. Объемная масса бетонов на топливных шлаках составляет 1200-1800 кг/м3;

пористые металлургические шлаки

— кусковые материалы, образуюшиеся в результате естественного охлаждения расплавов металлургических шлаков, содержащих повышенное количество газов. Из-за колебаний химического состава шлакового расплава и изменения условий его охлаждения в отвалах завода структура и свойства образующихся шлаков могут колебаться в значительных пределах. В качестве заполнителей используют не распадающиеся со временем чаще всего из-за полиморфных превращений C2S при медленном охлаждении шлаки с насыпной объемной массой не более 1000 кг/м3 и объемной массой в куске не более 1700 кг/м3. Так как бетоны с заполнителями из пористых доменных шлаков обладают повышенной объемной массой и теплопроводностью, их применяют главным образом для конструктивных бетонов.

Из специально изготавливаемых пористых заполнителей наибольшее распространение получили:

и его разновидности (шунгезит и др.) — искусственный гравий и песок ячеистого строения с оплавленной поверхностью зерен. Керамзит всех видов изготавливают из хорошо вспучивающихся легкоплавких глинистых пород (пластичных тонкодисперсных глин, глинистых сланцев) путем ускоренного их обжига во вращающихся печах а песок — в «кипящем слое». В результате термической обработки при температуре 1100—1300° С керамзит не имеет в своем составе вредных для цемента примесей; морозоустойчив, огнестоек и, обладая оплавленной поверхностью зерен с высокоразвитой системой преимущественно закрытых пор, отличается небольшой объемной массой и теплопроводностью при сравнительно высокой прочности зерен;

шлаковая пемза

— пористый материал, получаемый вспучиванием расплавов металлургических шлаков путем их быстрого искусственного охлаждения;

— материал, получаемый спеканием топливных шлаков и зол, а также углесодержащих шахтных и других глинистых пород на решетках агломерационных машин;

— пористый сыпучий материал, образующийся в процессе обжига при температуре 900—1000° С дробленых водосодержащих вулканических стекол (перлитов, обсидианов, витрофиров и т. п.). При нагревании исходная порода интенсивно вспучивается, образуя легковесный заполнитель с насыпной массой 50-300 кг/м3, характеризуемый хорошими теплоизоляционными качествами. Из-за невысокой прочности получаемых бетонов перлиты используют главным образом для теплоизоляционных бетонов.

К пористым заполнителям предъявляют следующие требования:

Важнейшие свойства пористых заполнителей, применяемых для легких бетонов

насыпная объемная масса крупного заполнителя не должна превышать 1200 кг/м3, а мелкого — 1300 кг/м3;

в каждой фракции крупного заполнителя количество зерен с размерами выше наибольшего и ниже наименьшего не должно быть более 10%, а полусумма полных остатков на контрольных ситах с наибольшим и наименьшим размерами зерен данной фракции должна составлять 30-60% по объему;

морозостойкость крупных наполнителей, используемых в бетонах, не защищенных от внешних атмосферных воздействий, должна обеспечивать получение бетона требуемой проектом марки по морозостойкости;

прочность искусственных пористых заполнителей — не менее требуемой нормами, прочность исходной породы природных заполнителей — не менее 50% от требуемой прочности бетона, а коэффициент размягчения при использовании в конструктивных бетонах — не менее 0,8, а в конструктивно-теплоизоляционных — 0,7;

содержание серы в заполнителях, применяемых в железобетоне, не более 2%, а количество водорастворимых сульфатов — 1% по массе (в пересчете на SO3);

содержание в мелкой фракции песка пылевидных частиц размером менее 0,14 мм, обладающих свойствами активной минеральной добавки, допускается до 40% по объему.

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:

• 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.

Заполнители для бетона: виды и особенности применения

Цемент – основа бетона, обладающая вяжущим свойством и обеспечивающая твердость и прочность раствора. Но для удешевления продукта и придания смеси определенных характеристик необходимы дополнительные составляющие. Их называют заполнителями.

1. Природные вещества.
2. Искусственные материалы.
3. Промышленные отходы.

Классифицируют заполнители и по функциональному назначению. Для различных растворов (гидротехнических, кислотостойких, легких, тяжелых) необходимо использовать различные наполнители.

Функции

• служат жестким скелетом;
• минимизируют возможную усадку в 10 раз;
• защищают конструкцию от деформации в процессе эксплуатации;
• снижают теплопроводность;
• снижают ползучесть;
• уменьшают среднюю плотность смеси.

Особенности применения

Крупные заполнители могут быть тяжелыми (щебень, гравий) и легкими (пемза, вулканический туф, перлит, керамзит, вермикулит). Первые используются для производства тяжелого бетона, пористые – для наполнения легкой смеси.

Наиболее оптимальный наполнитель при производстве бетона - щебень фракции 5-20. Использование отсева или щебней иных фракций значительно понижает качество бетона. Компания «ЮгМехТранс» использует только щебень фракции 5-20 с Прохоровского щебёночного карьера.

Распространенным мелким заполнителем для бетона является песок природного происхождения и созданный искусственно. Это материал, который состоит из мелких зерен (до 0,5 см в диаметре). Из природных материалов чаще применяют кварцевый песок, отличающийся лучшим качеством, чем карбонатный и полевошпатный.

Искусственные заполнители получают в результате дробления пород. Они не содержат вредных примесей, зерна остроугольной формы с шероховатой поверхностью, что обеспечивает отличную адгезию.
Созданный искусственно аглопоритовый, перлитовый, керамзитовый песок используется в легком бетоне. В составе бетона он обеспечивает хорошую тепло- и звукоизоляцию.

Заказать бетон любой марки по привлекательной цене можно на сайте компании или по телефону. Доставка осуществляется по городу и области в удобное для заказчика время.

• Предыдущая статья Бетон от производителя
• Следующая статья Как заливать бетон зимой?

Читайте также:

  
• Штукатурка фасадная геркулес состав
  
• Кнауф монтаж гипсокартона на клей
  
• Производство строительных материалов из бетона
  
• Снятие коры с бревна водой под давлением
  
• Слюда декоративная добавка для фактурных штукатурок