Виды и свойства заполнителей для 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.