Характеристика наповнювачів
Заповнювачами називають пухку суміш мінеральних зерен природного чи штучного походження. У бетоні ці зерна скріплюються в'яжучою речовиною, утворюючи міцне каменеподібне тіло. Займаючи до 80...85% загального обсягу бетону, заповнювачі впливають на технологічні властивості бетонної суміші та на якість затверділого бетону. Правильно підібрані заповнювачі дозволяють одержувати економічний бетон із мінімальною витратою цементу.
По крупності розрізняють дрібний заповнювач (пісок), що з частинок розмірами 0,16…5 мм, і великий заповнювач (жвір чи щебінь) із розмірами частинок 5…70 мм. У деяких випадках, наприклад, при бетонуванні масивних конструкцій, застосовують щебінь або гравій з крупністю частинок до 150 мм.
За походженням заповнювачі поділяють на природні та штучні. Природні заповнювачі одержують шляхом видобутку та переробки гірських порід: граніту, діабазу, діориту, вапняку, вулканічного туфу, гравію, кварцового піску, кварциту, мармуру. До штучних заповнювачів відносять попутні продукти промисловості (доменні та паливні шлаки, золу ТЕС), а також керамзитовий гравій, щебінь зі спученого перліту та багато інших.
Зерновий склад наповнювачів вирішальним чином впливає на отримання бетону заданої міцності при мінімальній витраті цементу. У бетонній суміші цементне тісто витрачається на обволікання поверхні зерен та заповнення проміжків (пустот) між ними. В ідеальному випадку найменша витрата цементу досягається в тому випадку, коли і питома поверхня, і порожнеча зерен наповнювача прагнуть до мінімуму. Питома поверхня тим менше, що більша крупність заповнювача. Так, питома поверхня суміші зерен крупністю 10 ... 20 мм, взята з розрахунку на 1 м3 абсолютного обсягу заповнювача,становить 400 м2, для зерен крупністю 2,5...5 мм - 1600 м2, а для пилоподібних частинок розміром 0,05...0,16 мм - 160 000 м2.
На відміну від питомої поверхні обсяг пустот в заповнювачі теоретично не залежить від крупності зерен. Для скорочення порожнечі заповнювача вводять до його складу зерна меншого розміру, які заповнюють проміжки між більшими частинками. Однак це збільшує питому поверхню заповнювача і, отже, може призвести до перевитрати в'яжучого для обволікання зерен. Тому співвідношення між зернами різного розміру в заповнювачі повинно бути оптимальним, при якому обсяг порожнеч і сумарна поверхня зерен вимагають мінімальної витрати цементу для отримання нерасслоиваемой бетонної суміші певної удобоукладиваемости, а бетон - заданої щільності і міцності.
Зерновий склад заповнювачів визначають за результатами просіювання проби через стандартний набір, що включає 10 сит з отворами (мм): 70; 40; 20; 10; 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 та 0,16. Кордон між дрібним та великим заповнювачами проходить по зерну 5 мм. Якщо треба визначити зерновий склад піску, беруть сита з розмірами отворів 5-0,16 мм, для великого заповнювача - 5-70 мм.
Знаючи приватні залишки ait визначають повні залишки на ситах, як суму приватних залишків цьому ситі і ситі з великим розміром отворів. Результати просіювання (повні залишки) порівнюють зі стандартними вимогами, представленими у графічній або табличній формі.
Характер поверхні зерен наповнювачів впливає на властивості бетонної суміші та міцність бетону. Бетонна суміш, виготовлена на заповнювачах з гладкою поверхнею, наприклад на гравії, має гарну зручність. Суміші на заповнювачах з шорсткою поверхнею, зокрема на щебені,укладаються гірше, але бетон набуває більшої міцності, ніж бетон на гравії. Це більшою площею поверхні зчеплення шорсткого заповнювача з цементним каменем. Деякі заповнювачі, особливо з легких пористих матеріалів, мають настільки велику шорсткість, що ускладнює отримання зручних сумішей.
Шкідливі домішки, що містяться в заповнювачах, можуть вступати у взаємодію з цементом, в результаті чого в бетоні утворюються сполуки, що знижують його міцність або корозію. До шкідливих домішок відносять включення мінералів-сульфатів (гіпсу, ангідриту), сульфідів, аморфних різновидів кремнезему та багато інших.
Від густини заповнювачів залежить щільність бетону. Для виробництва важкого бетону використовують наповнювачі, що виготовляються з гірських порід із середньою щільністю 1,8…2,8 г/см3. Застосування заповнювачів, у яких рш 2,8 г/см3, призводить до необґрунтованого збільшення маси споруд. Такі заповнювачі йдуть лише виготовлення спеціального бетону для захисту від радіоактивних випромінювань. Заповнювачі, у яких рт Читати далі: Залізобетон Бетон для монолітної конструкції Виробничі фактори, що визначають якість бетону Визначення складу бетону Структура та властивості важкого бетону Добавки до бетону та будівельний розчин Вода Дрібний заповнювач Бетон та залізобетон Основні положення техніки безпеки