Заполнители бетона

Заполнители бетонов применяются  в виде щебня, гравия и песка из легких естественных и искусственных пористых каменных материалов. Пористые заполнители должны удовлетворять требованиям: ГОСТ 9757—61 «Заполнители пористые неорганические для легких бетонов. Классификация»; ГОСТ 9758—61 «Заполнители пористые неорганические для легких бетонов. Методы испытаний»; ГОСТ 759—61 «Гравий керамзитовый»; ГОСТ 9760—61 «Щебень и песок из пористых металлургических шлаков».

По крупности зерен пористые заполнители делятся: на песок — до 1,2 мм и от 1,2 до 5 мм, щебень и гравий —5—10; 10—20; 20—40 мм.

По показателям объемного насыпного веса в кг/м3 заполнители делятся на следующие марки:

100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 800, 1000 и 1200 (только для песка).

По соглашению сторон для пористого песка, используемого для высокопрочных легких бетонов, насыпной вес допускается до 1300 кг/м3.

В зависимости от предела прочности при сжатии зерен крупных пористых заполнителей (испытывают кубы с ребром 2—3 см) различают следующие группы:

рыхлые — прочность до 10 кг/см2

слабопрочные —  от 10 до 25 кг/см2

прочные —  от 25 до 100 кг/см2

высокопрочные—  выше 100 кг/см2

По показателям относительной прочности в кг/см2, определяемой путем сдавливания пуансоном, погружаемым гидравлическим прессом на глубину 50 мм, зерен заполнителя в цилиндре диаметром и высотой 120 мм (ГОСТ 9758—61), щебень и гравий делят на группы: 200, 150, 100, 50, 35, 25, 10 и 5.

По происхождению заполнители подразделяются на природные и искусственные (отходы промышленности и специально изготовляемые).

Природные заполнители вулканического и осадочного происхождения (насыпной объемный вес):

Заполнители бетонов	Объемный вес, кг/м3
щебень пемзовый	300—800
щебень из ракушечника	450—1000
щебень из вулканических туфов	600—1200
щебень известково-туфовый и из пористого известняка	800— 1300
щебень из вулканических шлаков	100—800
песок: пемзовый	500—900
туфовый	650—1300
из ракушечника	800—1300
из вулканических шлаков	600— 1100
щебень из вулканических туфов	600—1200
Искусственные заполнители
гравий и щебень керамзитовый	250—900
щебень из аглопорита	450—1000
щебень из шлаковой пемзы (термозита)	500—1000
перлит вспученный	80—200
вермикулит вспученный	100—300
песок: керамзитовый, аглопоритовый, термозитовый	900 — 1250
щебень кирпичный	900—1250
щебень из доменных кусковых отвальных шлаков	500—1300
доменные гранулированные шлаки	500—1200
топливные кусковые шлаки	600—1100
щебень из горелых пород	650—1300
щебень кирпичный	400—700

Основные требования к пористым заполнителям: содержание мусора и свободных окисей кальция и магния не допускается;

зерна заполнителя должны быть стойкими против изменения объема и не распадаться;

содержание серы, считая на SO3,— не более 1—4% (по весу, соответственно для железобетона — бетона);

морозоустойчивость устанавливается соглашением сторон (определяется числом циклов замораживания и оттаивания до потери в весе до 10%).

Топливные шлаки — отходы от сжигания в котельных топках различных видов твердого топлива. В зависимости от исходного топлива шлаки делят на антрацитовые, каменноугольные, бурых углей, торфяные и т. д. Шлаки подмосковных бурых углей и торфа часто дают недостаточно стойкие бетоны, поэтому их можно применять после длительного выдерживания в отвалах или после освобождения от угля спеканием на специальных установках. Перед применением эти шлаки должны подвергаться лабораторной и производственной проверке на прочность и морозостойкость при расходах вяжущего, не превышающих установленных норм.

Для капитальных зданий рекомендуются лишь антрацитовые каменноугольные шлаки, пролежавшие в отвалах не менее 3 месяцев.

Таблица 63 — Допускаемые содержания несгоревшего топлива в топливных шлаках и золах в процентах (потеря в весе при прокаливании)

Наименование материала	При применении шлака в
	бетоне	крупнопорист. бетоне	железо бетоне
Шлаки и золы от сжигания углей: антрацитовых	20	15	10
каменных	15	10	10
смешанных (бурых и каменных) .	10	5	5
бурых и торфа	5	2	—
Горелые породы, образовавшиеся при добыче: антрацита и каменных углей	8	5	2
бурых углей	5	—	—

Топливные шлаки в зависимости от содержания в них вредных примесей подвергаются следующим способам подготовки:

—  освобождению от металлических примесей пропуском через электромагнитный сепаратор;

—  сортировке и дроблению:

—  освобождению от несгорсвшего топлива путем выжигания или спекания, отсева мелких фракций, добавки природного песка взамен мелких отсеянных фракций.

Аглопорит — пористый заполнитель, полученный обработкой на спекательных решетках зол или смесей их с топливными шлаками или с глиной, пригоден для бетона и железобетона.

Шлаковая пемза (вспученные доменные шлаки или термозит) — искусственная пемза получается при быстром охлаждении огненно-жидких шлаков небольшим количеством воды или пара, применяется для бетона и железобетона

Гранулированные доменные шлаки — отходы, получаемые при выплавке чугуна и превращенные быстрым охлаждением водой или воздухом в мелкие частицы, применяются для бетона и железобетона.

Горелые породы — отходы каменноугольной и сланцевой промышленности — глинистые и песчанистые сланцы с содержанием глинозема 15—25%, ярко-красного или буро-красного цвета. Качество породы тем выше, чем меньше в ней необожженных кусков (порода не должна давать клейкого теста после выдержки ее в воде) и чем больше глинозема.

Горелые породы проявляют вяжущие свойства (активизируются) при совместном помоле с известью (5—10%) или известью с добавкой цемента (2%), гипса (2°/0) или хлористого кальция (1%). для некоторых пород (песчанистых — кирпичного цвета) активизатором может служить известь (15%) и основной гранулированный шлак (15—25%).

Керамзит относится к специально изготовленным пористым заполнителям. Получают его особым обжигом глины во время которого из нее выделяются вспучивающие глину газы. Для получения керамзита пригодно большинство глин, содержащих не менее 7—8% окислов железа, некоторое количество органических примесей и допускающих при обжиге большой интервал размягчения. Керамзит готовят в виде щебня, гравия и песка. Керамзитовый гравий и песок можно получать обжигом во вращающихся печах дробленого глинистого сланца и подсушенной глины. Применение его возможно как для бетона, так и для железобетона марок до 200—300.

В качестве пористого заполнителя можно использовать малоцементный и бесцементный автоклавный и неавтоклавный пено — и газобетон, если это оправдывается технико-экономическими расчетами; вспученные вермикулит и перлит, пенокералит и т. д. Оптимальный гранулометрический состав пористых заполнителей для легких плотных бетонов приведен в табл. 64.

Ориентировочные соотношения между маркой бетона и маркой вяжущего:

марка бетона, кг/см2 25— 35 100—150 200—300;

марка вяжущего, кг/см2 200—300 250—400 400—600.