Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Заполнители для бетона и их виды

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).

  • Требования к заполнителям бетона
  • Заполнители легкого бетона
  • Заполнители для тяжелого бетона
  • Заключение

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.

Категории бетонов

Бетон — это тщательно смешанная, плотная, постепенно твердеющая масса. Ее базовые компоненты — цемент и вода, соединенные с соблюдением точных пропорций.

В зависимости от того, какой тип вяжущего вещества используется, бетоны классифицируют на:

  1. Неорганические:
  • цементный с заполнителями из портландцемента, шлакового или пуццоланового портландцемента;
  • силикатный с добавлением извести;
  • гипсовый с присадкой из гипса;
  • шлакощелочной с использованием шлака и щелочного раствора;
  • специальный с применением специфических добавок.
  1. Органические — полимербетоны (полимерцемент, пластбетон, бетонополимер), в которых минеральные компоненты заменены на полиэфирные или эпоксидные смолы.

В зависимости от насыпной плотности выделяют бетон:

  • особо легкий (менее 500 кг/м³);
  • легкий (от 500 до 1800 кг/м³);
  • тяжелый (от 1800 до 2500 кг/м³);
  • сверхтяжелый (более 2500 кг/м³).

Выбор бетона важен для надежности, предупреждения деформирования будущей конструкции, усиления ее устойчивости к внешнему воздействию.

Пустотность заполнителей

Пустотность заполнителей – сумма объема пустых мест в ситуации, когда например крупный заполнитель насыпан сам на себя, без каких-либо дополнительных компонентов.

Пустотность при этом может составлять от 20% до 50%, что по понятным причинам, очень много. Поэтому в составе бетонной смеси используют несколько видов заполнителей с разной крупностью зерен.

К примеру, при смешивании песка с гравием, можно с уверенностью сказать, что пустотность в данном случае минимальна, так как те пустоты, которые образуют зерна гравия, легко заполняться зернами песка.

Специальные заполнители

Как уже было сказано выше, иногда используют некоторые специальные заполнители бетона, которые позволяют наделить материал теми или иными свойствами. Далее ознакомимся с основными видами таких наполнителей.

Пористые

Пористые заполнители для легких бетонов по происхождению условно делятся на три вида:

  • Естественного (природного)происхождения;
  • Полученные искусственным путем;
  • Побочные продукты (отходы промышленного производства).

К природным материалам относятся следующие наполнители:

  • Пемза — представляет собой пористую породу волокнистого или губчатого строения, которая состоит из вулканического кислого стекла;
  • Вулканический шлак — крупнопористая порода губчатого или ноздреватого строения.
  • Вулканический туф — представляет собой мелкопористую породу, состоящую из пепла и сцементированного вулканического стекла.
  • Карбонатные породы — к таким относятся известняки-ракушечники, пористые известняки, известковые туфы и пр.

К искусственным пористым заполнителям относятся следующие материалы:

  • Керамзит и всевозможные его разновидности, такие как шунгизит, глинозольный керамзит, зольный гравий, вспученные трепел и аргиллит. Его получают путем обжига со вспучиванием специальных гранул из золошлаковой смеси, песчано-глинистых и глинистых пород или золы-уноса.
  • Аглопорит – получаю путем обжига со спеканием шихта из песчано-глинистых пород, а также переработки и сжигания твердого топлива (отходов углеобогащения, золы ТЭС).
  • Гранулированный шлак – получают путем быстрого охлаждения расплавов шлаков.
  • Вспученный перлит — образуется в результате обжига и вспучивания водосодержащих вулканических стекол, таких как обсиданин и перлит.
  • Вспученный вермикулит, получают обжигом и вспучиванием гидратированных природных слюд.
Читать еще:  Как выбрать и правильно использовать трафареты для дорожки

Что касается заполнителей из отходов производства, то к ним относятся:

  • Топливные шлаки – получают при химической переработке или сжигании антрацита, бурого и каменного угля.
  • Отвальные металлургические шлаки – образуются в результате охлаждения расплавленных металлургических шлаков.
  • Грубодисперсные золы-уносы и золошлаковые смеси – получают при сжигании твердых видов топлива в пылевидном состоянии.

Обратите внимание!
Легкий бетон на пористых заполнителях по ГОСТу32496-2013 должен содержать в своем составе фракции размером не менее 5 мм и не более 40 мм.

Полистирол для бетона

Теплоизоляционные наполнители

В некоторых случаях необходимо наделить бетон теплоизоляционными свойствами, к примеру, при выполнении «теплых» стяжек.

В этом случае применяют сверхлегкие наполнители, к которым относятся:

  • Полистирол – данный компонент представляет собой вспененные гранулы, которые добавляют в раствор при изготовлении бетона. Надо сказать, что данный материал используют даже при возведении несущих конструкций. Их теплоизоляционные свойства позволяют уменьшить толщину стен.
  • Древесные опилки – также обладают хорошими теплоизоляционными свойствами и позволяют значительно снизить вес материала.

Совет!
Нередко после заливки бетона возникает необходимость в выполнении в нем отверстий.
В этом случае наиболее эффективным способом обработки является алмазное бурение отверстий в бетоне.

Добавки

Помимо наполнителей, существует множество добавок в бетон, которые также способны наделить его определенными свойствами или даже изменить структуру.

К таким относятся:

  • Антипирены (бура, сурьма, диаммоний фосфат и другие) – эти вещества под воздействием температуры расплавляются и выделяют газы, способные противостоять горению. Такие добавки используют, когда необходимо наделить материал противопожарными свойствами.
  • Порозаполнитель для бетона – позволяет скрыть поры бетона и тем самым сделать его более влагостойким и прочным. После обработки бетонной поверхности этим составом, свойства бетона становятся схожими с гранитом. Правда, порозаполнитель не добавляют в раствор, а наносят на застывшую поверхность бетона.
  • Газообразователи – позволяют изменить структуру бетона и сделать ее пористой. Как правило, в качестве газообразователя используют алюминиевую пудру, которая вступает в реакцию со щелочью и выделяет при этом газ, делая структуру бетона пористой. Такие добавки используют при изготовлении газобетона. Надо сказать, что инструкция по изготовлению неавтоклавного газобетона довольно простая, поэтому он может быть произведен прямо на строительной площадке.

Совет!
Применять добавки можно при изготовлении бетона своими руками, однако, в продаже существуют и готовые смеси, предназначенные для тех или иных целей.

Также существуют добавки, которые ускоряют застывание раствора, делают его более пластичным или наделяют некоторыми другими особенностями.

Общие сведения

Что такое бетонная смесь? Это рационально составленный и тщательно перемешанный раствор компонентов до начала периода схватывания и твердения. Состав смеси рассчитывается с учетом требований к самому раствору и эксплуатационных характеристик будущих сооружений.

Свойства

Формирование эксплуатационных характеристик бетонных конструкций начинается с приготовления, укладки и технологически правильного твердения смеси.

Эти процессы во многом предопределяют будущее качество железобетонных изделий.

  • Поэтому, очень важно знать свойства и поведение бетонной смеси, ее зависимость от всевозможных факторов, умело руководить процедурой приготовления, укладки и схватывания бетона.
  • Основным свойством бетонного раствора является его формуемость или удобоукладываемость — то есть, способность композиции растекаться и принимать необходимую форму, сохраняя при этом однородность и монолитность (см. видео в этой статье).
  • Удобоукладываемость определяется текучестью (подвижностью) смеси в период заполнения опалубки и пластичностью — способностью деформироваться без изменения структуры.
  • Основное влияние на эти параметры оказывают качество и количество цементного теста, а также расход воды, используемый для приготовления раствора. Именно вода обуславливает структуру жидкой фазы и формирование сил сцепления, определяющих подвижность и связность системы.
  • По своей структуре смесь представляет собой однородное физическое тело, в котором зерна вяжущего, воды и частицы заполнителя связанны внутренней силой взаимодействия. Главным структурообразующим компонентом в бетонном составе выступает цементное тесто. По мере роста реакции гидратации цемента увеличивается плотность твердой фазы, и возрастает связующая способность цементного камня (твердое тело).

На заметку: Под действием протекающих процессов, в определенный момент, смесь преодолевает структурную прочность, и начинает течь подобно густой жидкости. Поэтому, бетонный раствор и классифицируют как упругое вязкое тело, одновременно обладающее свойствами жидкости и твердого тела.

  • Консистенция смеси зависит от состава компонентов, и может меняться в границах от жесткой формы до жидкой, легко подвижной.
  • Определение подвижности бетонной смеси определяется при помощи специального оборудования (об этом ниже). Критерием подвижности (удобоукладываемости) служит осадка конуса бетонной смеси, на основании которой и делаются выводы по состоянию конкретного раствора.
Читать еще:  Нагревательный кабель »Heatway» для прогрева бетона ,без трансформатора

Удобоукладываемость согласно ГОСТ 7473-2010 обозначается буквой «П», и имеет несколько значений (таблица ниже).

Чем выше марка, тем подвижнее растворы. Марки П1—П3 — малоподвижные пластичные композиции, а подвижность бетона П4—П5 относится к категории очень подвижных смесей.

Технологические факторы, влияющие на прочность бетона

Прочность бетона зависит от ряда факторов, среди которых:

  • Активность цемента. Между прочностными характеристиками бетонного продукта и активностью вяжущего существует линейная зависимость. Чем выше активность, тем лучше прочностные показатели.
  • Количество вяжущего. Повышение содержания вяжущего положительно влияет на прочностные характеристики только до определенного процентного содержания. Выше – прочностные показатели растут незначительно, а другие технические параметры ухудшаются – растут усадка и ползучесть.
  • Водоцементное соотношение. Оптимальная величина определяется необходимой маркой удобоукладываемости. Обычно в смеси содержится 40-70% воды. Превышение оптимального количества жидкости инициирует образование пор, снижающих прочность конечного продукта.
  • Гранулометрический и минералогический состав заполнителей. На прочность бетонного продукта отрицательно влияют: неоптимальный состав мелкого и крупного заполнителей, наличие в них пылевидных и глинистых частиц.
  • Качество воды. Вода, используемая для затворения смеси, берется из водопровода питьевого назначения или проверяется в лаборатории на присутствие в ней примесей, отрицательно влияющих на качество конечного продукта.
  • Вибрирование бетонной смеси при укладке. При вибрировании из смеси выходит лишний воздух, снижающий прочностные характеристики. Однако излишнее вибрирование приводит к расслаиванию смеси.
  • Соблюдение оптимальных условий твердения.

Таблица подвижности бетонной смеси

Для практического использования показатели подвижности, демонстрируемые бетонными смесями, систематизированы, что удобно для использования. Аналогичным образом структурируются и другие свойства удобоукладываемости. Согласно таблице, размещенной ниже, усадка состава до 5 см — жесткие бетонные растворы (П1). Если показатель снижения высоты составляет от 50 до 150 мм — это малоподвижные (используются для заливки фундаментов) составы. Марки подвижности более высокие, вплоть до П5, получают усадку в диапазоне от 150 мм и больше.

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.

Читать еще:  Соотношение компонентов для заливки бетонных перекрытий

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.

Теплофизические свойства бетона

Теплопроводность — наиболее важная теплофизическая характеристика бетона, в особенности применяемого в ограждающих конструкциях зданий.

Теплопроводность тяжелого бетона в воздушно-сухом состоянии 1,2 Вт/(м.°С), т.е. она в 2-4 раза больше, чем у легких бетонов (на пористых заполнителях и ячеистых). Высокая теплопроводность является недостатком тяжелого бетона. Панели наружных стен из тяжелого бетона изготавливают с внутренним слоем утеплителя.

Теплоемкость тяжелого бетона изменяется в узких пределах -0,75-0,92 Вт/(м.С°).
Линейный коэффициент температурного расширения бетона составляет около 0,00001 °С, следовательно, при увеличении температуры на 50 °С расширение достигает примерно 0,5 мм/м. Во избежание растрескивания сооружений большой, протяженности разрезают температурно-усадочными швами.

Крупный заполнитель и раствор, составляющие бетон, имеют различный коэффициент температурного расширения и будут по разному деформироваться при изменении температуры.

Большие колебания температуры (более 80°С) смогут вызвать внутреннее растрескивание бетона вследствие различного теплового расширения крупного заполнителя и раствора. Характерные трещины распространяются по поверхности заполнителя, некоторые из них образуются в растворе, а иногда и в слабых зернах заполнителя. Внутреннее растрескивание можно предотвратить, если позаботиться о подборе составляющих бетона с близкими коэффициентами температурного расширения.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector