Что такое заполнители в строительстве

Строительные смеси и бетон, прежде всего, различаются между собой по составу. Для приготовления растворов используются компоненты, которые условно можно разделить на постоянные и непостоянные. Постоянными компонентами является цемент, песок разной фракции и вода. Непостоянные – это органические и неорганические заполнители, от которых во многом зависят итоговые свойства смеси: прочность, паропроницаемость, пористость, огнестойкость, кислотоустойчивость и т.д. В качестве наполнителей для бетона могут использоваться природные вещества, отходы промышленного производства, искусственное сырье и переработанные отходы.

Разновидность заполнителя, его объем в составе раствора определяют марку бетонной смеси и свойства готовых изделий. Содержание наполнителей и добавок может достигать 80%, за счет чего уменьшается расход дорогостоящего цемента и песка.

Пластификатор для бетона

Пластификатор для бетонных смесей – это химическая добавка, которая вводится в раствор для улучшения физико-химических характеристик строительного материала. Как показывают многочисленные исследования, применение пластифицирующих наполнителей позволяет увеличить срок службы зданий и строений, повысить качество сооружений, возводимых из сборных железобетонных или монолитных конструкций.

ЗАПОЛНИТЕЛИ ДЛЯ ШТУКАТУРНЫХ РАСТВОРОВ

Добавление пластификатора-заполнителя в бетон способствует решению следующих задач:

1. Улучшение таких свойств смеси, как текучесть и подвижность – за счет этого удается минимизировать количество пустот и повысить характеристики монолитного изделия;
2. Повышение адгезии раствора к армирующим элементам;
3. Уменьшение как минимум на 20% расхода цемента в процессе замешивания бетона;
4. Увеличение времени жизни готового раствора, что позволяет без спешки выполнять бетонные работы на строительном объекте;
5. Повышение стойкости к минусовым температурам, снижение скорости замерзания раствора;
6. Увеличение прочности бетонных конструкций, как минимум на 25% — это становится возможным, за счет более продолжительного срока жизни строительной смеси, который позволяет избежать необходимости в добавлении воды в процессе работ.

Пластифицирующие добавки-заполнители для строительных смесей задействуется при производстве бетонных колец, плит перекрытий, фундаментов, а также многих других изделий и конструкций. На рынке присутствует расширенный ассортимент сухих и жидких пластификаторов российского и импортного производства. В зависимости от назначения эксперты выделяют следующие виды наполнителей:

• Стабилизирующие заполнители бетона. Их применение целесообразно для смесей, которые перевозятся на дальние расстояния, для исключения расслоения бетона в дороге.
• Увеличивающие скорость твердения бетона заполнители. Добавка способна на 20-25% снизить скорость отвердевания смеси, что облегчает формовку деталей при отрицательных температурах.
• Уменьшающие скорость затвердения бетона заполнители. Наполнители применяются, если работа на строительном объекте ведется в несколько этапов и бетон доливается, что требует обеспечить слипаемость слоев.
• Уменьшающие расход воды заполнители бетона. Этот вид пластификаторов нужен для уменьшения количества воды в составе бетонной смеси, за счет чего на 20% увеличивается прочность и на 40% повышается морозостойкость готовой конструкции.
• Повышающие гидрофобные свойства заполнители бетона. Назначение этого наполнителя заключается в удалении воздушных пузырей, за счет чего увеличиваются прочностные характеристики бетонного изделия.

Кроме того, сегодня существуют узкоспециализированные заполнители. Так, например, при необходимости можно купить пластификатор для бетона, способствующий увеличению устойчивости раствора к минусовым температурам, разрушающему действию ультрафиолетовых лучей, регулярному воздействию влаги и другим негативным факторам внешней среды.

В зависимости от вида добавки-заполнителя бетона различаются способом применения и соответственно делятся на жидкие и сухие. Жидкие пластифицирующие наполнители отличаются концентрированностью. Как и правило, в составе бетона их количество не превышает 1%. Пропорции могут быть разными, в зависимости от конкретного продукта и желаемых характеристик готовой конструкции. Соответственно сухие пластификаторы представлены в виде порошка, который добавляется при замешивании раствора.

В зависимости от происхождения различают наполнители:

• Органические добавки-заполнители – состоят только из натуральных и экологически чистых компонентов. Отличаются концентрированностью и способностью быстро «давать» нужную реакцию;
• Неорганические заполнители – производятся из специальных химических соединений и полимерных веществ, выступающих в качестве катализаторов различных реакций.
• Органоминеральные заполнители – представляют собой сравнительно новый вид пластифицирующих заполнителей, которые неизменно занимают верхние строчки потребительских рейтингов. Выпускаются из полезных ископаемых и органических примесей, что позволяет получать безопасные пластифицирующие добавки безвредные для людей, животных и окружающей среды.

Расход и выбор пластифицирующих наполнителей зависит от формы их выпуска. Так, например, для приготовления раствора, который будет использоваться для возведения наружных стен, межкомнатных перегородок, стяжки пола жидкий концентрат-заполнитель добавляется из расчета 0,5-1 литр состава на каждые 100 килограмм цемента. Если речь идет о бетоне для сооружения фундамента и возведения сложных конструкций, то на каждые 100 килограмм цемента потребуется уже 1-2 литра жидкого концентрата.

Чтобы рассчитать необходимое количество сухого порошка нужно уточнить общее количество цемента, который будет использоваться при замешивании раствора и рекомендации производителя добавки.

Замешивание раствора в бетономешалке

Заполнители легкого бетона

Для производства строительного материала этого типа используются крупные заполнители для легких бетонов ГОСТ 25820-2014, сведенные в таблицу:

Наименование вида легкого бетона Пористые заполнители для легких бетонов Примечание

Керамзитобетон	Керамзит	Искусственный легкий пористый материал, продукт обжига глины или глинистого сланца
Шунгизитбетон	Щунгизит	Искусственный пористый заполнитель, продукт обжига докембрийской горной породы – шунгит
Аглопоритобетон	Аглопоритовый щебень	Искусственный пористый материал, продукт термической обработки отходов добычи и сжигания каменного угля
Шлакопемзобетон	Шлакопемзовый гравий	Искусственный пористый материал, продукт поризации, охлаждения и измельчения отхода металлургической промышленности – шлакового расплава
Перлитобетон	Перлитный щебень	Природный пористый материал вулканического происхождения
Бетон на основе щебня горных пород	Вулканический туф, пемза или вулканический шлак	Природные материалы, продукт деятельности вулканов
Термолитбетон	Термолитовый щебень	Искусственный пористый материал, продукт обжига и дробления диатомита, трепела, опок и других кремнистых и опаловых горных пород
Вермикулитобетон	Вспученный вермикулит	Продукт термической обработки природного вермикулита при температуре 900-1000 °C
Керамзитоперлитобетон	Керамзит+ песок из вспученного вермикулита
Шлакобетон	Отходы ТЭЦ работающих на каменном угле. Отходы производства чугуна	Искусственные пористые материалы – дробленые шлаки
Бетон на стекловидных заполнителях	Пеностекло	Искусственный материал, получаемый вспениванием и дроблением силикатного стекла

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, так как они не уменьшают плотность, а наоборот увеличивают. 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 для бетонных растворов 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 сцепления 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 применять щебень марок М800-М1200, а для малонагруженных неответственных сооружений (отмостки, дорожки, площадки) марку М300-М600 или строительный мусор.

Противоморозные добавки-заполнители

Противоморозные добавки в бетон – это различные химические вещества, способствующие застыванию бетонной смеси при отрицательных температурах воздуха. Выпускаются в форме жидкого концентрата или сухого порошка. При приготовлении раствора наполнитель вовлекает в процесс твердения цементного раствора практически всю жидкость, за счет чего ускоряются процессы гидратации. Противоморозные добавки-заполнители также обеспечивают поддержание смеси в жидком состоянии в холодное время года.

При температурах воздуха ниже +10 градусов по Цельсию, реакция, возникающая между водой и цементом, затрудняется, из-за чего процесс гидратации может не начаться и как следствие замешиваемый раствор не наберет нужной прочности. Как итог, уже через несколько месяцев эксплуатации возведенного сооружения на бетонных конструкциях начнут проявляться усадочные трещины, которые постепенно приведут к их полному разрушению. По этой причине использование ПМД-заполнителя целесообразно при выполнении сезонного ремонта или строительства нового объекта в осенне-зимний период.

Внимание! При использовании противоморозных заполнителей следует помнить о том, что при минусовых температурах воздуха прочность залитых конструкций будет составлять только 30% от расчетной. Оставшиеся 70% будут набраны в ходе оттаивания. По этой причине, кладка из бетонных блоков и монолитные изделия вплоть до наступления лета не должны подвергаться повышенным нагрузкам, иначе такие действия снижают морозостойкость конструкций.

Отвечая, на вопрос, зачем нужны ПМД-заполнитель имеет смысл отметить следующие преимущества, получаемые от их использования:

• Увеличение прочности монолита, за счет повышения качества сцепления заполнителя раствора;
• Разнообразные сферы применения легких и тяжелых бетонов, в составе которых присутствуют противоморозные добавки. В частности, сегодня они применяются в промышленности, в частном и коммерческом строительстве и т.д.
• Использование наполнителей способствует увеличению срока эксплуатации и надежности построек;
• Уменьшают усадку цементных растворов и появления трещин, благодаря повышению стабилизирующих и пластифицирующих свойств раствора;
• Скорость застывания бетона позволяет самостоятельно регулировать темпы проведения строительных работ;
• Повышенная влагостойкость цементных конструкций и отсутствие необходимости в дополнительном использовании гидроизоляционных средств при внутренней или внешней отделке;
• Обеспечение дополнительной защиты армирующих элементов от коррозии металла.

Сегодня производители выпускают несколько видов антиморозных составов-заполнителей, позволяющие с минимальными временными и финансовыми затратами получить нужный эффект:

1. Заполнитель антифриз – способствует уменьшению температуры замерзания жидкости, которая входит в состав бетонной смеси, снижает ли увеличивает скорость отвердевания готовой конструкции. – представляют собой популярный компонент для строительных смесей последнего поколения. Введение в раствор этого наполнителя обеспечивает получение плотного материала в кратчайшие сроки. Важной особенностью сульфатных ПМД является активное выделение тепла, которое свидетельствует о реакции бетона с компонентами гидратации. Так как, специфическим свойством заполнителей на основе сульфатов считается образование высокопрочных связей с сложнорастворимыми соединениями, не допускается их использование для понижения температуры застывания смеси. Примером такой добавки может стать химмодификатор.
2. Заполнители-ускорители — в основе их действия лежат реакции повышения растворимости силикатов, содержащихся в цементе, которые при взаимодействии с продуктами гидратации, образуют соли, понижающие температуру замерзания жидкости в бетоне.

Внимание! На российском строительном рынке представлен широкий перечень специализированных ПМД-заполнителей. Так, например, можно выполнить подбор наполнителя, который будет оказывать комплексное действие – регулировать набор прочности и корректировать реологические свойства раствора. За счет уменьшения температуры кристаллизации жидкости в смеси, они способствуют сокращению сроков первичного отвердевания бетона, одновременно повышая его прочность.

Дозировка и использование ПМД устанавливаются производителями в соответствии с действующими требованиями ГОСТ. Как правило, расход добавок зависит от следующих факторов:

1. Температура воздуха, при которой будет выполняться монтаж блоков, плитки, заливка монолитных конструкций и т.д.

2.Марочная прочность цемента, который применяется для выполнения строительных работ;

1. Запланированная проектом скорость набора прочности бетонного раствора;
2. Температура смеси на выходе из бетономешалки;
3. Условия ухода за готовыми конструкциями.

Расчет необходимого количества наполнителей осуществляется исходя из предполагаемого объема строительной смеси (в м3). Если строительство выполняется на протяжении продолжительного времени, бетон с добавлением присадок должен регулярно перемешиваться.

Если у строителей отсутствует возможность покупки противоморозных добавок промышленного производства, их можно приготовить самостоятельно. Самым распространенным вариантом в этом случае станет добавление в состав замешиваемого раствора хлористых солей, которые позволяют сократить расход цемента, уменьшить период схватывания и уменьшить температуру замерзания смеси. Единственным минусом данного варианта может считаться тот факт, что хлориды активизируют процессы коррозии металла. Поэтому, если в возводимой конструкции предусмотрены металлические армирующие элементы, лучше всего выполнить их замену на другие наполнители.

Крупные и мелкозернистые заполнители — это важные компоненты бетона, которые определяют свойства строительного материала и характеристики готовых конструкций. Поэтому к выбору крупности зерен следует подходить со всей ответственностью, с учетом целей и задач, стоящих перед строителями в каждом конкретном случае.

Упругость бетона

Таблица начальных модулей упругости E (МПа*10 -3 ) при сжатии и растяжении бетонов с различными эксплуатационными характеристиками:

Классы по прочности на сжатие В3,5 В5 В7,5 В10 В12,5 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60

Характеристики бетона
Тяжелые бетоны
Естественное твердение	9,5	13	16	18	21	23	27	30	32,5	34,5	36	37,5	39	39,5	40
Тепловая обработка при атмосферном давлении	8,5	11,5	14,5	16	19	20,5	24	27	29	31	32,5	34	35	35,5	36
Автоклавная обработка	7	10	12	13,5	16	17	20	22,5	24,5	26	27	28	29	29,5	30
Мелкозернистые
Естественное твердение, А-группа	7	10	13,5	15,5	17,5	19,5	22	24	26	27,5	28,5	—	—	—	—
Тепловая обработка при атмосферном давлении	6,5	9	12,5	14	15,5	17	20	21,5	23	—	—	—	—	—	—
Естественное твердение, Б-группа	6,5	9	12,5	14	15,5	17	20	21,5	23	—	—	—	—	—	—
Автоклавная теплообработка	5,5	8	11,5	13	14,5	15,5	17,5	19	20,5	—	—	—	—	—	—
Автоклавное твердение, В-группа	—	—	—	—	—	16,5	18	19,5	21	21	22	23	24	24,5	25
Легкие и поризованные
Марка средней плотности, D
800	4,5	5,0	5,5	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1000	5,5	6,3	7,2	8	8,4	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1200	6,7	7,6	8,7	9,5	10	10,5	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1400	7,8	8,8	10	11	11,7	12,5	13,5	14,5	15,5	—	—	—	—	—	—
1600	9	10	11,5	12,5	13,2	14	15,5	16,5	17,5	18	—	—	—	—	—
1800	—	11,2	13	14	14,7	15,5	17	18,5	19,5	20,5	21	—	—	—	—
2000	—	—	14,5	16	17	18	19,5	21	22	23	23,5	—	—	—	—
Ячеистые автоклавного твердения
Марка средней плотности, D
700	2,9	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
800	3,4	4	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
900	3,8	4,5	5,5	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1000	—	6	7	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1100	—	6,8	7,9	8,3	8,6	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1200	—	8,4	8,8	9,3	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—

Ползучесть бетона

Известно, что зависимость между напряжением и деформациями бетона является функцией времени: постепенное увеличение деформаций во времени обусловлено ползучестью. Ползучесть бетона, следовательно, может быть определена как увеличение деформации при постоянной нагрузке. Деформации ползучести могут в несколько раз превосходить деформации от нагрузки, поэтому изучение и учет ползучести имеет важное значение в строительной механике.

С другой стороны, если бетонный образец подвергается действию постоянной деформации, то ползучесть может быть определена как уменьшение напряжений во времени.

Для характеристики явления ползучести, исходя из различного понимания природы явления, употреблялось множество терминов, таких, как течение, пластическое течение, пластическая деформация и др. В настоящее время общепринятым термином для обозначения роста деформаций во времени под постоянной нагрузкой является «ползучесть».

График ползучести бетона во времени

Источник: blog.velesark.ru

Заполнители для растворов и бетонов. Виды заполнителей и их назначение в бетонах и растворах

Органические заполнители для бетона
При возведении теплоизоляционных конструкций и некоторых конструкционно-теплоизоляционных конструкций, используют органические заполнители для бетона. Такими заполнителями могут являться древесина, хлопчатник, костра и гранулы пенополистирола для приготовления стиропорбетона.

Заполнители для бетона: разновидности

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.

Неорганические заполнители искусственного происхождения.

Гравий керамзитовый.

Это специально изготовленный заполнитель, который получается после обжига гранулированной вспучивающейся глины. Данный заполнитель обладает сразу двумя положительными характеристиками он и лёгкий и прочный одновременно, его плотность может варьироваться от 250 до 800 кг/куб.м.

Гранулы после обжига покрываются прочной оболочкой, что и придаёт ей высокую прочность. В разрезе, керамзитовые гранулы имеют пористую структуру, что и придаёт им легкость. Благодаря двум этим важным характеристикам, керамзитовый гравий является самым распространённым заполнителем для пористого бетона.

Кроме самого керамзита, в качестве заполнителя применяют и керамзитовый песок, который получается в момент приготовления керамзитового гравия, но в небольших количествах и имеет размер зерен до 5 мм.

Так же керамзитовый песок может быть получен при обжиге гранул во взвешенном состоянии, либо путём дробления самого керамзитового гравия.

Шлаковая пемза.

Это тоже, специально изготовленный заполнитель, который получается после резкого охлаждения расплавленных металлургических доменных шлаков, что в последствии приводит к их вспучиванию. После дробления и рассеивания шлаковой пемзы получают пористый щебень.

В тех районах где металлургическая промышленность развита неплохо, распространено изготовление шлаковой пемзы, так как её производство обходится намного дешевле, чем производство керамзита.

Вспученный перлит.

Вспученный перлит
Перлиты, а так же обсидианы являются водосодержащими вулканическими стеклообразными породами, которые после обжига, при температуре от 950 до 1200°С, увеличиваются в объёме, примерно в 10-20 раз, из-за выделения воды, после чего и получается вспученный перлит.

Вспученный перлит применяют для производства не только легких бетонов, но и теплоизоляционных материалов.

Вспученный вермикулит.

По методу производства и применению вспученный вермикулит аналогичен предыдущему заполнителю, только вермикулит получается путём обжига водосодержащих слюд.

Металлургический гранулированный шлак.

Данный заполнитель является побочным продуктом металлургической промышленности, который образуется путём металлургических процессов на производстве и выглядит как песок с крупными зёрнами около 5-7 мм, а некоторые могут достигать до 10 мм.

Топливные отходы и шлаки.

Это пористые материалы в виде небольших кусков, которые были получены в результате спекания неорганических веществ, которые содержатся в угле. Топливные шлаки также являются лишь побочным продуктом, который получается в топке в качестве побочного продукта при сжигании твёрдого топлива, таких как: каменный и бурый уголь, антрацит, торф, сланцы, древесина и другие.

После получения шлаков, их подвергают легкому дроблению и рассеву для удаления вредных для бетона примесей, например несгоревшего угля.

Так же используют и золу, для приготовления зольного и глинозольного гравия.

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.

Разновидности щебня

Для приготовления бетона используется природный щебень. Этот заполнитель может быть гранитным, гравийным и известняковым. Наиболее прочным из них является гранитный. Такой щебень добавляют в бетон, используемый для создания конструкций, предполагающих высокую нагрузку: дорожных покрытий, мостовых, колонн, стен.

Гравийная щебенка не только уступает гранитной в эксплуатационных характеристиках, но и стоит дешевле нее. Она используется для создания фундаментов, ЖБИ, балок и дорожных плит. Такой заполнитель не подходит для возведения конструкций с высокими требованиями к морозоустойчивости. В нем содержится много глины, что ощутимо снижает прочностные, морозоустойчивые и водонепроницаемые характеристики бетона.

Известняковый щебень – материал с самыми низкими показателями прочности. Его нельзя использовать для возведения конструкций с большой нагрузкой. Такой наполнитель применяют только в частном строительстве для кладки полов, возведения стен, стяжки.

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.

Песок

Оптимальные характеристики песка для бетона маркировки М200:

• крупность – мелкозернистый от 2 до 2,5 мм;
• объем зерен свыше 5 мм — не более 20% от общей массы;
• тип – речной или карьерный, без примесей;
• насыпная плотность – от 1550 кг/м3;
• сухость – высушенный до постоянной массы.

Характеристики песка влияют на пластичность строительного состава и прочность готовой конструкции. Слишком мелкий или грязный заполнитель уменьшает крепость материала. Недостаточно просушенный песок отдает бетону всю свою влагу. Это нарушает водный баланс готовой смеси, снижая ее качество и эксплуатационные свойства.

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.

Заполнители для бетона и строительного раствора

Источник: xn--62-6kce2a8bo.xn--p1ai

Виды заполнителей для строительных растворов

Введение заполнителей в состав строительных растворов не только снижает уровень деформации, неизбежной при усадке здания и набухании материалов, но и значительно снижает стоимость раствора, так как чаще всего в качестве заполнителей используются недорогие составы.

Введение заполнителей в состав строительных растворов не только снижает уровень деформации, неизбежной при усадке здания и набухании материалов, но и значительно снижает стоимость раствора, так как чаще всего в качестве заполнителей используются недорогие составы. Кроме того, использование заполнителей для растворов придает им дополнительные сцепливающие свойства.

При изготовлении строительных растворов применяются заполнители, это, как правило, природные кварцевые и полевошпатные (или известняковые) пески. Для мастик же применяются наполнители, т. е. тонкомолотые порошки (например, мел, мраморная мука, пигменты).

Введение в растворы и мастики заполнителей и наполнителей придает им дополнительные ценные свойства, такие как повышение пористости и уменьшение теплопроводности (при введении легких заполнителей), усиливает сопротивление истиранию (при использовании особо твердых заполнителей); повышает кислотостойкость (при применении кислотоупорных наполнителей), увеличивает прочность на растяжение и изгиб (при введении волокнистых армирующих материалов типа асбестового волокна). За счет введения того или иного вида заполнителя или наполнителя улучшается и декоративный вид изделия.

Заполнитель песок: классификация по крупности

Песок — основной заполнитель в строительных растворах, состоит из зерен размером 0,14-5 мм. Средняя плотность песка не менее 1800 кг/м3.

Свойства раствора зависят от того, какой песок и заполнитель используются. Немаловажны и другие показатели: форма зерен, чистота песка, которая зависит от его происхождения. Форма зерен речного и морского песка окатанная, горного (или овражного) — остроугольная. Сцепление остроугольных зерен с цементным камнем лучше сцепления окатанных. Но горный песок нуждается в тщательной промывке, поскольку загрязнен глиной и органическими примесями.

В зависимости от минералогического и зернового состава, а также содержания вредных примесей определяется качество песка.

Зерновой состав песка определяется с помощью просеивания через сито. Модуль крупности заполнителя песок определяется как частное от деления суммы полных остатков на ситах от № 2,5 до № 0,14 (пыль в эту сумму не входит) на всю пробу.

Таблица «Классификация заполнителя песок по крупности»:

Песок

Полный остаток на сите № 0,63, %, по массе

Модуль крупности Mw

Для строительных растворов рекомендуется применять пески с модулем крупности 1,6-2,0.

В том случае если песок не отвечает требованиям ГОСТа по зерновому составу, он обогащается недостающими фракциями.

Нежелательные (вредные) примеси в песке — глина или мелкие пылевидные фракции, слюда, сернистые и сернокислотные соединения и органические вещества. Общее количество примесей, определяемое отмучиванием, не должно превышать 3% от массы.

Загрязненность песка вредными примесями устраняется при промывке.

Заполнитель асбест: группы и прочность

Асбест хризолитовый — волокнистый минерал, составляющие волокна которого в одном направлении связаны очень прочно, а в другом — слабо. По химическому составу заполнитель асбест представляет собой гидросиликат магния 3Mg0-2Si02-2H20.

Асбест имеет способность к расщеплению. При этом прочность этого заполнителя очень высока при растяжении вдоль волокон (около 3000 МПа). При распушке асбеста часть волокон разрывается, и прочность падает (600-800 МПа). Асбесту присущи гибкость, несгораемость (плавится при температуре около 1550 °С), высокая адсорбционная способность по отношению к цементу, малая теплопроводность и высокая щелочестойкость. Кислотостойкость асбеста незначительна.

Хризотиловый асбест делится на семь сортов (это зависит от длины волокна и содержания гали). Также существует четыре группы заполнителя асбест: жесткая, промежуточная, полужесткая и мягкая, в зависимости от текстуры (степени сохранности агрегатов волокна). Высший сорт асбеста имеет самые длинные волокна.

Заполнители, получаемые из плотных горных пород

Горные породы — это значительные по объему скопления минералов в земной коре. Они делятся на изверженные, осадочные и метаморфические (видоизмененные). Свое название они получили в соответствии с теми условиями, в которых образовались.

К метаморфическим горным породам относятся мраморы, состоящие из кристаллов кальцита (СаС03), иногда с примесью доломита. Мраморы легко распиливаются и хорошо шлифуются и полируются.

Каменная мука предназначена для отбеливания цементов в мозаичных растворах. Количество необходимой для раствора муки определяется степенью отбеливания. Допустимый предел этого количества — не более 30% от массы цемента.

Каменная мука получается путем распиливания гранита и мрамора или отсеивания каменной крошки. Тонкость помола определяется по остатку на сите с сеткой № 021 (900 отверстий на 1 см) и должна составлять не более 0,5% от массы пробы.

Каменная крошка изготавливается путем дробления кусков природного камня (гранита, мрамора). На это идут отходы камнедобывающих карьеров и камнеобрабатывающих заводов, а также природные камни, которые получаются путем механической обработки горных пород. У используемых для получения каменной крошки пород предел прочности на сжатие должен составлять не менее 60 МПа.

Классификация каменной крошки по крупности и назначению, мм:

• ФМ (фасадная мелкая) — менее 0,5;
• ФК (фасадная крупная) — от 0,5 до 2,5;
• ММ (мозаичная мелкая) — от 2,5 до 5;
• МС (мозаичная средняя) — от 5 до 10;
• МК (мозаичная крупная) — от 10 до 15.

Кислотостойкие наполнители — тонкомолотые андезит, базальт, диабаз, бештаунит, гранит, кварцевый песок — применяются при изготовлении кислотоупорных растворов и мастик. Их кислотостойкость должна быть не ниже 96%, влажность — не более 2%. Тонкость помола кислотостойких наполнителей определяется по остатку на сите с сеткой (№ 021) и не должна превышать 0,5% от массы пробы.

Дробленое стекло получается из отходов и боя непрозрачного и обычного стекла. Оно применяется в качестве декоративного заполнителя в мозаичных растворах, что позволяет создать при выполнении работы неповторимый рисунок. К тому же за счет этого стоимость раствора значительно уменьшается.

Дробленый уголь (антрацит) — ещё один заполнитель, получаемый из плотных горных пород, он используется в качестве декоративной добавки к растворам для мозаичных полов и каменных штукатурок. Его достаточно высокая плотность обеспечивает сопротивление истиранию.

Специальный вид заполнителей: пигменты

К специальному виду заполнителей относятся пигменты для мозаичных растворов и ксилолитовых смесей.

Для получения декоративных мозаичных растворов и смесей используются белый, цветной пигмент и пигменты краски. Пигменты снижают объемные деформации при твердении и изменении влажности окружающей среды, эту же функцию выполняют заполнители в строительных растворах и наполнители в мастиках.

Содержание пигментов в неорганических растворах и смесях не должно превышать 10%, в органических — 0,3%. Несоблюдение этих параметров снижает прочность растворной смеси.

Пигменты, вводимые в декоративные растворы в качестве заполнителей, должны обладать способностью передавать цветовой тон смеси, обладать свето-устойчивостью и быть безвредными для здоровья работающих.

Источник: www.stroy-dom.net

Заполнители для бетона — виды, 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 статье мастер сантехник расскажет, какие бывают заполнители для бетона и строительного раствора.

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:

• 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.
• 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.

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.

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.

Требования к заполнителям для бетонной смеси

Требования к бетону обусловлены характером строящегося объекта. Конструкции из тяжелого бетона, например, нуждаются в чистоте заполнителя. В регионах с суровым климатом нужны морозостойкие материалы, а в зонах с умеренным — добавки, ускоряющие затвердевание.

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.

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.

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.

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.

Предназначение специального бетона — выдерживать высокую нагрузку в экстремальных условиях. Такой материал после застывания приобретает:

• Жаростойкость. Заполнитель — алюмофосфатное жидкое стекло с отвердителями. Применяется при строительстве огнеупорных объектов.
• Гидроустойчивость. Базовые заполнители — водостойкие и низкотермичные шлакопортланд-цемент и пуццолановый портландцемент. Добавляются кварцевый песок, андезит, диабаз, базальт в виде щебня и другие минералы. Используется при возведении наземных и подземных гидротехнических сооружений.
• Морозоустойчивость до 300 этапов замерзания-оттаивания. Присадками служат молотые природные цеолитсодержащие добавки активных кремнезема и глинозема. Применяется комплексная добавка СНВ (смола нейтрализованная воздухововлекающая) и СДБ (сульфитно-дрожжевая бражка). При низких температурах стабильность присуща всем специальным бетонам.
• Кислотоустойчивость. В бетон добавляют кварцевый песок, щелочные шлаки, жидкое стекло, отвердитель (кремнефтористый натрий). Применяют для изготовления бетонных конструкций, контактирующих с агрессивными средами в химической промышленности.

К специальным присадкам также относят магнетит, карбиды бора, барит, кальциевую известь, свинцовую стружку и др.

Такие присадки требуются для легкого бетона. Существует три основных вида:

• Натуральные — пемза, вулканических шлак или туф, карбонаты.
• Искусственные — керамзит, аглопорит, гранулированный или отвальный шлак, вспученный перлит или вермикулит.
• Полученные из производственных отходов — топливные, отвальные или металлургические шлаки, грубодисперсные золы уносы и золошлаковые смеси.

Их величина должна колебаться в средних пределах 5—40 мм. По присутствию базового заполнителя в смеси легкие бетоны разделяют на вермикулитобетон, керамзитобетон, перлитобетон, туфобетон, пенобетон и др.

Конструкционно-теплоизоляционные материалы (пенобетон, газобетон, керамзитобетон, полистиролбетон) создаются на базе присадок повышенной пористости. По сравнению с ячеистыми продуктами они имеют лучшую прочность и меньшую усадку.

К теплоизоляционным заполнителям для бетонов и растворов относятся также гравиеподобные присадки в аморфизированнойм стекловидном состоянии: азерит, диолит, пеностеклогранулят, баротелит, пеностекло, туфоаргеллиты, витрозиты, витрофиры.

Их используют для возведения теплоизоляционных конструкций, теплых стяжек, наружных стен, фасадов, кровли и объектов со средней несущей способностью.

Наряду с перечисленными выше заполнителями, в бетоны могут быть добавлены прочие добавки, наделяющие его специфическими характеристиками:

• Антипирены предназначены для повышения противопожарных свойств. Эта возможность обеспечена их способностью плавиться, выделяя противостоящие горению газы.
• Порозаполнители повышают влагостойкость и прочностные характеристики бетонов за счет заполнения пор. Их наносят на уже готовый камень.
• Газообразователи изменяют структуру камня, придают пористость. Наиболее часто используется алюминиевая пудра. С ее помощью получают неавтоклавные газоблоки.
• Добавки, ускоряющие застывание смеси. .

В некоторые специальные виды заполнителей входят карбид бора или вещества, содержащие легкие элементы — водород, литий, кадмий.

Влияние наполнителя на марку бетона

Основной показатель механических качеств бетонных смесей — прочность на сжатие, обозначается латинской буквой B и цифрой, указывающей давление в мегапаскалях, которое выдерживает данный материал.

Стойкость материала обозначается также сочетанием буквы М с цифрами от 50 до 1000 (в кгс/см²). Это марка бетона.

Например, для производства лестниц, заборов и мостиков берется марка М250. В марку M500 добавлены пластификаторы, ее используются исключительно для создания высокопрочных конструкций: станций метро, плотин, железнодорожных туннелей.

Прочность смеси зависит не только от соотношения цемента и воды, но и от чистоты, размера гранул, правильного смешения компонентов.

Заполнители для бетонов должны быть вдвое прочнее, чем раствор, чтобы предупредить деформирование изделия во процессе затвердевания.

В сюжете — Заполнители для бетона

В сюжете — Рассказывается о мелком заполнителе для бетонных и растворных смесей

В сюжете — На примере условного обозначения характеристик бетонной смеси поговорим о том, какими свойствами должен обладать этот материал для выполнения тех или иных задач

Таким образом, заполнители считаются наиболее важным ингредиентом бетона. Они наделяют его уникальными свойствами, изменяя структуру. К их выбору нужно подходить ответственно, учитывая отдельные характеристики самого заполнителя и целевое назначение готового камня.

Более функциональные бетонные конструкции, полученные путем разумного использования добавок и заполнителей, способны противостоять практически любому воздействию извне.

Источник: tvin270584.livejournal.com