Заполнители для тяжелого бетона

Заполнители занимают в бетоне до 80 % объема и оказывают влияние на свойства бетона, его долговечность и стоимость. Введение в бетон заполнителей позволяет резко сократить расход цемента, являющегося наиболее дорогим и дефицитным компонентом. Кроме того, заполнители улучшают технические свойства бетона. Жесткий скелет из высокопрочного заполнителя несколько увеличивает прочность и модуль деформации бетона, уменьшает деформации конструкций под нагрузкой, а также ползучесть бетона — необратимые деформации, возникающие при длительном действии нагрузки

В бетоне применяют крупный и мелкий заполнитель. Крупный заполнитель (более 5 мм) подразделяют на гравий и щебень. Мелким заполнителем в бетоне является естественный или искусственный песок [31].

Требования к мелким заполнителям

• 2.1.1 В качестве мелких заполнителей для бетонов по ГОСТ 26633 применяют природный песок или песок из отсевов дробления горных пород с истинной плотностью от 2000 до 2800 кг/м³, их смеси (с модулем крупности от 1,5 до 3,0), соответствующие требованиям ГОСТ 8736 [32] или ГОСТ 31424, песок из доменных и ферросплавных шлаков черной металлургии и никелевых и медеплавильных шлаков цветной металлургии по ГОСТ 5578[33], а также золошлаковые смеси по ГОСТ 25592.
• 2.1.2 В соответствии с ГОСТ 8736 различают:
  • - природный песок - неорганический сыпучий материал с крупностью зерен до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения скальных горных пород и получаемый при разработке песчаных и песчано-гравийных месторождений без использования или с использованием специального обогатительного оборудования;

• - дробленый песок - песок с крупностью зерен до 5 мм, изготавливаемый из скальных горных пород и гравия с использованием специального дробильно-размольного оборудования;
• - фракционированный песок - песок, разделенный на две или более фракций с использованием специального оборудования;
• - песок из отсевов дробления - неорганический сыпучий материал с крупностью зерен до 5 мм, получаемый из отсевов дробления горных пород при производстве щебня и из отходов обогащения руд черных и цветных металлов и неметаллических ископаемых и других отраслей промышленности;
• 2.1.3 Применение в исключительных случаях материалов для бетона, показатели качества и количество которых не соответствуют требованиям ГОСТ 26633, должно быть обосновано предварительными исследованиями в аккредитованных лабораториях для подтверждения возможности и технико-экономической целесообразности получения бетонных смесей и бетонов со всеми требуемыми по проекту нормируемыми показателями качества и требуемой долговечностью.
• 2.1.4 Мелкий заполнитель для бетона выбирают по зерновому составу, содержанию пылевидных и глинистых частиц, петрографическому составу, радиационногигиенической характеристике. При подборе состава бетона учитывают плотность, водопоглощение (для песков из отсевов дробления), пустотность, а также прочность исходной горной породы на сжатие в насыщенном водой состоянии (для песков из отсевов дробления).
• 2.1.5 В отличие от ГОСТ 26633-91 в ГОСТ 26633-2012 для обычных бетонов нет конкретных требований по зерновому составу.

Оптимальный зерновой состав песка в бетоне для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов должен соответствовать приведенному в таблице 2.1. При этом учитывают только зерна, проходящие через сито с круглыми отверстиями диаметром 5 мм.

При несоответствии зернового состава песка для бетона покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов указанным требованиям необходимо провести исследования по 2.1.3.

Таблица 2.1 - Зерновой состав мелкого заполнителя

2.1.6 Марки по прочности исходной горной породы или гравия, из которых из

готовляют песок из отсевов дробления и обогащенный песок из отсевов дробления для бетонов дорожных и аэродромных покрытий и оснований должны быть не ниже приведенных в таблице 2.2, о чем должно быть указано в документе о качестве на песок.

Таблица 2.2 - Марки по прочности исходной горной породы и гравия

для изготовления песка

2.1.7 Виды вредных примесей и характер возможного воздействия их на бетон приведены ниже.

К вредным примесям относят включения следующих пород и минералов: аморфные разновидности диоксида кремния (халцедон, опал, кремень и др.), сульфаты (гипс, ангидрит и др.), слоистые силикаты (слюды, гидрослюды, хлориты и др.), магнетит, гидроксиды железа (гетит и др.), апатит, нефелин, фосфорит, галоиды (галит, сильвин и другие), цеолиты, асбест, графит, уголь, горючие сланцы.

Вредные примеси в бетоне (в заполнителях, применяемых для производства бетона) могут вызывать:

• - снижение прочности и долговечности бетона;
• - ухудшение качества поверхности и внутреннюю коррозию бетона;

- коррозию арматуры в оетоне.

Основные вредные примеси, снижающие прочность и долговечность бетона: уголь, графит, горючие сланцы; слоистые силикаты (слюды, гидрослюды, хлориты и др.); цеолиты, апатит, нефелин, фосфорит.

Основные вредные примеси, вызывающие ухудшение качества поверхности и внутреннюю коррозию бетона:

• - аморфные разновидности диоксида кремния, растворимого в щелочах (халцедон, опал, кремень и др.), хлорит и некоторые цеолиты;
• - сера, сульфиды (пирит, марказит, пирротин и др.);
• - сульфаты (гипс, ангидрит и др.);
• - магнетит, гидроксиды железа (гетит и др.).

Основные вредные примеси, вызывающие коррозию арматуры в бетоне:

• - галоиды (галит, сильвин и др.), включающие водорастворимые хлориды;
• - сера сульфиды и сульфаты.

Допустимое содержание пород и минералов, отнесенных к вредным примесям в заполнителях:

• - аморфные разновидности диоксида кремния, растворимого в щелочах (халцедон, опал, кремень и др.) - определяется испытаниями заполнителя в бетоне. Способность заполнителей вступать в реакцию с щелочами следует определять по деформации расширения при испытании по ГОСТ 8269.0(34],
• - сера, сульфиды, кроме пирита (марказит, пирротин и др.) и сульфаты (гипс, ангидри т и др.) в пересчете на SO.< - не более 1,5 % по массе для крупного заполнителя и 1,0 % по массе - для мелкого заполнителя;
• - пирит в пересчете па SO., - не более 4 % по массе;
• - слоистые силикаты (слюды, гидрослюды, хлориты и др., являющиеся породообразующими минералами) - не более 15 % по объему для крупного заполнителя и 2 % по массе - для мелкого заполнителя;
• - магнетит, гидрооксиды железа (гетит и др.), апатит, нефелин, фосфорит, являющиеся породообразующими минералами, - каждый в отдельности не более 10 %, а в сумме - не более 15 % по объему;

• - галоиды (галит, сильвин и др.), включающие водорастворимые хлориды, в пересчете на ион хлора - не более 0,1 % по массе для крупного заполнителя и 0,15 % по массе - для мелкого заполнителя;
• -свободное волокно асбеста - не более 0,25 % по массе;
• -уголь - не более 1 % ио массе.
• 2.1.8 Заполнители, содержащие включения вредных примесей, превышающие значения, приведенные в п. 2.1.5, а также цеолит, графит и горючие сланцы, могут применяться для производства бетона только после проведения испытаний в бетоне в соответствии с требованиями п. 2.1.3.