Вся электронная библиотека >>>

 Бетоны. Заполнители для бетонной смеси >>

  

 Строительство. Бетоны

Заполнители бетона


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

Глава 3. ВЛИЯНИЕ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ НА СВОЙСТВА БЕТОННОЙ СМЕСИ

 

 

Состав бетонной смеси и ее технологические свойства, необходимые для обеспечения удовлетворительного перемешивания, транспортирования, укладки и уплотнения, в значительной мере определяются содержанием и качеством применяемых заполнителей.

 

СОСТАВ БЕТОННОЙ СМЕСИ

 

При проектировании состава бетонной смеси, как правило, исходят из необходимости получения бетона заданной прочности и консистенции при минимальном расходе цемента. Для бетонов плотной структуры требование минимального расхода цемента обеспечивается максимальным насыщением объема бетона заполнителями.

При этом условно допускаются, что все пустоты в крупном заполнителе могут быть заполнены мелким без раздвижки зерен. В действительности это невозможно, так как вблизи контактов зерен крупного заполнителя зазоры между ними столь узки, что вокруг каждой точки контакта образуется некоторая зона пустот, не-рстунных для заполнения песком.

Таким образом, если взять объем песка Ум=0,01 УПуст. к, то зерна крупного заполнителя в смеси неминуемо будут раздвинуты и пустотность смеси несколько увеличится. На практике, исходя из требуемой   подвижности   или   жесткости   бетонной   смеси,  объем песка в смеси заполнителей обычно берут с некоторым избытком к пустотности крупного заполнителя, определяя этим раздвижку зерен последнего.

Пустотность смеси заполнителей определяет расход цементного теста. Чем меньше крупного заполнителя в смеси, тем больше пустотность и расход цементного теста. Если вообще отказаться от применения крупного заполнителя, то получают мелкозернистый бетон, пустотность заполнителя для которого в вышеприведенном примере составит 27 %, почти в 2,5 раза больше, чем при расходе на 1 м3 смеси 0,9 м3 крупного заполнителя.

 

 

Соответственно возрастает и расход цемента. Поэтому, как правило, стремятся насытить бетонную смесь крупным заполнителем (не менее 0,7 м3 на 1 м3 смеси).

Н. Я. Спивак предложил оценивать зерновой состав заполнителей для легкого бетона «структурным фактором» — отношением объема мелкого заполнителя в насыпном виде к сумме пофракционных объемов мелкого (М) и крупного (К) заполнителей. Оптимальное значение этого показателя, обеспечивающее лучшие свойства легкого бетона при наименьшем расходе цемента, определяют максимумом суммы пофракционных объемов мелкого и крупного заполнителей в единичном объеме смеси, т. е. наименьшей пустот-иостью смеси заполнителей.

С целью снижения расхода цемента следует применять также крупный заполнитель с возможно меньшей пустотностью. Для этого составляют наиболее рациональные смеси различных по крупности фракций заполнителя.

Чем больше диапазон крупности зерен в смеси заполнителя, тем меньше может быть расход цемента, поскольку каждое более крупное зерно заполнителя замещает равновеликий объем бетонной смеси. Поэтому при бетонировании массивных сооружений помимо обычного заполнителя добавляют так называемый «изюм» — крупный булыжник, рваный камень и т. п.

Согласно СНиП, предельная крупность заполнителя должна быть не больше 3/4 расстояния между прутьями арматуры в железобетоне, или V4 наименьшего размера сечения балочных элементов, или '/г толщины плитных элементов. Следует иметь в виду, что уменьшение предельной крупности заполнителя ведет к относительному перерасходу цемента.

Цементное тесто расходуется не только на заполнение межзерновых пустот в заполнителе, но и на обволакивание всех его зерен. При этом в зависимости от вязкости цементного теста имеет место большая или меньшая раздвижка зерен заполнителя. Таким образом 1 м3 заполнителя за счет обмазки его зерен цементным тестом как бы разбухает.

Расход цементного теста на 1 м3 бетона тем больше, чем больше удельная поверхность заполнителя. При этом наибольшее значение имеет удельная поверхность песка: чем мельче зерна, тем больше удельная поверхность. Поэтому в скобках приведенных формул основной вес имеет первое слагаемое. Удельная поверхность гравия составляет 1 ... 5 см2/г, обычного песка средней крупности— 40... 70, а мелкого песка—до 200 см2/г, т. е. 20 м2/кг, или 2 га/т. Естественно, что применение слишком мелких песков ведет к перерасходу цемента.

Как указано выше, пустотность и удельная поверхность заполнителей зависят не только от крупности, но и от формы зерен. При одинаковой крупности гравий, состоящий из зерен округлой, окатанной формы, способных укладываться более компактно, отличается от щебня несколько меньшей пустотностью и меньшей удельной поверхностью зерен. Некоторые виды пористых заполнителей имеют сильно развитую поверхность, открытую пористость и повышенную пустотность (природная и шлаковая пемза, аглопоритовый щебень, топливные шлаки). Для таких заполнителей особенно важно иметь объективные оценки характеристик, получаемые при испытании в бетоне (цементном тесте).

Таким образом, от содержания и качества заполнителей зависит расход цементного теста, необходимого для получения бетона плотной структуры. Однако заполнители влияют не только на расход цементного теста, но и на его качество, поскольку связывают в бетонной смеси часть воды затворения и тем самым изменяют истинное водоцементное отношение. Это необходимо учитывать, определяя заранее водопотребность заполнителей

Расчет водопотребности обычных заполнителей для тяжелого бетона сравнительно прост, поскольку в основном учитывает воду, добавляемую на смачивание поверхности зерен заполнителей. Если же заполнители пористые, то они способны поглотить из бетонной смеси гораздо больше воды, причем этот процесс растянут во времени.

В оценке значимости этого явления пока нет единого мнения, что связано со сложностью как самого процесса, так и его последствий.

По М. 3. Симонову, в легком бетоне на пористых заполнителях происходит процесс самовакуумирования: заполнители, как микронасосы, отсасывают воду, уплотняя тем самым цементное тесто. В результате повышается прочность цементного камня, улучшается его сцепление с поверхностью заполнителя, растет прочность бетона. Многие исследователи подтверждают эту точку зрения экспериментальными данными, согласно которым цементный камень в контактных зонах легкого бетона более прочен и имеет более плотную структуру. Н. К. Хохрин связывает с самовакуумированием повышенную химическую стойкость бетонов и в связи с этим рекомендует применять заполнители с большим капиллярным водопоглоще-нием.

Согласно другим данным (Т. Ю. Любимовой), микротвердость цементного камня в зоне контакта с пористыми заполнителями снижается. Нередко отмечается, что если в зоне контакта с пористыми заполнителями цементный камень плотнее, то это сопровождается его разрыхлением в межзерновых зонах.

В зарубежной практике пористые заполнители, как правило, рекомендуют предварительно увлажнять. Опыты показывают, что на водонасыщенных пористых заполнителях (когда самовакуумирование исключено) получается бетон не меньшей прочности, чем на сухих.

В Одесском инженерно-строительном институте (А. А. Кучеренко и др.) изучена и предложена предварительная обработка поверхности пористого заполнителя (керамзитового гравия) эмульсией ГКЖ-94 с целью гидрофобизации. В результате водопоглоще-ние заполнителя резко уменьшается, и это, согласно опытным данным, положительно сказывается на прочности и стойкости бетона.

Во всех случаях водопоглощение заполнителей следует определять и учитывать при проектировании состава бетонной смеси. Водопоглощение зависит от пористости заполнителей, а также и от вида пор, которые могут быть открытыми или замкнутыми, крупными или мелкими, в форме ячеек или капилляров. Наиболее интенсивный отсос влаги, который может привести к значительному обезвоживанию цементного теста и потере удобоукладываемости бетонной смеси, наблюдается при применении заполнителей с открытой мелкой пористостью, особенно капиллярной.

 

К содержанию:  Заполнители для бетона

 

Смотрите также:

 

  Полимерные бетоны   Высокопрочный бетон  Растворы строительные  Смеси бетонные   Бетоны  Монолитный бетон и железобетон  Отделочные и облицовочные материалы Строительные материалы и изделия  Строительные материалы   Стройматериалы

 

Свойства заполнителей

Заполнители органические. Древесные заполнители

Наполнители

О заполнителях, наполнителях и добавках

Крупные заполнители

Мелкие заполнители. Песок

Заполнители неорганические

О заполнителях из камыша и костры и о полимерных заполнителях

 

ЗАПОЛНИТЕЛИ ДЛЯ БЕТОНА

Добавки в бетонные смеси

Минеральные порошки-заменители цемента (активные минеральные добавки и наполнители)

Суперпластификаторы

Методы выдерживания бетона на морозе

Биоциды

Комплексные добавки

Добавки в бетонные смеси. Добавки пластифицирующего действия

Регулирующие схватывание бетонных смесей и твердение бетонов

Регулирующие пористость бетонной смеси и бетона

Придающие бетону специальные свойства

Полифункционального действия

Комплексные добавки-модификаторы

Армирующая фибра

Добавки для бетона

 

Заполнители

Изменение насыпной плотности песка в зависимости от его влажности

Цементы. Цементы на основе портландцементного клинкера. Портландцемент и шлакопортландцемент

Цементы сульфатостойкие

Цемент для строительных растворов

Портландцементы белые

Алюминатные цементы

Тенденции в области развития нормативной базы цементной промышленности

Цементные бетоны. Бетоны

Выбор материалов для бетона

Общие положения по расчету состава бетона

Добавки в бетон

 

ПРИГОТОВЛЕНИЕ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ. Свойства бетонных смесей

Приготовление бетонных смесей

 

НАУКА О ЦЕМЕНТЕ

1.2. ПОЛУЧЕНИЕ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

1.3. СОСТАВ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

1.4.2. Двухкальциевый силикат

1.4.3. Трехкальциевый алюминат

1.4.4. Ферритная фаза

1.4.5. Портландцемент

1.5. МЕХАНИЗМ ГИДРАТАЦИИ

1.5.2. Трехкальциевый алюминат

1.5.3. Портландцемент

2. ДОБАВКИ-УСКОРИТЕЛИ

3. ВОДОПОНИЗИТЕЛИ И ЗАМЕДЛИТЕЛИ СХВАТЫВАНИЯ

3.1.1. Классификация добавок-водопонизителей по их влиянию на сроки схватывания и темп гидратации цемента

3.1.2. Химический состав и производство добавок-водопонизителей — замедлителей схватывания

3.1.2.1. Лигносульфонаты

3.1.2.2. Гидроксикарбоновые кислоты

3.2. ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДОПОНИЗИТЕЛЕЙ-ЗАМЕДЛИТЕЛЕЙ

3.2.2. Технология введения добавок

3.2.3. Условия хранения и время жизни добавок

3.2.4. Дозировка добавок

4. СУПЕРПЛАСТИФИКАТОРЫ

4.1.1. Классификация суперпластификаторов

4.1.2. Пластифицирующее действие

4.1.3. Области применения и ограничения

4.2. ДЕЙСТВИЕ СУПЕРПЛАСТИФИКАТОРОВ НА ЦЕМЕНТНЫЕ ПАСТЫ

4.2.2. Адсорбция

4.2.3. Дзета-потенциал (£-потенциал)

4.2.4. Гидратация цемента и микроструктура цементного камня

4.2.5. Оценка качества добавок

4.3. БЕТОННАЯ СМЕСЬ

6. МИНЕРАЛЬНЫЕ ДОБАВКИ

6.3.1. Вулканические стекла

6.3.2. Вулканические туфы

6.3.3. Обожженные глины и сланцы

6.3.4. Диатомовые земли

6.4.1.2. Зола рисовой шелухи

6.4.1.3. Кремнезем, осажденный из газовой фазы – белая сажа

6.4.1.4. Доменный шлак

6.4.1.5. Другие шлаки

8.2. ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ПРОТИВОМОРОЗНЫХ ДОБАВОК

9. СМЕШАННЫЕ ДОБАВКИ

9.3.6.2. Состав бетонной смеси

9.4. ДОБАВКИ, ПОНИЖАЮЩИЕ ВЛАГО-И ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ

9.4.1. Виды добавок

9.4.7. Применение добавок

9.5. ДОБАВКИ, ЗАЩИЩАЮЩИЕ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЩЕЛОЧЕЙ НА ЗАПОЛНИТЕЛИ

9.5.2. Виды химических добавок

9.6. ДОБАВКИ, ОБЛЕГЧАЮЩИЕ ПОДАЧУ БЕТОНА И РАСТВОРА НАСОСАМИ

9.6.2. Виды добавок

9.6.3.2. Введение добавки

9.7. ФЛОКУЛИРУЮЩИЕ ДОБАВКИ

9.7.2 Виды добавок

9.8. БАКТЕРИЦИДНЫЕ, ФУНГИЦИДНЫЕ И ИНСЕКТИЦИДНЫЕ ДОБАВКИ

9.8.2. Виды добавок

9.9. ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ

9.9.2. Виды добавок

9.9.4.1. Введение добавки

9.10. ДОБАВКИ ДЛЯ ТОРКРЕТИРОВАНИЯ БЕТОНА

 

7.3.1.3. Заполнители

7.3.2. Подбор состава смеси