Наполнители для бетона

Заполнители для бетона и растворов: что это такое, основные виды (крупные и мелкие)

Прочность зданий и сооружений зависит не только от правильно подобранного типа цемента, важны и другие заполнители для бетона, которые используются в строительстве в качестве дополнительных компонентов. Существует множество присадок, упрочняющих основу бетона и меняющих его свойства в зависимости от назначения сооружаемого объекта.

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.

Виды заполнителей

Общая масса дополнительных веществ в смеси доходит до 80%.

Видовое различие заполнителей основано на двух параметрах:

• размер фракции материала;
• предназначение присадки.

Есть отличия и по происхождению заполнителей:

• природные вещества;
• искусственное (термообработанное) сырье;
• отходы промышленного производства;
• переработанные отходы.

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.

Крупные

Гравий — наиболее востребованный заполнитель, подходит для многих бетонных смесей. Представляет собой осадок горной породы и имеет рыхлую структуру с вкраплениями других минералов. Размер его гранул колеблется от 5 до 70 мм. Насыпная плотность равна в среднем 1400 кг/м³, марка прочности — 1200, морозостойкость — F-350.

Гранит — самый долговечный из крупных заполнителей. У него высокие показатели плотности (до 1700 кг/м³).Так же как гравий, он производится в виде мелких, средних и крупных гранул (5-70 мм). Материал обладает низким влагопоглощением и поэтому морозостоек. В его составе содержится незначительное количество пыли. Применяется при строительстве автодорог, фундаментов, подпорных стенок, мостов.

Щебень получают методом дробления горных пород и некондиционных отходов горных и строительных предприятий (кирпич, шлак, зола). В нем нет примесей. Угловатые гранулы щебня имеют многообразную окраску и по форме похожи на куб. В отличие от гравия и гранита поверхность щебня более шероховатая, поэтому, обладая высокой адгезией, он усиливает прочность бетона.

Мелкие

Без крупных заполнителей можно создавать мелкозернистые смеси. Но, если в бетоне будет отсутствовать мелкие присадки, плотный камень получить нельзя.

По ГОСТ, в цементных или цементно-известковых растворах размер зерен песка не может превышать 2 мм. В гипсовом или гипсово-известковом бетоне в мелком заполнителе должны содержаться гранулы до 1 мм. Гранул размером 10 мм в смесях быть не должно.

Во всех видах песка ограничивается наличие примесей — глины, пирита, гипса. Для растворов используют чистые природные и искусственные пески с содержанием пылевато-глинистых частиц не более 3%.

Добавление мелких заполнителей для бетона влияет на его финальные качества — прочность, безусадочность, морозоустойчивость.

Классификация по назначению

Присадки в смеси добавляются для оптимизации состава цементного теста и повышения стойкости стройматериала.

Специальные

Предназначение специального бетона — выдерживать высокую нагрузку в экстремальных условиях.

Такой материал после застывания приобретает:

1. Жаростойкость . Заполнитель — алюмофосфатное жидкое стекло с отвердителями. Применяется при строительстве огнеупорных объектов.
2. 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.
3. 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.
4. 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.

Пористые

Такие присадки требуются для легкого бетона.

В эту категорию входят:

• натуральные заполнители (пемза, вулканический пепел, дробленый туф, пористый известняк, ракушечники, диатомит и др.);
• отходы промышленного производства (шлаки и зола);
• искусственные присадки (керамзит, аглопорит, шлаковая пемза, перлит, обожженный вермикулит и др.).

По присутствию базового заполнителя в смеси легкие бетоны разделяют на вермикулитобетон, керамзитобетон, перлитобетон, туфобетон, пенобетон и др.

Теплоизоляционные

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.

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

Прочие добавки

Для архитектурных вариантов бетонного теста кроме разноцветного цемента и дробленых зернистых заполнителей применяют отбеливающие, модифицирующие, пластифицирующие добавки в бетон.

Для придания специфических свойств добавляют:

• антипирены, повышающие противопожарную стойкость;
• ускорители затвердевания смеси;
• порозаполнители, увеличивающие влагостойкость и прочность;
• полимерные смеси (эпоксидные смолы, полиэфир и фуран);
• пластификаторы, усиливающие влагостойкость.

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.

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.

Заполнители для бетонов – особенности пористых, теплоизоляционных добавок

Как известно, бетоны бывают разными по составу и структуре, точно также могут отличаться и их составляющие. К таким непостоянным компонентам относятся заполнители для бетонов – они могут быть пористыми, плотными или обладать некоторыми особыми свойствами, к примеру, жаростойкостью или кислотоустойчивостью. Далее мы подробней ознакомимся с основными видами наполнителей и их особенностями.

Наполнители для бетонов

Общие сведения

Что же такое заполнитель? Как правило, это мелкий раздробленный камень, выбор которого, чаще всего, зависит от ближайших месторождений.

Традиционными наполнителями для бетона являются следующие компоненты:

• Щебень;
• Песок;
• Гравий;
• Пемза, а также многое другое.

Нередко в качестве наполнителей используют всевозможные отходы вроде шлаков. Их применение обусловлено экономией, так как цена бетона в этом случае существенно снижается.

Как правило, в бетонном растворена заполнители приходится 80-85% от общей массы. Отсюда следует, что важность выбора этого компонента сложно переоценить, так как он составляет основную часть материала.

Процентное соотношение компонентов в бетоне

Виды наполнителей

Заполнители для растворов и бетонов можно классифицировать по назначению:

• Для тяжелых или легких бетонов;
• Декоративных;
• Теплоизоляционных;
• Кислотостойких и других видов специальных материалов.

Кроме того все существующие виды заполнителя можно поделить на два типа:

Теперь подробней рассмотрим предназначение каждого.

Мелкий

Использование мелкого наполнителя необходимо для уменьшения пустот между частицами крупного заполнителя. От того насколько удачно будут расположены частицы, зависит то, насколько крепким получится бетон.

Мелкий заполнитель для бетона состоит из мельчайших частиц. Преимущественно, в качестве мелкого заполнителя используют песок. Основным его достоинством является минимальный размер крупиц, который составляет 0,16-5 мм, а также высокая плотность — 1,8 г/см3.

Песок существует двух типов:

• Природный – полученный в результате разрушения горных пород естественным путем;
• Искусственный – полученный в результате специальной обработки горной породы.

Чаще всего используют природный песок следующих видов:

На фото — кварцевый песок

Для определения качества песка необходимо обратить внимание на такие моменты как:

• Минеральный и зерновой состав;
• Наличие вредных примесей.

Зерновой состав заполнителя определяют при помощи набора сит с разными размерами ячеек. Конечно, весь песок просеивать не обязательно, одного-двух килограммов будет вполне достаточно. Крупных зерен в его составе должно быть не более 5 процентов, кроме того, в нем не должны присутствовать частицы более 10 мм.

Контрольные лабораторные сита для песка

Специалисты даже придумали специальный термин – «модуль крупности». Этот термин означает соотношение оставшихся крупных частиц в сите к остальному песку, взятому для пробы.

В итоге можно сказать, что крупность заполнителя бетона является важным моментом, который влияет на качество бетона. Поэтому при его использовании необходимо, следить за процентным соотношением размеров частиц. Мельчайших крупинок вроде пыли должно быть не более трех процентов, а фракций размером 0,16 – не более 10 процентов.

Обратите внимание!
Содержание глины в песке способно уменьшить морозостойкость бетонной конструкции.
Поэтому песок перед использованием принято очищать путем промывки.

При использовании природного песка необходимо также обращать внимание на содержание примесей в составе. Иногда встречается наполнитель с органическими добавками, использование которого приводит в будущем к разрушению цемента. Наличие таких примесей определяется цветовым методом.

Надо сказать, что существуют безусадочный бетон на мелком заполнителе, в который добавляют специальные смеси и полимерную фибру. Особые свойства материал получает благодаря применению мельчайших фракций наполнителя. Фибра в этом случае повышает прочность бетона.

Гравий для бетона

Крупный заполнитель

Наиболее распространенные крупные заполнители – это гравий и щебень.Их частицы должны находиться в пределах 5-70 мм. Однако, размеры во многом зависят от типа бетона. К примеру, крупность заполнителя для тяжелого бетона, используемого для массивных конструкций, может составлять вплоть до 150 мм.

Если выбирать между щебнем и гравием, то лучше отдать предпочтение щебню, так как в гравии чаще бывают различные примеси. Щебень же получают искусственным путем, за счет дробления горных пород, поэтому он лишен таких недостатков.

Совет!
Как правило, в строительстве применяют настолько прочный бетон, что его обработка становится сложной задачей.
Для ее решения используют алмазный инструмент, в частности зачастую применяется резка железобетона алмазными кругами или шлифовка алмазными чашками.

В отличие от гравия, зерна щебня обладают угловатой формой, приближенной к кубической.Благодаря шероховатости, такие частицы лучше сцепляются с цементом.Поэтому, для получения высокопрочных бетонов используют исключительно щебень.

Чтобы проанализировать качество крупного наполнителя, надо определить его минеральный и зерновой состав. Кроме того, следует обратить внимание на степень прочности исходной породы. Она должна в 2 или хотя бы в 1,5 раза превышать прочность бетона соответствующей марки.

Обратите внимание!
От морозостойкости наполнителя будет зависеть морозостойкость всей бетонной массы.

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.

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.

Вывод

Заполнители являются важным компонентом бетона, который способен кардинально изменить свойства материала. Поэтому к их выбору необходимо подходить очень ответственно, учитывая свойства, которые требуются от бетона в том или ином случае.

Из видео в этой статье можно получить дополнительную информацию по данной теме.

Заполнители для бетона и раствора

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 бетонах наблюдается более высокая пористость, непроницаемость или другие специальные свойства, такие как жаростойкость, кислотоустойчивость.

Определение

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.

Назначение

Целью применения заполнителей для цементной смеси является создание прочного каркаса, выдерживающего мощные нагрузки. Готовый продукт способен противостоять разрушениям, имеет высокий коэффициент усадки и придает антикоррозионные свойства арматурному каркасу.

Овражный и карьерный песок с мелкой фракцией применяются в качестве наполнителей для кладочных смесей. Для осуществления конструкционных работ из бетона, используется речной песок с минимальным содержанием примесей. Для приготовления штукатурных смесей применяется мраморная или гранитная крошка круглой формы с фракционным составом до 3 мм.

Таким заполнителям отдают предпочтение при приготовлении бетонов промышленного, жилищного, военного назначения. Такой категории веществ отвечает щебень или гравий с размером зерен 0,5—12 см и насыпной плотностью более 1 000 кг/м3. Наиболее крупные материалы предназначены для строительства массивных конструкций или кладки слоев толщиной более 40 см.

На мелких заполнителях готовятся бетоны для монолитного, индивидуального и каркасного строительства, например, при обустройстве фундаментов. Такие фракции удобны для смешения в портативных бетономешалках. Когда высокая прочность не требуется, наполнителем могут быть отходы производства, такие как шлаки, зола, кирпичный бой, бетонная крошка.

На пористом заполнителе, таком как керамзит, туф, пемза, вермикулит, пенопласт, готовится легкая марка строительной смеси, используемой в малоэтажном строительстве. Из их растворов делают стяжки, легкие стеновые блоки. Насыпная плотность заполняющих веществ до 1 000 кг/м3. Они снижают теплотехнические параметры готовых конструкций за счет уменьшения густоты строительной смеси.

Порошковые и газообразующие добавки используются при изготовлении сверхлегких пористых бетонов с повышенными теплоизоляционными характеристиками. С их помощью получают пено- и газобетон. Заполнитель дает такие преимущества бетону:

1. Экономия основного вяжущего вещества — цемента.
2. Нормализация усадочных деформаций и снижение напряжений от усадки в 10 раз.
3. Повышение прочности бетона за счет создания жесткого скелета.
4. Снижение ползучести раствора.
5. Увеличение упругости.
6. Снижение плотности и теплоотдачи при применении легких пористых веществ, что позволяет создавать большие, но легкие строительные блоки.
7. Возможность обеспечение защитных свойств от радиации за счет применения сверхтяжелых и гидратных заполнителей.

Вернуться к оглавлению

Основные виды и их описание

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.

Мелкие добавки

Вещества с величиной зерна 0,16-5 мм используются с целью уменьшения зазоров между большими частицами смеси. В зависимости от выбранного соотношения ингредиентов, варьируется крепость готового бетонного изделия. Наиболее распространенным мелким заполнителем является натуральный или искусственный песок. Природный песок классифицируется на слюду, кварцевый материал, кальцит, полевой шпат. На качество песка влияют минеральное содержание и фракционность, наличие глины или других примесей.

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.

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.

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.

Вернуться к оглавлению

Специальные заполнители

Жаростойкостью, пожаростойкостью, радиационной стойкостью, повышенной пористостью, морозо- и теплостойкостью и подобными свойствами наделяются изделия с раствором на специфических заполняющих веществах.

Пористые

Существует три основных вида:

1. Натуральные — пемза, вулканических шлак или туф, карбонаты.
2. Искусственные — керамзит, аглопорит, гранулированный или отвальный шлак, вспученный перлит или вермикулит.
3. 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.

Теплоизоляционные

Для теплых стяжек применяются теплоизоляционные сверхлегкие наполнители: искусственный полистирол или древесные опилки природного происхождения.

Прочие добавки

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

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

Вернуться к оглавлению

Выводы

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.

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).

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.

Требования к заполнителям бетона

Наибольший габаритный минимальный размер частиц не должен превышать 75% расстояния между арматурным поясом и 30% толщины конструкции. Марка заполнителя для приготовления легкого теплоизоляционного бетона должна соответствовать прочности М400. Марка для конструкционного бетона должна соответствовать прочности М 1200.

Заполнители легкого бетона

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

Таблица 1.

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. 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 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 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 использовать щебень марок М800-М1200, а для малонагруженных неответственных сооружений (отмостки, дорожки, площадки) марку М300-М600 или строительный мусор.

Заключение

Заполнители для легких и тяжелых бетонов определяют прочность изделия, здания или сооружения. Поэтому при заказе бетона на заводе или изготовлении материала своими силами следовать строго придерживаться рекомендаций нормативных документов и требованиям, изложенным в технической документации в части типа наполнителя, его марки и требованиям к фракционному составу.

Изготовление самомесного бетона. Часть вторая: выбираем компоненты смеси

В первой части статьи «Делаем самомесный бетон» мы рассказывали про общие принципы бетонирования «самомесом». Также мы рассматривали, в каких случаях выгодно делать бетон самостоятельно, и как избежать обмана со стороны поставщиков бетона. Во второй части нашего материала мы, опираясь на опыт и знания пользователя нашего портала — Антона Павлова (Antonpavlov), расскажем, как выбрать наполнители для самомесного бетона.

Введение в самомесный бетон

На первый взгляд кажется, что приготовить «самомес» просто. Достаточно воспользоваться общестроительной пропорцией 1:3:5, где с водой смешиваются такие компоненты, как цемент, песок и щебень. Ведь так поступают многие строители. Именно здесь кроется главный «подводный камень».

В первой части материала мы рассказывали о важности соблюдения водоцементного соотношения.

Щебень и песок, которые используются в «самомесе», в зависимости от места строительства, карьера их добычи, времени года и погодных условий, могут иметь разную влажность и пустотность. Т.е., воспользовавшись вышеприведённой усреднённой формулой, а чаще всего, засыпав в бетоносмеситель компоненты «на глазок», на выходе мы получим бетон совершенно не той прочности, на которую рассчитывали, т.к. влага, которая содержится в песке и щебне, и процентное содержание которой мы не учли, также прореагировав с цементом, изменила В/Ц смеси.

Чтобы во всём разобраться, надо понять, для чего нужны данные наполнители.

Наполнители для самомесного бетона

Для чего нужны щебень и песок? Ведь гораздо проще размешать купленный цемент с водой. Далее залить смесь в нужную форму (опалубку), и мы получим необходимую бетонную конструкцию (перемычку, сваю и т.д.). Не всё так просто.

Цемент (по сравнению с наполнителями) имеет высокую цену. Если заполнять форму только цементом, то это влетит в копеечку. Если всё подсчитать, то окажется, что равнозначный объём цемента в несколько раз дороже щебня и более чем в 10 раз дороже песка.

Кроме этого прочность бетона выше, если в него введены данные наполнители. Отсюда: песок и щебень удешевляют «самомес», т.к. мы экономим дорогой цемент. Появляется следующий вопрос: сколько нужно добавить песка и щебня? Для ответа на него нужно разобраться в свойствах наполнителей.

Песок бывает двух видов — природный и искусственный. Нас интерсует песок природного происхождения. Он (в зависимости от способа добычи) бывает трёх видов — речной, морской и карьерный.

Песок состоит из смеси зёрен размером от 0.16 до 5 мм с насыпной плотностью от 1300 до 1500 кг/м³. Если рассмотреть песок под увеличительным стеклом, то мы увидим, что каждая песчинка имеет не строго кубическую, а произвольную форму.

Поэтому, если насыпать песок в какую-либо форму, то между песчинками останется свободное пространство — поры (пустоты). Для изготовления прочного бетона нужно сделать так, чтобы каждая из песчинок склеилась друг с другом, а все поры были заполнены. Эта «обязанность» возложена на цементное тесто.

Зная пористость песка — отношение объёма его пор (пустот) к объёму зёрен, мы сможем рассчитать необходимое количество цемента, т.е. найти пропорцию смеси.

Размер зёрен песка описывается модулем крупности. Этот модуль определяется на основе результатов т.н. «ситового анализа», т.е. просеивания песка через ячеи (отверстия) определённого размера. По результатам просеивания песок разбивается на группы:

1. Крупный – песок с модулем крупности > 2.5 мм.
2. Средний, модуль крупности — 2-2.5 мм.
3. Мелкий, модуль крупности — 1.5-2 мм.

Песок с модулем крупности 2.0 мм.

Функция щебня в самомесе аналогична функции песка — уменьшение расхода цемента. Причём песок, щебень и цемент работают в одной связке. Чтобы заполнить все пустоты между щебнем требуется более мелкий наполнитель — песок. Далее оставшиеся пустоты в песке заполняются цементом. Таким образом, все компоненты в смеси связываются воедино.

Щебень бывает 3 видов:

Гранитный щебень обладает самой высокой прочностью и морозостойкостью. Поэтому его чаще всего используют при бетонировании. Кроме этого, в процессе производства (при дроблении) у щебня образуются острые грани неправильной формы. Благодаря этому такой щебень хорошо сцепляется с цементным раствором, а сами камни, из-за меньшего показателя лещадности, лежат более плотно. Т.е. — уменьшается количество пор (пустотность), которую требуется заполнить песком и цементом.

В случае отсутствия гранитного щебня, при бетонировании, можно использовать гравийный щебень. При этом следует помнить, что этот вид щебня менее прочен, чем гранитный и, из-за особенностей добычи, сами камни имеют округлую форму. У такого щебня ухудшается сцепление с цементом и образуется большее количество пустот, которые, в свою очередь, требуется заполнить песком.

Что касается известнякового щебня, то его не стоит использовать при бетонировании, т.к. такой щебень получается при дроблении известняка. В известняк входит карбонат кальция — водорастворимый материал. Со временем у бетона (работающего во влажных условиях) снизится прочность, также могут появиться полости. Это приведёт к коррозии арматуры.

Итак, при бетонировании самомесным бетоном следует отдать предпочтение гранитному щебню. Возникает второй вопрос: какую фракцию (размер камней) использовать.

Наиболее распространены следующие фракции: 5-20 (камни (зёрна) размером от 5 до 20 мм) и 20-40 (камни (зёрна) размером от 20 до 40 мм).

При выборе фракции щебня для изготовления «самомеса» нужно учесть следующее — использование самомесного бетона оправдано при заливке конструкций относительно небольших размеров (в сравнении с ленточным фундаментом, заложенным ниже глубины промерзания или плитным основанием), т.е. — надоконных перемычек, армопоясов, свай под фундамент и т.д.

Отсюда: щебень (камни) должны свободно проникнуть между прутками арматуры, уложенной в ограниченном объёме. Если мы используем щебень «сороковой» фракции, крупные камни могут застрять между прутками арматуры. В результате в бетонируемой конструкции могут образоваться пустоты. Щебень (камни) более мелкой фракции — «двадцатки» — наоборот, беспрепятственно уложатся в требуемую нам форму с армированием.

В теме, созданной Антоном Павловым можно узнать, как самостоятельно рассчитать пропорции самомесного бетона, и ознакомится с рекомендациями по армированию, изготовлению опалубки и уходом за бетоном. Также рекомендуем прочесть тему, где даётся алгоритм расчёта несущих стен из газобетона плотностью D300.

На FORUMHOUSE есть детальная инструкция, где рассказывается обо всех нюансах бетонирования при отрицательных температурах.

Заполнители для бетона

Основные виды заполнителей для бетона

Бетон как строительный материал давно и надолго вошёл в нашу жизнь. Без него не обходится ни одно строительство. Казалось, что может быть проще взять бетон, песок, добавить воды и можно приступать к работе, выполнять стяжку пола.

Однако не всё так просто. Необходимо знать и соблюдать определённые пропорции при изготовлении бетонной смеси. Если неправильно подобрать соотношение компонентов, то строительные работы можно превратить в бесполезную трату времени, материалов и потерю денег.

Какой бетон для стяжки пола применяют при строительных работах?

Сегодня для стяжки пола используют бетон марки 150. Заполнителем может служить:

1. Песок.
2. Щебень.

Это наиболее часто используемые наполнители. При изготовлении бетонной смеси для стяжки пола используют:

Напоминаем, пропорция цемента и песка должна быть 1/3. Виды наполнителей делятся на:

Бетонная стяжка пола – это строительный технологический процесс, применяемый для выравнивания промышленных полов. В 90% случаев из 100 необходимо перед укладкой полов провести подготовительные работы – стяжку. От того на насколько качественно проведут стяжку бетонного пола во многом зависит прочность и ровность покрытия.

Как подготовительные работы, выравнивающие стяжки используют в строительстве давно. Первоначально их использовали как подготовительный этап при укладке пола. Они не несли промышленных нагрузок.

Сегодняшний строительный процесс расширил горизонты, и поставил более объёмные и сложные задачи. Для производства качественного наливного пола используют новые материалы и технологии.

Естественно, что возросли требования при выполнении монтажных работ. Появились инструкции и рекомендации. Считается, что для «правильного» наливного пола прочность на сжатие не должна быть меньше 70 Мпа. На изгиб должна быть более 10 Мпа. Естественный износ покрытия не должен превышать 0,30 грамм на см2.

Наполнители для бетона разной плотности

Давайте более подробно рассмотрим типы бетонных смесей и выясним, какие связывающие компоненты применяют в той или иной ситуации. Наполнителями для производства «бетонного пирога» в зависимости от его назначения могут быть природные материалы и производные от технологических процессов.

Главными связующими для бетонной смеси являются отходы специальной и промышленной переработки шлаки металлургического и химического производства. Природные и пористые заполнители для бетона – это дроблёный камень, керамзит, щебень, гравий разной фракции, пемза, известняк и ракушечник.

В бетонную смесь можно добавлять также пенополистирол, древесную стружку, опилки и даже зерно.

Сверхтяжелые наполнители для бетона

Крупный заполнитель для бетона – это щебень среднего размера. В результате несложных технологических процессов, получаем тяжёлый наполнитель, из которого изготовляются сверхтяжёлые конструкции из бетона. Конструкции этого типа используют на ответственных участках. Область их применения объекты военного назначения, промышленное производство.

Применяют при возведении монолитных и каркасных домов. Распространены при возведении высотных зданий и сооружений. Кроме, щебня среднего размера, для производства бетонной смеси можно добавлять можно опилки стали и чугунный скрап. Плотность сверхтяжёлого бетона составляет более 2500 кг/м3.

Тяжелые наполнители для бетона

Выполняя капитальное или монолитно-бетонное строительство, используют тяжёлый бетон. Для его наполнения подходит гравий мелкой фракции, песок и щебень и гравий.

Этот вид бетона несёт на себе всю тяжесть возводимых сооружений. Особое внимание при производстве уделяется размерам фракции, которые определяются ГОСТом и СНИПами. Плотность тяжёлого бетона доходит до 2000 кг/м3.

Средние наполнители

Как и тяжёлые наполнители, облегчённая бетонная смесь используется при производстве и возведении конструкций, на которые припадает вся тяжесть строящегося объекта.

Вспененный шлак, керамзит – это главные составляющие наполнители для получения облегчённой бетонной смеси. Главное назначение – это заливка пола и утепление стяжек нижнего перекрытия напольного покрытия.

Заполнители лёгких бетонов

При изготовлении бетонной лёгкой смеси используют, естественно, облегчённые наполнители: опилки, стружка и пенопласт. В результате получают лёгкий бетон для стяжки пола.

Бетон лёгкого типа применяют для постройки частных домов, коттеджей и «малоэтажек». Изготавливают блоки, которые хорошо проводят тепло. Получается дешёвый, лёгкий блок, который востребован в строительной отрасли.

Сверхлёгкие заполнители

Бетон с использованием лёгких наполнителей не является надёжным хранителем тепла. Поэтому его используют в качестве ограждений. Из него возводят наружные конструкции.

Применяя новые технологии и специальные компоненты можно изготовить газобетон, который будет надёжным проводником тепла. Газобетонные конструкции востребованы в строительном секторе и ценятся как прочный, лёгкий и теплоизоляционный материал.

Рассматривая вопрос о возможном применении наполнителей, можно сказать, что это материалы узкой направленности. С их помощью изготавливают бетон разной плотности и прочности. Сфера применения бетонов с наполнителями огромная. От строительства промышленных и военных объектов до возведения многоэтажных комплексов и домов частного пользования.

В процессе приготовления бетонных смесей независимо от их плотности необходимо обращать особое внимание на фракции наполнителей. Именно от их размера в большой степени зависит качество бетона и всего возводимого сооружения.