Качественные характеристики заполнителей

При изготовлении смеси на заводах бетона, используются следующие, общие для всех видов заполнителей, качественные характеристики:

а) содержание вредных и загрязняющих примесей, а также зерен слабых, выветрившихся и склонных к распаду пород или составляющих их минералов и нестойких соединений;

б) физико-механические свойства материала заполнителя, влияющие на прочность и стойкость бетона. К таким характеристикам относятся показатели прочности, показатели насыпного объемного веса и объемного веса материала в куске, его водопоглощение, а в необходимых случаях — показатели морозостойкости, стойкости по отношению к агрессивным водам, температуростойкости и сопротивления истиранию;

в) геометрические характеристики заполнителей, влияющие на строение бетона на выходе из бетоносмесителя, а также на необходимый расход цемента в бетоне — крупность, зерновой состав, форма и характер поверхности зерен или кусков заполнителя, т. е. все то, что определяет его удельную поверхность и относительный объем межзерновых пустот. Технические требования к заполнителям для обычного бетона и методикам их испытаний установлены действующими ГОСТами.

 

Рассмотрим значение отдельных характеристик заполнителя и их влияние на свойства и на экономичность бетона. Содержание вредных и нежелательных примесей К числу вредных и нежелательных примесей в заполнителях относят глинистые, илистые, землистые, пылевидные фракции, органические вещества, сернокислые и сернистые соединения, примеси зерен слабых, выветрившихся пород или нестойких включений. Общее содержание встречающихся в природных заполнителях примесей глины, ила и пыли, отмучиваемых при промывке, не должно превышать 5% по весу в песке, и 2% в гравии. Содержание глины в песке определяется испытанием на набухание, при этом приращение объема должно быть не более 5%. Особенно нежелательна глина, плотно обволакивающая поверхность зерен заполнителей. Пылевидные примеси, неизбежно образующиеся в результате дробления крупного заполнителя, особенно малопрочного. Также дисперсные примеси образуются при перетирании заполнителя и при его перевалке, транспортировке в специальных прицепах и полуприцепах. Или примеси данного типа накапливаются при естественном запылении в результате длительного хранения в местах с обильным содержанием пыли в воздухе. Такие примеси нежелательны, так как всё это препятствует хорошему сцеплению цементного камня с заполнителем и повышает водопотребность смеси. Особенно нежелательно наличие пыли на поверхности зерен заполнителей в жестких бетонных смесях.

 

Зарубежная практика, а также наши исследования показывают, что промывкой щебня или гравия (особенно прочных и плотных пород) можно повысить прочность бетона на 10 - 20%. Высказанные соображения не исключают того, что в некоторых случаях при приготовлении смеси в растворосмесителе в определенных количествах полезно вводить тонкомолотые минеральные добавки с целью снижения расхода высокоактивного цемента и улучшения удобообрабатываемости смеси. Специально вводимые совместно с водой и другими компонентами в процессе приготовления смеси дисперсные добавки не образуют на поверхности зерен заполнителей нежелательной пленки, нарушающей сцепление в бетоне. Так, например, содержание глинистых примесей на зернах природных заполнителей нежелательно, в то же время введение в бетонную смесь глинистой суспензии в бетонах невысоких марок при использовании высокоактивных цементов целесообразно. Кроме минеральных отмучиваемых примесей, природные заполнители могут содержать и органические примеси (гумусовые и другие кислоты), количество которых должно быть строго ограничено. Опыты показали, что их содержание в песке даже в количестве 0,1% по весу может снизить прочность бетона на 25%. Отрицательное влияние органических примесей особенно сказывается в замедлении твердения бетона в раннем возрасте. Оценка пригодности песка в отношении содержания органических примесей производится при помощи колориметрической пробы. Содержание сернистых и сернокислых соединений, например сернистого железа (пирита), сернокислого кальция (гипса) и др., в заполнителях нежелательно. Допустимое содержание таких соединений в пересчете на SO3 не должно превышать 1%. Вредной примесью в природном песке является также слюда, которая допускается в количестве не более 0,5% по весу. В природном гравии к нежелательным примесям относятся зерна слабых и выветрившихся пород (беляк, рухляк), содержание которых должно быть не более 10% по весу.