Использование пористых заполнителей на бетонных заводах

На современных бетонных заводах для производства строительных растворов и смесей используют различные виды заполнителей К заполнителям для легкого бетона относятся следующие виды пористых каменных материалов естественного или искусственного происхождения:

1. природные каменные материалы — продукты легких изверженных и осадочных горных пород - пемза, вулканические туфы и лавы, известковые туфы, ракушечники и т. п.;

2. отходы промышленности, непосредственно используемые в качестве заполнителей без предварительной переработки, в частности:

а) некоторые виды пористых отвальных доменных шлаков (в зависимости от их объемного веса);

б) топливные шлаки, получаемые при кусковом (слоевом) и пылевидном сжигании различных видов каменных и бурых углей;

3. искусственные заполнители, получаемые путем вспучивания (поризации):

а) при обжиге или спекании природных каменных материалов, например, сланцев, глинистых сланцев, легко вспучивающихся глин (керамзит), горелых пород шахтных выработок, а также углесодержащих топливных шлаков и дисперсных зол пылевидного сжигания углей - так называемые агломерированные шлаки и золы (агломераты);

б) при специальном режиме охлаждения расплавленных доменных шлаков: шлаковая пемза (термозит) и гранулированные шлаки среднего и тяжелого веса (не менее 800 кг/м3).

 

Природные легкие заполнители

 

Пемза характеризуется мелкопористым губчатым строением, придающим ей ценные технические свойства. Она обладает значительной пористостью, доходящей до 85%, соответственно объемным весом до 400 кг/м3. Более плотные виды этого материала имеют объемный вес 600 - 700 кг/м3. Несмотря на большой объем пор, пемза отличается малой гигроскопичностью и хорошей морозостойкостью. Залегает она мощными слоями в виде россыпей готового мелкого и крупного заполнителя (пемзовый песок, гравий). Перед загрузкой в смесительную установку пемза дробят и фракционируют. Для производства легких бетонов используют бетоносмесители принудительного действия.

 

Вулканические туфы и туфовые лавы характеризуются объемным весом, в зависимости от условий залегания, в пределах от 700 до 1400 кг/м3 в соответственно - пористостью от 70 до 45%'. Типичным представителем туфовых лав является артикский туф и тедзамский туф. Прочность одного и того же вида заполнителя колеблется в значительных пределах, в зависимости от его пористости или от его объемного веса. По определённым данным, эта зависимость может быть выражена формулой R = 870δn, где R - прочность данного материала в предельно плотном состоянии; δ - плотность материала (в долях единицы); n - показатель степени, зависящий от структуры данного материала и строения пор. Так, для артикского туфа при изменении объемного веса (в куске) от 1000 до 1450 кг/м3 прочность камня определяется по формуле R = 870δ3,1. Пылевидные частицы вулканических туфов и других вулканических пористых пород стекловидной структуры обладают активными (гидравлическими) свойствами. Они вступают во взаимодействие с гидратом окиси кальция, что дополнительно повышает прочность и стойкость бетона. Поэтому в таких заполнителях содержание пылевидных примесей может быть несколько больше по сравнению с допускаемым для заполнителей из плотных пород.

 

Известковые туфы и ракушечники относятся к осадочным породам. Известковый туф обладает пористой структурой. Объемный вес легких его видов составляет в среднем 1200 кг/м3 (в куске), предел прочности при сжатии 80 - 100 кг/см2. Объемный вес ракушечников в куске колеблется в среднем от 1200 до 1800 кг/м3, предел прочности при сжатии - от 10 до 40 кг/см2. Естественные каменные пористые материалы, годные для получения эффективных легких заполнителей, наиболее экономичны в том случае, если они являются местными материалами. Однако они имеют сравнительно ограниченное распространение в природе и встречаются лишь в отдельных районах. Так, например, вулканические туфы и пемза - в Армении, Грузии, на Северном Кавказе и Дальнем Востоке, известковые туфы и ракушечники - на побережье Черного моря, в районе Баку и в Татарстане. Значительно большее распространение имеют топливные и доменные шлаки, используемые в ряде случаев непосредственно из отвалов после обогащения тем или иным механическим способом (дробление, сортировка, удаление вредных примесей и пр.).