3. Свойства заполнителей. Истинная и средняя плотность. Пустотность, пористость зерен. Водопотребность. Зерновой состав заполнителей.

1) Истинная плотность – масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии, т.е. без пор и пустот (г/см³; кг/м³): ρ = m / V_абс . Определяют на приборе Ле-Шателье или на Пикнометре.

2) Средняя плотность – масса единицы объема материала в естественном состоянии, т.е. вместе с порами и пустотами (г/см³; кг/м³): ρ_о = m / V_о . Определяют гидростатическим взвешиванием (с парафинированием).

3 ) Пустотность – объем пустот в заполнителе – теоретически не зависит от крупности зёрен. В действительности наиболее/наименее плотные укладки (упаковки) зёрен маловероятны. С увеличением угловатости зёрен вероятное значение пустотности возрастает (особенно пустотность возрастает с лещадной и игольчатой формой зёрен).

Пустотность щебня - отношение объема межзерновых пустот щебня к его полному объему, выраженное в процентах.

4) Пористость – степень заполнения материала порами (где обём материала в естественном состоянии); Различают открытую (поры насыщаются водой) и закрытую пористость.

5) Влажность – количество воды (%), которое содержится в порах и адсорбировано на поверхности материала

6) Водопоглащение – это способность материала впитывать и удерживать в порах воду. Определяют по массе и по объему

Водопотребность песка 4–14%; щебня 1–10%

7) Зерновой состав – показывает содержание в заполнителе зёрен разной крупности. Его определяют просеиванием заполнителя через сита с размерами 0,14 – 70 мм.

Отображают зерновой состав кривыми просева (для песка вычисляют модуль крупности ). Крупный заполнитель характеризуется наибольшей и наименьшей крупностью (по размеру сит, на которых остатки 5% и 95%).

Различают непрерывный зерновой состав – присутствуют все фракции, и прерывистый – отсутствуют отдельные фракции. Зерновой состав связан с пустотностью, что может говорить о плотности упаковки.

4. Удельная поверхность. Структура. Влияние заполнителей на свойства бетонной смеси.

Важной характеристикой заполнителя является удельная поверхность зёрен. Удельная поверхность связана с зерновым составом и существенно влияет на свойства бетона. Поверхность зерён обратно пропорциональна диаметру зерна. Резко удельная поверхность возрастает при d < 1 мм.

В лияние заполнителей на прочность раствора зависит от коэффициента прочности: . Влияние песка на прочность раствора оценивается по результатам испытаний образцов из р-ра в возрасте 28 суток. Влияние щебня – по испытаниям бетонных образцов; = 0,3…0,68; = 0,34…0,75.

Прочность заполнителей зависит от прочности самой горной породы и крупности (чем меньше, тем прочнее). Природные пески, щебень из плотных пород имеют прочность выше, чем прочность бетона и раствора. Прочность пористых заполнителей меньше прочности раствора.

Также большое влияние на прочность оказывает чистота заполнителей. Пылеватые частицы снижают сцепление с цементным тестом => прочность может снижаться на 30%. Для ответственных изделий (гидротехнических) выполняют промывку.

Определяют прочность заполнителя – сдавливанием в цилиндре (оценка по дробимости). Высушенную пробу засыпают в цилиндр до краев с высоты 100 мм и сдавливают на прессе на глубину 20 мм с замером максимального усилия (где F - площадь пуансона).

Виды заполнителей:

1) Мелкий заполнитель – природный песок размером 0,14…5 мм. Класс песка: крупный, мелкий, а также по содержанию пылеватых и глинистых частиц. Песок должен соответствовать требованиям ГОСТ. Максимальное содержание пылеватых частиц – до 3%. Песок, состоящий из одной фракции имеет пустотность 47%; при сочетании крупных и мелких зерен – 30%; качественный песок - с пустотностью < 38%. Самый большой объем песок занимает при влажности 5-7%.

2) Крупный заполнитель:

Гравий – продукт выветривания. Размер зерен 3-70 мм. Различают: морские, речные, окатанные, гладкие (-), чистые (+), овражные, горные (грязные). Для бетона лучшая форма - малоокатанная. Процентное содержание плохих зерен < 15%.

Щебень – продукт дробления горных пород (остроугольная форма и шершавая поверхность). Получают из гранита, диабаза (изверж.), известняка (осадочн.), кварцита (метаморфич.).

Щебень чище гравия – не содержит органических поримесей.

3) Легкие пористые заполнители – служат для получения легких бетонов. Получают из пористых горных пород (туф, пемза…), из отходов промышленности (топливные шлаки, гранулированные доменные шлаки, золы…)