32. Зерновой состав заполнителей

Зерновой состав показывает содержание в заполнителе зерен разной крупности. Он определяется просеиванием пробы заполнителей через стан­дартные сита с величиной отверстий 0,14 - 70 мм и более. Различают рядовой заполнитель, содержащий зерна различных размеров, и фракцио­нированный, когда зерна заполнителя разделены на отдельные фракции, включающие зерна близких между собой размеров, например 5-10 или 20-40 мм. Заполнитель характеризуется наименьшей и наибольшей крупно­стью, под кот-ми понимают размеры наименьших или наиболее крупных зерен заполнителя. В заполнителе могут встречаться отдельные зерна мень­ше или крупнее предельных размеров, однако их должно быть не более 5%. Зерновой состав называют непрерывным, если в нем встречаются зерна всех размеров - от наименьшего до наибольшего. Если же в заполнителе отсутствуют зерна какого-либо промежуточного размера, то такой зерновой состав называют прерывистым.

Структура бетонной смеси, образовавшаяся в процессе ее приготов­ления и укладки, в последующем до момента затвердевания может претер­певать изменения, вызывающиеся осаж­дением твердых частиц под действием сил тяжести. Перераспределение твердых частиц по объему бетонной смеси называется расслоением или се­диментацией. При этом можно различить два процесса: макро- и микрорасслоение: в первом происходит осаждение крупных тяжелых зерен, в результате чего несколько уплотняется смесь в нижних частях формы или конструкции, а лишняя вода отжимается наверх или скапливается под крупными зернами заполнителя; во втором подобное явление происходит с це­ментными зернами (вследствие их малой величины) с меньшей скоростью, причем оно обычно развивается в порах между заполнителями.

При применении легких заполнителей может наблюдаться обратная картина: зерна заполнителя всплывают, а раствор скапливается в нижних частях формы или изделия. При этом чем заметнее разница в плотности отдельных видов твердых зерен и жидкости, тем больше вероятность рассло­ения бетонной смеси.

По результатам просеивания вычисляют:

- частный остаток на каждом сите (а_i) в процентах по формуле

а_i=m_i/m *100%

где т_i — масса остатка на данном сите, г;

т — масса просеиваемой навески, г;

- полный остаток на каждом сите (А_i ) в процентах по формуле

A_i=a_2,5+a_1,25+…+a_i

где a_2,5, a_1,25, a_i — частные остатки на соответствующих ситах;

- модуль крупности песка (М_к) без зерен размером крупнее 5 мм по формуле

М_К=(А_2,5+А_1,25+А_0,63+А_0,315+А_0,16)/100

где А_2,5, А_1,25, А₀₆₃, А₀₃₁₅, А₀₁₆ — полные остатки на сите с круглыми отверстиями диаметром 2,5 мм и на ситах с сетками № 1,25; 063; 0315, 016, %.

33. Удельная поверхность заполнителей

Удельная поверхность – суммарная площадь поверхности заполнителя, отнесенная к его массе.

S_УД=Е(S/m)

Применительно к рядовому расположению шаров суммарная поверхность зерен, заключенных в единице объема:

ЕS=NПd²=(1/d³)Пd=П/d

С уменьшением размера зерен их поверхность возрастает. Удельная поверхность несколько увеличивается при наличии угловатых зерен.

34. Структура материала

Структура –особенность строения материала зависит от размера зерен, распределения и т.д. Структура может быть:

1) плотная или пористая;

2) аморфная (изотропная) или кристаллическая (анизотропная, т.е. свойства различны во всех направлениях)

Пористые материалы могут быть как изотропны, так и анизотропны. Анизотропность пористых заполнителей может быть связана с направленностью пор (например древесина).

Структура изотропных материалов:

- ячеистая (в сплошной среде твердого материала поры распределены по всему объему в виде отдельных замкнутых ячеек);

- зернистая (совокупность склеенных между собой зерен твердого материала).

35. Прочность заполнителя

Прочность определяется прежде всего прочностью гор породы, из которой он получен. Заполнители из прочных пород (гранит) превосходят по прочности раствор и обладают прочностью 80 МПа и выше. Заполнители из осадочных пород (известняк) имеют прочность от 30 МПа. Прочность легких пористых заполнителей м/б меньше раствора от 2-20МПа. Для определения прочности изготавл образцы в виде цилиндра, d и высотой от 40-50мм или куба с таким же размером ребра. Испытывают на сжатие в водонасыщ сост. R=F/S

Методика определения прочности плотных заполнителей: щебень засыпают в стальной цилиндр с внут d=150мм, сверху вставляют пуансон и сдавливают с усилием в 200 кН=20 МПа. После этого пробу высыпают из цилиндра и взвешивают, затем просеивают ч/з сита, с размером отверстий в 4 раза меньше, чем фракция заполнителя. Для фракции 5-10 использ сита 1,25. для 10-20 испол 2,5м; для 20-40 испол 5мм.

Д_Р=(m-m₁)/m₁ *100%

m-масса всей испытанной пробы, m₁-маса остатка на контрольном сите после дробления. На дробимость заполнителя влияет и наличие слабых зерен.

Методика определения прочности пористых заполнителей: пористый заполнитель засыпают в цилиндр, разравнивают и вставляют пуансон. Нижняя риска до испытания должна совпадать по уровню с верхним краем цилиндра. Пробу сдавливают до погружения пуансона на 20 мм. Снимают показания манометра пресса.

R_Ц=F/S

Прочность заполнителя в зависимости от плотности:

R=R_Ц(плотн/плотн1)^ⁿ

R_Ц – прочность заполнителя плотн1, определенная эксп путем; плотн-плотность зерен заполнителя; n=2-ячеистая структура; n=3…6-зернистая.