Вопрос 10
Заполнители занимают в бетоне до 80 % объема и оказывают влияние на свойства бетона, его долговечность и стоимость. Введение в бетон заполнителей позволяет резко сократить расход цемента, являющегося наиболее дорогим и дефицитным компонентом. Кроме того, заполнители улучшают технические свойства бетона.
Жесткий скелет из высокопрочного заполнителя несколько увеличивает прочность и модуль деформации бетона, уменьши т деформации конструкций под нагрузкой, о также ползучесть бетона — необратимые деформации, возникающие при длительном действии нагрузки Заполнитель уменьшает усадку бетона, способствуя получению более долговечного материала. Усадка цементного камня при его твердении достигает 1 ... 2 мм/м. Из-за неравномерности усадочных деформаций возникают внутренние напряжения и даже микротрещины.
Заполнитель воспринимает усадочные напряжения и в несколько раз уменьшает усадку бетона по сравнению с усадкой цементного камня.
Пористые естественные и искусственные заполнители, обладая малой плотностью, уменьшают плотность легкого бетона, улучшают его теплотехнические свойства. В специальных бетонах (жаростойких, для защиты от радиации и др.) роль заполнителя очень высока, так как его свойства во многом определяют специальные свойства этих бетонов.
В силикатных бетонах заполнитель помимо своего обычного назначения играет особо важную роль, так как его зерна с поверхности вступают во взаимодействие с вяжущим веществом и от их минералогического состава и удельной поверхности во многом зависят свойства получаемого бетона.
Стоимость заполнителя составляет 30 ...50% (а иногда и более) от стоимости бетонных и железобетонных конструкций, поэтому применение более доступных и дешевых местных заполнителей в ряде случаев позволяет снизить стоимость строительства, уменьшает объем транспортных перевозок, обеспечивает сокращение сроков строительства.
Правильный выбор заполнителей для бетона, их разумное использование — одна из важных задач технологии бетона.
Вопрос 9
Пылевидные и особенно глинистые примеси создают на поверхности зерен заполнителя пленку, препятствующую сцеплению их с цементным камнем. В результате прочность бетона снижается на 30–40 % [1]. Корректировать отрицательное влияние грязного или некачественного заполнителя на свойства бетона можно только путем повышения расхода цемента, что вообще нежелательно.
Еще хуже, когда заполнитель содержит органические примеси. В этом случае процессы твердения и формирования будущих свойств бетона могут стать вообще неуправляемыми.
Вредные примеси в бетоне (в заполнителях, применяемых для производства бетона) могут вызвать:
· снижение прочности и долговечности бетона (уголь, графит, горючие сланцы, сложные силикаты, цеолит, апатит, нефелин, фосфорит);
· ухудшение качества поверхности и внутреннюю коррозию бетона (аморфные разновидности диоксида кремния, растворимого в щелочах цемента, хлорит и некоторые цеолиты, сера, сульфиды, сульфаты, магнетит, гидроксид железа);
· коррозию арматуры в бетоне (галоиды, включающие водорастворимые хлориды, сера, сульфиды и сульфаты).
В связи с этим содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из изверженных и метаморфических пород, щебня из гравия и гравия не должно превышать для бетонов всех классов 1 % по массе, а из осадочных пород для бетонов класса В22,5 и выше – 2 %, а классов В20 и ниже – 3 % по массе.
Аморфные разновидности диоксида кремния (SiО2) растворимого в щелочах цемента (халцедон, опал, кремень и др.) допускаются в количестве не более 50 ммоль/л. Включения серы, сульфидов, кроме пирита (марказит, пирротин и др.) и сульфатов (гипс, ангидрит и др.) в пересчете на SО3 – допускаются не более 1,5 % по массе крупного и 1 % по массе для мелкого заполнителей. Пирита в пересчете на SО3 возможно не более 4 % по массе.
Слоистые силикаты (гидрослюды, слюды, хлориты и другие являющиеся породообразующими минералами) ограничиваются 15 % по объему для крупного и 2 % по массе для мелкого заполнителей.
Магнетиты, гидрооксиды железа (гетит и др.), апатит, нефелин, фосфорит, являющиеся породообразующими минералами, каждый в отдельности допустим в объеме до 10 %, а в сумме не более 15 %.
Жесткие требования касаются галоидов (галит, сильвин и др.) включающих водорастворимые хлориды. В пересчете на ион Сl их допускается не более 0,1 % по массе для крупного и 0,15 % по массе для мелкого заполнителей. Свободные волокна асбеста допускаются в количестве не более 0,25 %, а угля – не более 1 % по массе.
ГОСТ 26633-91 помимо названных устанавливает дополнительные требования к заполнителям для бетонов конструкций различных видов (дорожных и аэродромных покрытий однослойных и двухслойных, бетонов транспортного строительства, гидротехнических и других).