6. Лёгкие заполнители бетона

6.1. Лёгкие заполнители [ 38 ]

Лёгкие заполнители отличаются высокой пористостью. Поэтому они имеют низкие среднюю плотность и прочность. Многие из них обладают подверженностью агрессивному воздействию воды и мороза.

Номенклатура и свойства лёгких заполнителей весьма разнообразны. В основу разделения их на группы и виды положены происхождение, средняя плотность и крупность зёрен.

Средняя плотность является ведущим признаком оценки физико-механических свойств лёгких заполнителей. По её величине все лёгкие заполнители подразделяются на 12 марок: от 100 до 1200, при этом марка 1200 допускается только для песка. По величине крупности зёрен различают песок с крупностью зёрен до 5 мм и щебень (гравий) с зёрнами крупностью 5-40 мм. При этом песок рекомендуется иметь двух фракций: до 1,2 мм и 1,2-5 мм, а щебень (гравий) – трёх фракций: 5-10; 10-20 и 20-40 мм.

23

Для приготовления лёгких бетонов используют следующие лёгкие пористые заполнители:

1) пористые горные породы: пемзу, щебень из вулканических туфов и лав, из известковых туфов, из ракушечников и так далее;

2) широко распространённые отходы промышленности:

- топливные (котельные) шлаки, то есть отходы от сжигания угля в промышленных и других топках;

- гранулированные доменные шлаки, применяемые в бетоне в качестве пористого мелкого заполнителя;

- зольный гравий из золы ТЭЦ;

3) специально изготовленные (искусственные) пористые заполнители:

- керамзит, получаемый в результате вспучивания глин, глинистых сланцев и тому подобного сырья при особом (ускоренном) режиме обжига. Это керамзитовый гравий, щебень и песок;

- шлаковая пемза (термозит) – пористые доменные шлаки, вспученные под действием водяного пара и раздробленные на щебень и песок;

- агломерированные шлаки, получаемые спеканием зол или топливных шлаков на особых спекательных устройствах (аглопорит);

- вспученные при обжиге горных пород (перлит, шунгизит).

6.2. Общие особенности свойств лёгких заполнителей

Лёгкие (пористые) заполнители должны иметь среднюю плотность (объёмную массу) в рыхло насыпанном состоянии менее 1000 кг/м³. Чаще всего они имеют среднюю плотность 500-800 кг/м³. Это примерно вдвое меньше, чем у обычного песка и гравия. Вследствие большой пористости прочность лёгких заполнителей значительно меньше, чем у обычного песка и гравия.

При расчёте составов лёгкого бетона используют понятие средняя плотность заполнителя в куске, то есть плотность самих зёрен лёгкого заполнителя с учётом их пористости. Плотность зёрен заполнителя, в зависимости от вида заполнителя, может колебаться от 0,7 до 1,8 г/см³.

Истинная плотность пористых заполнителей составляет 2,6-2,7 г/см³. Общая пористость равна 40-75%. Большинство пор обычно сообщаются между собой и открыты для доступа воды. Закрытая пористость не превышает 10-20%. Пустотность лёгких пористых заполнителей зависит от зернового состава. Она составляет 30-45%, как для обычного песка и щебня. В лёгких бетонах используют крупный пористый заполнитель (то есть гравий или щебень) стандартных фракций 5-1ё0; 10-20; 20-40 мм. Используют также лёгкий песок, который получается дроблением крупных фракций заполнителя или обжигом. цилиндре диаметром 150 мм порции материала высотой 100 мм до осадки поршня на 20 мм. При этом получают условную прочность материала (дробимость). Действительная прочность зёрен заполнителя превышает условную для керамзита в 3-5 раз, для аглопорита – в 20-30 раз.

Для оценки влияния лёгкого заполнителя на расход воды и на другие свойства бетонной смеси используют понятие о его водопотребности. Наиболее показательная полная водопотребность. Она учитывает не только влияние поверхности заполнителя на цементное тесто, но и водопоглощение из цементного теста. Последнее зависит от состава бетона и обычно составляет 50-70% от полного водопоглощения. Водопотребность лёгкого песка и щебня после их изготовления. Водопотребность лёгких заполнителей колеблется в широких пределах. Она может достигать для песка 30%, а для щебня – 20%.

24