Розділ 8. Характеристика матеріалів для розчинів і бетонів

8.1. Функції заповнювачів у бетонах і розчинах.

Класифікація заповнювачів

Заповнювачами називають сипку суміш мінеральних або органічних зерен природного чи штучного походження. В’яжучі речовини скріплюють зерна заповнювача і утворюється міцне каменеподібне тіло. У складі бетонних або розчинних композицій заповнювачі виконують ряд важливих функцій:

• займаючи в бетоні понад 80 % об’єму, скорочують витрати цементної складової;

• підвищують модуль пружності бетонів, знижують їхню повзучість, створюють у бетоні твердий кістяк, що приймає на себе усадочні напруження і тим самим запобігає утворенню тріщин;

• Високоміцний заповнювач разом із цементною матрицею забезпечує міцність бетону;

• Пористі заповнювачі знижують середню густину і теплопровідність бетонів;

• окремі види заповнювачів (залізна руда, чавунний дріб) надають бетонам радіаційно-захисні властивості.

Залежно від величини зерен розрізняють:

• великі заповнювачі (гравій і щебені) – розмір часток 5...70 мм;

• дрібні заповнювачі (пісок) – розмір часток 0,14...5 мм.

За походженням заповнювачі бувають :

• природними (отримані шляхом переробки гірських порід);

• штучними (доменні й паливні шлаки, золи, керамзит тощо).

За щільністю зерен заповнювачі підрозділяють на :

• щільні – з густиною зерен більше 2000 кг/м³;

• пористі - з густиною зерен до 2000 кг/м³.

Придатність заповнювачів, як складових бетонів або розчинів, визначається рядом параметрів. Заповнювачі повинні відповідати таким вимогам:

• мати певне оптимальне співвідношення зерен різного розміру, щоб об’єм порожнин між зернами був мінімальним;

• поверхня зерен повинна забезпечувати гарне зчеплення із в’яжучим;

• заповнювачі не повинні містити домішок, що перешкоджають адгезії цементного тіста до поверхні зерен.

8.2. Оцінка якості дрібного заповнювача

Піски, які застосовують для виготовлення будівельних розчинів і бетонів, можуть бути:

• природні (гірські, яружні, річкові, морські), що являють собою сипкі суміші головним чином зерен кварцю SiO₂;

• штучні ( важкі , легкі ), отримані дробленням щільних ( базальт, діабаз, мармур) і пористих (пемза, туф) гірських порід.

Зернова суміш піску визначається за результатами просівання проби через стандартний набір сит. Для пісків це сита з отворами, мм: 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; і 0,14.

Після просівання встановлюють часткові залишки: _2,5; _1,25; _0,63; _0,315 (у вагових і відсоткових одиницях), потім розраховують повні залишки. Повний залишок (А_2,5; А_1,25; А_0,63; А_0,315 і т.д.) на будь – якому ситі дорівнює сумі залишків на цьому ситі й усіх вище розташованих. На підставі результатів ситового аналізу розраховують модуль крупності піску:

М_кр = А_2,5 + А_1,25 + А_0,63 + А_0,315 +А_0,16/ 100.

Отримані значення повних залишків далі використовують для побудови кривої розсіву, положення якої аналізують щодо області допустимих значень (рис. 12.1).

Якщо крива лежить у межах заштрихованої області стандартного графіка - заповнювач придатний для виготовлення бетонів або розчинів.

Присутність у піску пилуватих, глинистих і мулистих домішок знижує міцність і морозостійкість бетонів і розчинів. Кількість таких домішок визначається богаторазовим промиванням водою (відмулюванням). У природних пісках допускається вміст пилуватих і глинистих домішок до 3 % від маси піску.

Присутність у піску органічних домішок встановлюють колориметричним методом. Пробу піску обробляють розчином їдкого натрію NaOH і за зміною кольору щодо еталону судять про наявність органіки. Якщо колір розчину темніше еталону, пісок не рекомендують застосовувати як заповнювач, тому що виявлені в ньому органічні домішки будуть сповільнювати строки тужавлення і твердіння бетонів і розчинів, і тим самим знижувати їхню міцність.

Рис. 8.1. - Графік зернового складу піску:

1 — допустима нижня межа крупності піску (М_к ~ 1,5); 2— рекомендована нижня межа крупності піску (М_к = 2,0) для бетонів класу В15 і вище; 3 — рекомендована нижня межа крупності піску (М_к = 2,5) для бетонів В25 і вище; 4 — допустима верхня межа крупності піску (М_к = 3,25) для розчинів і бетонів (заштрихована область — піски, допустимі для використання)