2.1.2 Заполнители бетонов

В современном строительстве бетон и железобетон являются основными материалами для строительства промышленных, гражданских, сельскохозяйственных зданий, различных гидротехнических сооружений, для покрытия дорог и аэродромов. Их преимущества перед другими материалами заключаются в более высоком сроке службы и низкой стоимости конструкций, распространённости исходных материалов, возможности получения изделий любых размеров и формы с заданными физико-механическими свойствами. Количество энергии, необходимое для производства бетонных конструкций, минимально по сравнению с энергией, затрачиваемой на изготовление стали, алюминия, стекла, кирпича, пластмасс. важно и то, что производство бетонных материалов в меньшей степени влияет на загрязнение окружающей среды.

Бетон – анизотропный строительный материал конгломератного строения, обладающий высокой прочностью при сжатии и значительно меньшей при растяжении. Для того, чтобы восполнить этот недостаток и предотвратить разрушение бетонных конструкций растягивающими усилиями, в них вводят стальную арматуру, обладающую высоким сопротивлением к растяжению. Полученный материал называют железобетоном.

Основными сырьевыми материалами для производства бетона и железобетона являются вяжущие вещества, вода, заполнители, специальные добавки, арматура.

Заполнитель составляет основную часть массы бетонов. В качестве заполнителей используют мелкий и крупный заполнители.

Мелкими заполнителями в бетоне служат природные или искусственные пески в соответствии с ГОСТ 1217-2000. Для тяжёлых бетонов используются получаемые из рыхлых залежей осадочных горных пород природные пески, которые по условиям образования делятся на горные – имеющие угловатую форму и шероховатую поверхность; речные и морские – имеющие зёрна круглой формы с гладко отполированной поверхностью; дюнные и барханные – состоящие из очень мелких зёрен и требующие обогащения более крупными зёрнами. Для тяжёлых бетонов применяются также дроблёные пески, получаемые как побочный продукт при переработке горных пород и имеющие остроугольную и шероховатую поверхность. Однако производство таких песков дорогостоящее. Для лёгких бетонов используются природные лёгкие пески – туф, пемза, а также лёгкие искусственные пески из дроблёных шлаков, аглопорита, керамзита, вспученного перлита, вермикулита.

Крупные заполнители для бетона могут в виде щебня – зёрен остроугольной формы и шероховатой поверхности и в виде гравия –зёрен округлой формы и гладкой поверхности. В зависимости от происхождения гравий делят на горный, речной и морской, искусственный.

Для изменения свойств бетонной смеси и затвердевшего бетона применяются различные добавки: активные минеральные наполнители, поверхностно-активные, пену и газообразователи, ускорители твердения, показатели температуры замерзания. Активные минеральные добавки применяются для повышения водостойкости и солестойкости бетонов и растворов. Добавки-наполнители и поверхностно-активные добавки применяются для снижения расхода цемента в бетоне или при малых расходах цемента – для снижения пористости бетона. Поверхностно- активные добавки применяются для повышения пластичности бетонных и растворимых смесей. Пено- и газообразователи применяются для увеличения пористости бетона и снижения его объёмной массы. Ускорители твердения применяются для интенсификации процессов схватывания и твердения бетона: в качестве ускорителей твердения бетона используются хлористый кальций, хлористый натрий, азотнокислый кальций, сульфат натрия. Добавки-замедлители схватывания применяются для удлинения периода времени от затворения бетона до начала схватывания теста в нём.

Крупные и мелкие пористые заполнители должны соответствовать требованиям:

- ГОСТ 9757 - керамзитовые гравий, щебень и песок дробленый и обжиговый, шунгизитовые гравий и песок, аглопоритовые гравий, щебень и песок, пористые щебень и песок из металлургического шлака (шлаковая пемза);

- ГОСТ 3476 - шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные;

- ГОСТ 10832 - вспученные перлитовые щебень и песок;

- ГОСТ 12865 - вспученный вермикулит;

- ГОСТ 22263 - щебень и песок из пористых горных пород;

- ГОСТ 25592 - смесь золошлаковая тепловых электростанций;

- ГОСТ 26644 - щебень и песок шлаковые тепловых электростанций.