Заполнители для бетона: классификация и свойства, требования

Вводимые в бетонный раствор сыпучие наполнители природного или искусственного происхождения занимают до 80-85 % его объема и напрямую влияют на рабочие характеристики заливаемых конструкций. От их вида и дозировки зависят марка прочности, морозо- и влагостойкость, структура и плотность материала и другие свойства. Сфера применения включает приготовление строительных смесей любого типа.

Общие сведения и функции заполнителей

Эти компоненты представляют зерна определенного размера, скрепляемые с цементом и образуемые после соединения с водой и застывания прочный искусственный камень. К показателям их качества относят размер, форму и характер поверхности фракций, наличие посторонних примесей, плотность, морозостойкость, пористость и прочность.

Их применение позволяет сократить долю дорогостоящего вяжущего, снизить ползучесть раствора и увеличить его упругость.

Они в разы повышают прочность искусственного камня за счет создания жесткой структуры, снижают воздействие усадочных деформаций и напряжения до 10 раз.

Выполняют функции теплоизолирующих материалов или упрочнителей, использование пористых веществ позволяет получить легкие и теплые блоки, ввод тяжелых компонентов – марки повышенной прочности.

Защищают арматуру от коррозии и других внешних воздействий.

Зерновой состав, свойства и вид заполнителя напрямую влияют на целевое назначение и марку получаемой смеси при минимально возможной доле цемента. Лучшие результаты достигаются при использовании разнородных фракций, именно по этой причине помимо щебня или других крупных гранул вводится песок. Прочность должна превышать ожидаемую марочную у самого раствора как минимум вдвое, точные соотношения и требования зависят от типа бетона.

Классификация заполнителей

В зависимости от способа получения и сырья разделяются на:

Естественные, включающие продукты дробления обогатительных и попутных пород. К этой группе относятся гранитный и доломитовый щебень, гравий, туф, пемза, кварцевый песок.

Наполнители, полученные искусственным путем: вспученный вермикулит, керамзит, пенопластовая крошка и другие продукты обработки нерудных материалов.

Промышленные отходы: дробленный шлак, бой стройматериалов.

Классификация в зависимости от размера зерен разделяет наполнитель на мелкий и крупный. К первой группе относят натуральный и искусственный песок, золошлаковые смеси и аналогичные сыпучие вещества в пределах 0,16-5 мм. Предъявляемые к ним требования регламентированы ГОСТ 8736 и 10268, эти нормативы оговаривают допустимую долю пыли (не более 5 %) и верхний предел размеров фракций (частицы свыше 10 мм не мелкие, их наличие недопустимо). Контроль за параметрами осуществляется с помощью сит, от точности гранулометрического состава зависит расход цемента и итоговые свойства и характеристики бетона. Использование песков с модулем крупности приводит к увеличению доли вяжущего на 5 %, менее 1,5 – до 12 %.

В группу крупного заполнителя для бетона входят пористые вещества, разнофракционный щебень и гравий (стандартный диапазон варьируется в пределах 5-70 мм, при замесе сверхтяжелых марок могут вводиться частицы размером до 15) и бой вторичных стройматериалов. В разновидностях, получаемых в карьерах, доля посторонних примесей более высокая, промытые продукты дробления считаются самыми чистыми.

К важным характеристикам крупнофракционных видов (помимо стандартных – прочности, плотности и морозостойкости) относят шероховатость, лещадность (доля зерен с неправильной формой в общей массе) и радиоактивность.

Классификация в зависимости от целевого назначения условная:

Заполнители для особо тяжелых марок с объемным весом выше 2700 кг/м3: гематит, магнетит, барит, диабазы.

Стандартные компоненты для товарного бетона плотностью более 1800 кг/м3: гранитный щебень и гравий.

Для легких бетонов (<1800 кг/м3): вулканическая пемза, ракушечник, доломит и ингредиенты для марок в пределах 500 кг/м3: керамзит, вспученный вермикулит, пеностекло, аглопорит.

Специализированные: для приготовления жаростойких растворов (диорит, андезит, доменные шлаки, вулканические породы, искусственные пористые материалы), теплых стяжек (пенополистирол и опилки).

Цветные натуральные или окрашенные для приготовления декоративных смесей.

Легкие бетоны на пористых заполнителях изготавливаются на основе натуральных, искусственных и полученных из производственных отходов элементов с размером фракций в пределах 5-40 мм, доля песка в них сведена к минимуму. Свойства и условия применения регламентированы ГОСТ 32496-2013. Средняя плотность вводимых в легкие марки наполнителей не превышает 1800 кг/м3, прочностные характеристики не позволяют использовать полученный состав для несущих конструкций без надлежащей поддержки.

Этот параметр представляет собой отношение массы пробы сыпучих материалов в сухом виде к суммарному объему его зерен. Определение плотности заполнителей происходит опытным путем, перед взвешиванием их хорошо просушивают. Для нахождения точного объема находится величина вытесняемой им воды, для исключения влияния пористости на результаты его предварительно смачивают. При необходимости получения средней плотности с сильными абсорбционными качествами или крупными ячейками жидкую среду сменяют на дисперсионную. Образец не заливают водой, а засыпают мелким песком.

Помимо стандартных характеристик на свойства бетона влияет тип поверхности: при применении гравия и зерен с гладкими стенками возрастает удобоукладываемость раствора, но ухудшаются адгезия, и наоборот. Ввод шероховатых разновидностей позволяет получить прочную и жесткую структуру, но у некоторых марок площадь поверхности сцепления увеличивается настолько, что без ввода пластификаторов смеси на их основе не укладываются. Для исключения ошибок все параметры указываются в техпаспорте продукции, его проверка перед покупкой обязательна.