Заполнители для бетона и требования к ним

Легкие и тяжелые бетоны предназначаются для строительства зданий жилого и коммерческого назначения. Из них также изготавливают железобетонные конструкции и изделия из ЖБИ. Бетоны чаще всего состоят из четырех компонентов: цемент, вода, крупные и мелкие заполнители. Все эти ингредиенты соединяют согласно предусмотренных технологией пропорций.

Заполнители — это набор частиц природного или искусственного происхождения. Они бывают разных размеров: от малюсеньких частиц песка до внушительных кусков камня. Заполнителями могут быть: песок, щебень, гравий, реже керамзит, пенополистирол, дробленый бетон и другие материалы.

От качества крупных наполнителей зависит прочность бетона, а мелкие обеспечивают надежные контакты между крупными и связующими частицами. Важность правильного использования, типа и качества заполнителей нельзя недооценивать. Мелкие и крупные заполнители занимают от 60 до 75% объема бетона и сильно влияют на свойства бетонной смеси как в свежем, так и в затвердевшем состоянии.

Заполнители должны транспортироваться и складироваться таким образом, чтобы они не отсыревали, не загрязнялись и сохраняли свои гранулометрические характеристики до тех пор, пока не будут включены в смесь. Они должны соответствовать техническим спецификациям и установленным стандартам ГОСТ.

Виды бетона

По насыпной плотности бетон подразделяется на следующие типы:

• особо легкий — менее 500 кг/м³;
• легкий — 500—1800 кг/м³;
• тяжелый — 1800—2500 кг/м³;
• сверхтяжелый — более 2500 кг/м³.

От выбора бетона зависит надежность, устойчивость к внешним воздействиям и предупреждение деформации конструкции в будущем.

Типы заполнителей

Щебень и промышленный песок

Эти продукты получают путем извлечения измельчения камней до желаемого размера. В случае песка продукт появляется от измельчения породы до достижения желаемой формы или текстуры, что гарантирует соответствие спецификации проекта. Источники щебня могут быть магматическими, осадочными или метаморфическими. В отличие от гравия, у зерен щебня угловатая форма, приближенная к кубической. Из-за шероховатей такие частицы гораздо лучше сцепляются с цементом. Поэтому для получения высокопрочных бетонов лучше использовать щебенку.

Гравий

Как и для щебня частицы гравия должны находиться в пределах 5—70 мм. Но их размеры во многом зависят от типа бетона. Для тяжелых бетонов, предназначенных для массивных конструкций, крупность заполнителя достигает 150 мм. Отложения гравия образуются в результате естественного процесса эрозии и воздействия элементов. Поэтому в нем больше примесей, чем в щебенке. Этот продукт можно использовать для дорожек, изготовления бетона, обустройства участков.

Песок

Песок встречается в природе в карьерах, горах, реках и морях. Он состоит из мелкодисперсного материала и минеральных частиц. Его состав варьируется в зависимости от источника. Песок можно использовать для дорог, производства бетона, кладочных смесей, дренажа и фильтрации. Овражный и карьерный песок мелких фракций применяют в кладочных смесях. Для конструкционных работ из бетона используют речной песок, в котором минимум примесей.

Дробленый бетон

Переработанный бетонный щебень получают путем разрушения, удаления и измельчения существующих ЖБИ материалов до желаемого размера. Его обычно используют в качестве подсыпки при строительстве дорог, поскольку он хорошо уплотняется и образует прочную поверхность.

Характеристики бетона в зависимости от наполнителей

Прочность бетона зависит не только от марки цемента. Если в раствор не добавить заполнители, то затвердевая монолит из чистого цемента сразу же покроется трещинами. Масса такого состава «стянет» саму себя, отчего деформируется и развалится . Ядра щебенки и частички песка равномерно распределяют силы внутри монолита, придавая ему необходимое качество. На результат влияют свойства и соотношение компонентов.

Сколько песка и щебенки кладут в раствор

В среднем на 1 м³ расходуется примерно 1 тонна строительного песка и 1700 кг щебенки. Соотношение наполнителей в бетоне выбирают в зависимости от марки цемента. Самые ходовые сорта — М400 и М500. Выбирая компоненты, следует обратить внимание на происхождение и состав. Если рассматривать песок, то оптимально подходит речной. У него округлые, обкатанные трением зерна, которые будут равномерно распределяться по раствору, хорошо сцепляться с цементом во время гидратации. Речной строительный песок не оседает вниз при твердении даже в пластичных растворах.

Какие свойства получает бетон от заполнителей?

В бетонах и растворах крупные и мелкие добавки выполняют следующие задачи:

• Применения песка, щебня или других заполнителей позволяет экономить дорогостоящее вяжущее вещество — цемент. Заполнители занимают весомый объем бетонных растворов, а это снижает его стоимость для конечного потребителя.
• Заполнители нормализуют усадочные деформации и снижают напряжение от усадки практически в 10 раз.
• Появляющийся после высыхания своеобразный жесткий скелет из наполнителей повышает прочность.
• Снижается ползучесть раствора и увеличивается упругость.
• При добавлении специальных гидратных или особо тяжелых заполнителей в раствор создаются конструкции, в которые не проникает радиация.

Выводы

Разнообразные заполнители — важнейшие ингредиенты бетонных смесей. Они наделяют растворы и будущие изделия уникальными свойствами и способны изменить структуру. Выбирать их нужно ответственно, учитывая отдельные характеристики и целевое назначение бетонного раствора.