Специальные заполнители
К специально изготовленным заполнителям относятся керамзит, аглопорит, шлаковая пемза, гранулированный доменный шлак и вспученный перлит. Керамзит образуется при вспучивании легкоплавких глин при обжиге и состоит из округлых, высокопористых зерен различного размера. Поверхность зерен керамзита спекается и даже остекловывается. Это герметизирует поры и препятствует проникновению воды, обеспечивая высокую прочность керамзита.
Если исходное глинистое сырье содержит известняк, зерна керамзита могут разлагаться под воздействием воды. При обжиге известняк превращается в известь, гашение которой разрушает зерна керамзита и одновременно увеличивает их объем. Для проверки качества керамзитового гравия по этому показателю его кипятят в воде в течение нескольких часов. Разрушения зерен при этом не наблюдается.
Следующий специально изготовленный наполнитель – аглопорит. Это пористый материал, получаемый спеканием смеси легкоплавких глин с отходами добычи, переработки или сжигания ископаемого угля на агломерационной сетке. Обожженные блоки аглопорита затем дробятся и диспергируются на отдельные фракции. Полученные таким способом гравий и песок по минеральному составу близки к керамзиту, но существенно отличаются по качеству. По сравнению с керамзитом, дробленый аглопорит имеет преимущественно открытую пористость, меньшую прочность и выраженную шероховатую поверхность, что ухудшает подвижность бетонной смеси.
Производство аглопорита отличается высокой производительностью и позволяет получать более дешевую продукцию, чем керамзит. Аглопоритовому щебню присущи такие показатели, как насыпная плотность, прочность на сжатие в цилиндре и морозостойкость. Эти физико-механические свойства заметно отличают его от других искусственных заполнителей.
В процессе поризации расплавленного металлургического шлака и быстром охлаждении его в воде получают шлаковую пемзу. В процессе ускоренного охлаждения из расплавленного вещества выделяются растворенные в шлаке газы, что делает такое вещество пористым. При ускоренном охлаждении жидкого металлургического шлака происходит его гранулирование. В итоге получают пористый мелкозернистый материал, по свойствам близкий к шлаковой пемзе. Но процесс грануляции, который приводит к образованию округлых зерен с плотной поверхностью, значительно повышает физико-механические свойства гранулированного доменного шлака по сравнению со шлаковой пемзой.
При термической обработке перлитовой породы получают такой пористый материал, как вспученный перлит. Перлит – наиболее эффективный вид лёгкого заполнителя. Он позволяет получать теплоизоляционные бетоны высокой прочности. Аналогичные свойства проявляют и продукты термической обработки других гидратированных горных пород.
Свойства лёгких заполнителей и их качество для бетона оцениваются по размеру зерен, который определяет объём межзерновых пустот, насыпную плотность, удельный вес минералов, водопоглощение, коэффициент размягчения, морозостойкость, прочность и устойчивость к разложению силикатов и железа.
Размер зерен и водопоглощение должны соответствовать параметрам, разработанным лабораторией SUMAB. Морозостойкость лёгких заполнителей напрямую зависит от их насыпной плотности и водопоглощения. Лёгкие заполнители с остеклованной поверхностью зерен обладают морозостойкостью, аналогичной морозостойкости плотных каменных заполнителей.
Чтобы определить прочность лёгких заполнителей необходимо испытать их на предел прочности путем сжатия в цилиндре с помощью определенных механизмов. Прочность туфовых и пористых известняковых заполнителей можно определить путём испытания образцов, вырезанных из исходной породы.
