Заполнители в составе бетонной смеси
Как известно, бетонная смесь состоит из вяжущего, заполнителя и воды. Кроме того, различные добавки органических ПАВ или минералов применяют для улучшения физико-механических свойств бетона или бетонных смесей, а также по техническим и экономическим причинам.
Ассортимент заполнителей для бетона очень разнообразен. Однако две общие характеристики, во многом определяющие свойства бетона и бетонных смесей, позволяют разделить их на отдельные группы. К таким характеристикам относятся размер зерен, насыпная плотность, форма зерен и характер их поверхности, происхождение.
В зависимости от размера зерна заполнителей делятся на мелкие – песок и крупные – гравий и щебень.
Песок представляет собой смесь зерен размером до 5 мм. Смесь более крупных зерен, размером до 150 мм, в зависимости от формы и характера поверхности зерен, называют щебнем или гравием. Форма зерен гравия округлая и гладкая, в отличие от угловатых и крупных зерен щебня.
По объемной плотности заполнители подразделяются на легкие, тяжелые и сверхтяжелые. Объемная плотность легких и тяжелых заполнителей мало зависит от типа вещества, т. е. минералогического состава. Пустотность этих заполнителей также одинакова. При этом пустотность песка несколько ниже, чем пустотность гравия и щебня. Соответственно, и объемная плотность песка выше, даже если, например, гравий и песок добываются из одной и той же породы. Изменение объемной плотности заполнителей от легких и даже сверхлегких к тяжелым происходит за счет пористости их зерен.
Пористость тяжелых заполнителей колеблется от долей процента в особо плотных гранитах и базальтах до нескольких процентов в известняках и доломитах. Соответственно, высокая пористость формирует физико-механические свойства бетона, а также реологические свойства бетонной смеси, изготовленной из слабопористых заполнителей. Роль пористости зерна очень велика.
По происхождению агрегаты делятся на природные и искусственные. Природные заполнители получают из рыхлых отложений или путем дробления твердой породы. Первые – это природный песок и гравий, вторые – песчано-гравийная крошка. Натуральный щебень получают также путем дробления гравия.
Искусственные заполнители – это, прежде всего, промышленные отходы или специально приготовленные. В первую входят металлургические и топливные шлаки, во вторую – различные обожженные породы. Искусственно изготавливаются только легкие заполнители.
Качество тяжелого песка оценивают по его зерновому составу и содержанию вредных примесей, в первую очередь глины, пыли и органических веществ. Стандарт также устанавливает требования к минералогическому составу песка. Помимо этих качественных показателей, для бетона не менее важны прочность и долговечность песка, то есть морозостойкость его зерен. Однако прочность и морозостойкость песков можно приблизительно оценить по объёмному весу.