Крупный заполнитель для бетона

Для приготовления бетонов в качестве крупного заполнителя используют щебень и гравий.

    Щебень – это рыхлый материал, получаемый путем искусственного дробления изверженных, осадочных метаморфических горных пород или отходов различных производств.

    Гравий – это рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) твердых горных пород и состоящий из зерен округлой формы. Гравий может быть горным, речным и морским.

    Щебень и гравий состоят из отдельных зерен и кусков от 5 до 70 мм. Они могут быть как рядовыми так и фракционированными.

    Прочность заполнителя определяется прочностью горной породы, из которой он получен. Заполнители из прочных горных пород (гранита, диабаза) обладают высокой прочностью (80 МПа и выше). Заполнители из осадочных пород. Например, из известняка, имеют прочность 30 МПа и выше. Прочность легких пористых заполнителей зависит от плотности и составляет 2…20 МПа.

    Крупный заполнитель мало влияет на прочность бетона, если его прочность более чем на 20 % выше прочности бетона. Однако в заполнителе могут встречаться отдельные слабые зерна, поэтому для большей надежности рекомендуется, чтобы прочность исходной горной породы была в 1,5…2 раза выше прочночти бетона. На некоторые виды изделий марка щебня нормируется. Так для тротуарной плитки марка щебня по прочности на сжатие должна быть:

   1200 – для щебня из изверженных пород;

     800 – для щебня из осадочных пород.

    В нормативной документации на щебень ограничивается содержание пластинчатых (лещадных) и игловатых зерен, увеличивающих пустотность заполнителя.  В обычном заполнителе содержание таких зерен не должно превышать 35 %, в щебне с улучшенной формой зерен – 25%, с кубовидной формой зерен – 15%.

    Поскольку изготовить образцы для испытаний из щебня или гравия трудно, то прочность заполнителя определяют косвенным путем – по дробимости. Образцы щебня помещают в стальной цилиндр и прикладывают определенную нагрузку. Затем образцы просеивают через сито и по потере в массе судят о дробности. Для щебня фракции 5…20 мм использую цилиндр диаметром 75 мм с нагрузкой 50кН. Для фракции более 20 мм испытание проводят в цилиндре диаметром 150 мм с нагрузкой 200 кН.

    Дробимость щебня определяют по формуле:

Д_р = (м1-м2)/м1*100, где

м1 – масса навески из щебня (гравия) до испытания в кг;

м2 – остаток на сите после просеивания раздробленного в цилиндре щебня (гравия), в кг.

    Марку щебня определяют по таблице в зависимости от показателя дробимости и вида исходной породы. Например, марка щебня 800 из изверженных эффузивных и осадочных пород соответствует показателю дробимости 13…15.

    Для ориентировочной оценки можно пользоваться следующими значениями марок щебня в зависимости от их дробимости:

   Др 8 – свыше 1000 кг/см²

    Др 12 – 800 – 1000кг/см²

   Др 16 – 600-800 кг/см²

   Др 24 – 400-600 кг/см²

    Для приготовлении бетонов рекомендуется использовать следующие марки щебня (гравия):

    Большое влияние на прочность и экономичность бетона оказывает чистота заполнителя. Пылевидные и особенно глинистые примеси создают на поверхности зерен заполнителя пленку, препятствующую сцеплению их с цементным камнем. В результате прочность бетона значительно понижается (до 30%), поэтому в стандартах на заполнители указано предельно допустимое содержание в них загрязняющих примесей. В щебне из изверженных пород допускается содержание примесей, определяемых отмучиванием, не более 1%, а из осадочных пород – 2…3%. Содержание глины в комках не более 0,25%.

    По морозостойкости щебень подразделяют на марки: 15, 25, 50, 100, 200, 300. Кроме того, нормируются такие показатели у щебня, как марка щебня по сопротивлению удару и истиранию на полочном барабане.

    Важное значение имеет зерновой состав щебня и его крупность. В бетоне целесообразно использовать щебень или гравий максимально допустимой крупности, так как такой заполнитель обладает меньшей удельной поверхностью. Для надлежащей укладки и уплотнения бетонной смеси применяют заполнитель не крупнее ¼ части минимального размера конструкции (в других источниках – 1/3 части).

    Щебень изготавливают по фракциям: 5-10 мм; 10-20 мм; 20-40 мм; 40-70 мм. Зерновой состав щебня фракции 5-10 мм должен соответствовать следующим значениям:

Для ориентировочных расчетов можно использовать следующие технологические характеристики некоторых заполнителей: