Заполнители бетона

Заполнители бетона ― это сыпучие материалы, на которые приходится 80-85% от общего объема раствора. Они выполняют много функций: создают жесткую основу конструкции, повышают ее прочность, уменьшают усадку и препятствуют появлению трещин. Поэтому такие компоненты стоит выбирать не менее тщательно, чем цемент.

Размеры

Заполнители классифицируют по форме и параметрам.

Крупные

Чем выше марка бетонного раствора, тем более тяжелые и плотные сыпучие материалы надо использовать для его приготовления. Крупный заполнитель для бетона по прочности должен в 1,5-2 раза превосходить прочность готовой смеси.

Внутри группы зерна делятся на фракции по размеру:

• мелкие — от 5 до 20 мм,
• средние — от 20 до 40 мм,
• крупные — от 40 до 70 мм.

Наиболее востребован в строительстве материал средней фракции. При возведении массивных объектов могут использоваться очень крупные камни размером до 150 мм.

Рассмотрим подробнее свойства заполнителей бетона:

• Щебень получают искусственным путем, дробя горные породы, валуны, отходы строительства или производства. Основные достоинства материала — отсутствие примесей и шероховатая поверхность, которая улучшает сцепление с цементом. Зерна могут быть разной формы. Наиболее качественными считаются те, что похожи на куб. Для производства бетонов повышенной прочности предпочтительнее использовать именно щебень.
• Гравий образуется естественным путем из осадков горных пород. Его зерна округлые и гладкие, по структуре более рыхлые, чем у щебня. Гравий широко используется в строительстве там, где к прочности конструкций не предъявляются высокие требования. Он повышает плотность и водонепроницаемость смеси.
• Гранит отличается длительным сроком службы, повышенной плотностью (до 1700 кг/куб. м), низким водопоглощением и хорошей морозостойкостью. Используется при строительстве оснований, дорог и гидротехнических сооружений.

Мелкие фракции

Мелкозернистые заполнители бетона уменьшают пустоты, возникающие между крупными частицами. Это позволяет увеличить плотность раствора и предотвратить образование трещин.

Самый распространенный заполнитель в строительстве — песок. Его основные преимущества — маленький размер частиц (от 0,05 до 5 мм) в сочетании с высокой плотностью (1,8 г/куб. см).

По происхождению песок бывает двух видов:

• Природный образуется естественным путем при разрушении различных горных пород (кварца, известняка, шпата). Самым качественным для приготовления раствора считается кварцевый песок.
• Искусственный получают после обработки горных пород.

Кроме того, песок может добываться в разных местах. В нашей климатической зоне чаще встречаются два вида материала:

• Речной песок округлый и гладкий. Зерна примерно одинаковы по размеру, благодаря чему более равномерно заполняют пустоты в растворе.
• Карьерный песок более шероховатый, что улучшает адгезию с другими компонентами. Однако он менее пластичен и содержит больше примесей.

Свойства разных видов песка могут значительно отличаться. Чтобы определить качество заполнителей для бетона, применяют следующие методы:

• Крупность, или зерновой состав проверяют, просеяв небольшую партию песка через сита с ячейками разных размеров. Содержание мельчайших частиц должно быть не более 3%, крупных (от 2 мм) — 5% от общего объема. Присутствие зерен длиной более 10 мм не допускается.
• Наличие примесей — пыли, глины, гипса — определяют в лабораторных условиях. Содержание таких частиц и органических добавок должно составлять не более 3%, иначе это может негативно повлиять на плотность и морозостойкость конструкции. Чтобы избавиться от примесей, любой бетонный завод промывает песок перед добавлением в смесь.

Назначение

Свойства бетонного раствора можно улучшить, добавив в него разные заполнители и присадки. Они могут решать как одну задачу, так и несколько.

Сложные условия эксплуатации

Если объект будет подвергаться воздействию агрессивных факторов, в зависимости от их типа в раствор вводят соответствующие заполнители:

• Нужны термостойкость и устойчивость к возгоранию — добавляют алюмофосфатное жидкое стекло.
• При возведении гидротехнических сооружений, которые контактируют с водой, используют шлако- и пуццолановый цемент, песок из кварца, диабаз, базальтовый щебень.
• Для морозостойкости вводят в смесь добавки на основе глинозема и кремнезема.
• Повысить устойчивость к кислотам и другим агрессивным веществам помогают кварцевый песок, щелочные шлаки, жидкое стекло и кремнефтористый натрий.

Пористость и теплоизоляция

Если нагрузка на покрытие будет небольшой, как при укреплении грунта или заливке стяжки пола, бетон не должен быть очень прочным. В таких случаях можно сэкономить и выбрать более дешевый материал низкой марки.

Иногда строительную конструкцию надо изолировать, чтобы через стены, полы или перекрытия не улетучивалось тепло. Для этого используются легкие заполнители, которые увеличивают пористость бетона. Содержание воздуха и пустот обеспечит надежную теплоизоляцию.

Пористые материалы бывают:

• природными (туф из известняка и вулканических пород, пемза, ракушечники и другие).
• искусственными (керамзит, гранулированный шлак, перлит и вермикулит).

Заполнители бетона способны значительно улучшить характеристики раствора. Если грамотно их выбрать и ввести в смесь, можно получить материал с оптимальными свойствами.