Материал: 1129

ности – мелкие пески.

Рис.4. Зерновой состав песка по ГОСТ 10268 – 80: 1 – допустимая нижняя граница крупности (Мк=1,5); 2 – рекомендуемая нижняя граница крупности (Мк=2,0); 3 – рекомендуемая верхняя граница крупности (Мк=2,5); 4 – допускаяемая верхняя граница крупности (Мк=3,25); Vm – полные остатки на контрольных ситах (размером d)

Содержание зерен, проходящих через сито с сеткой № 014, не должно превышать 5 ... 10 % по массе (в зависимости от вида песка). Наличие зерен размером свыше 5 мм не должно превышать (% по массе): в природном и дробленом песках – 10; в песке, дробленном из

43

отсевов, – 15; в обогащенном песке – 5; в крупной фракции фракционированного песка – 10. Содержание зерен размером свыше 10 мм не должно превышать во всех видах песков 0,5 по массе.

Песок, предназначенный для изготовления бетона F300 и более, подвергают испытанию на морозостойкость. При этом он должен выдержать не менее пяти циклов в растворе сернокислого натрия с потерей массы после испытания не более 10 %. Крупный заполнитель образует жесткий каркас бетона. В качестве крупного заполнителя применяют гравий или щебень. Иногда могут быть использованы щебень из гравия или смесь гравия и щебня.

Гравием называют рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) горных пород. Гравий состоит из более или менее скатанных зерен размером 3 ...

70 мм. В нем могут содержаться зерна высокой прочности, например гранитные, и слабые зерна пористых известняков. Обычно он имеет примеси пыли, глины, иногда и органических веществ, а также песка. При большом содержании песка такой материал называют песчаногравийной смесью или гравелистым песком. Для бетона желательна малоокатанная (щебневидная) форма зерен гравия. Игловатых и пластинчатых зерен в составе гравия должно быть не более 15 % (по массе). Прочность зерен гравия должна обеспечивать получение бетона, прочность которого на 20 ... 50 % превышает заданную.

Щебнем называют материал, полученный в результате дробления камней из горных пород, имеющих предел прочности при сжатии 20

... 320 МПа. Для производства щебня используют гранит, диабаз и другие изверженные породы, а также плотные осадочные породы – известняк, доломит и измененные – кварцит.

Качество крупного заполнителя, так же как и песка, определяется зерновым составом, формой и поверхностью зерен и содержанием примесей. Существенное значение имеют также петрографические особенности, прочность исходной породы, водостойкость и морозостойкость.

Максимальный размер крупного заполнителя не должен превышать 1/4 минимального сечения конструкции и 2/3 расстояния между стержнями арматуры. В зависимости от крупности зерен гравий и щебень подразделяют на четыре фракции (мм): 5 ... 10; 10 ... 20; 20 ... 40; 40 ... 70. Зерновой состав каждой фракции или смеси фракций должен находиться в пределах, указанных в табл. 5. Минимальная пустотность достигается смешиванием отдельных фракций до достижения

44

максимальной плотности.

Щебень по форме зерен подразделяется на три группы: кубовидный при содержании зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы не более 15 % (по массе); улучшенный – 25 %; обычный – 35 %. К зернам пластинчатой (лещадной) и игловатой форм относятся зерна, толщина или ширина которых менее длины в 3 раза и более.

Прочность щебня и гравия характеризуется маркой, соответствующей пределу прочности исходной горной породы при сжатии в насыщенном водой состоянии и определяемой по дробимости щебня при сжатии (раздавливании) в цилиндре.

Марки по прочности щебня или гравия устанавливают по ре- зультатам испытания сжатием (раздавливанием) в цилиндре в сухом или в насыщенном водой состоянии. В зависимости от потерь массы при определении дробимости различают для заполнителей из осадочных и метаморфических пород марки: 1200, 1000, 800, 600, 400, 300, 200, а из изверженных пород: 1400, 1200, 1000, 800 и 600.

В качестве крупного заполнителя для всех видов тяжелого бетона сборных и монолитных конструкций, изделий и деталей должен использоваться щебень из изверженных пород не ниже М800, щебень из метаморфических пород – не ниже М600 и осадочных пород не ниже М300. Марка щебня из естественного камня должна быть выше прочности бетона не менее чем в 1,5 раза – для бетона с прочностью ниже 30 МПа; в 2 раза – для бетона с прочностью 30 МПа и выше. В крупном заполнителе М1200, 1400 содержание зерен слабых пород (с пределом прочности при сжатии в насыщенном водой состоянии менее 20 МПа) допускается не более 5 %, М400 ... 1000 – не более 10 % и

45

М200 и 300 – не более 15 % по массе.

По морозостойкости крупный заполнитель подразделяют на следующие марки: F15, 25, 50, 100, 150, 200, 300. Марка соответствует числу циклов попеременного замораживания и оттаивания, при котором потеря в массе не превышает 5 % (для F15 ... 25 – 10 %).

Для предварительной оценки морозостойкости щебня или гравия разрешается испытывать его в растворе сернокислого натрия (табл. 6). В зависимости от марки крупного заполнителя по прочности содержание в нем пылевидных, глинистых и илистых частиц не должно превышать в изверженных и метаморфических породах 1 %, в оса-

дочных породах М600 ... 1200 – 2 %, М200 ... 400 – 3 %.

Таблица 6

Оценка морозостойкости крупного заполнителя (испытание в растворе сернокислого натрия)

При выборе между щебнем и гравием следует исходить в каждом конкретном случае из технико-экономических показателей. Гравий не применяют для бетонов высокой прочности. Это объясняется его более слабым сцеплением с цементным камнем из-за скатанной формы. Кроме того, гравий больше загрязнен глинистыми и другими примесями и требует частой промывки. Вместе с тем применение гравия, как правило, дешевле и ведет к большей подвижности бетонных смесей.

В качестве заполнителей для легкого бетона применяют природные и искусственные сыпучие пористые материалы с насыпной плотностью н не более 1200 кг/м3. При использовании керамзита в конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных бетонах за счёт уменьшения веса зданий снижаются затраты на монтаж изделий на строительной площадке, существенно уменьшаются нагрузки на здание, что позволяет снизить расходы на возведение фундамента и т.д.

46

Возможен также вариант производства особо тяжёлого керамзита (керамдора), полученного при пониженных на 200 – 300 0С температурах обжига с насыпной плотностью порядка 900 кг/м3. Такой керамзит будет вполне конкурентоспособным за счёт экономии расхода энергии на его производство с привозным природным щебнем. Область его применения – дорожное строительство, несущие конструкции из железобетона и др.

Кроме технологических и экономических преимуществ керамзит по сравнению с природным щебнем обладает рядом достоинств, связанных с улучшенным сцеплением растворной части бетона с заполнителем за счёт глубокого проникновения цементного камня в поры керамзитовых гранул, что повышает долговечность, прочность и химическую стойкость бетона.

Таким образом, в настоящее время целесообразен выпуск двух видов керамзита:

-особо лёгкого керамзита М150 – М250 (для изготовления эффективных ограждающих конструкций, стен, кровель, плитных утеплителей и т. п.);

-прочного керамзита с прочностью 2,5 – 4 МПа (для производства несущих конструкций, строительства дорог, монолитных зданий и сооружений и т. п.).

Технические условия на пористые заполнители определяются соответствующими ГОСТами. Для силикатных бетонов используется песок, отвечающий требованиям ОСТ 21-1-80. Кроме того, в качестве заполнителей применяется щебень и песок из попутно добываемых пород и отходов горно-обогатительных предприятий.

Рационально использовать в качестве заполнителей или в качестве добавок для улучшения свойств заполнителей бетонных смесей и бетонов различные минеральные алюмосиликатные отходы других производств: металлургические гранулированные и топливные шлаки, золы электростанций, горелые породы из террикоников угольных шахт или природные и т.п. По материалам Госгеолтехиздата [17, 18] и другим доступным источникам изучаются сведения о наличии, запасах и возможности разработки новых или использовании уже разрабатываемых месторождений сырьевых материалов. Проводится анализ близрасположенных месторождений горных пород для заполнителей, выбираются источники снабжения заполнителями проектируемого предприятия, обеспечивающими высокое качество и экономичность ЖБИ.

47