ГлавнаяСтатьи

Типы и общие свойства заполнителей

Природный песок и гравий

Природный песок и гравий представляют собой класс материалов, наиболее часто применяемых в качестве заполнителей для бетона. Они имеются почти повсюду и могут быть получены без больших затрат. Почти две трети заполнителей, производящихся в США, являются природными материалами. Месторождения песка и гравия имеют разнообразный характер в зависимости от особенностей их залегания, обусловленных природными процессами отложения.

Речные отложения — породы из русел рек, отмелей и пойм, перенесенные и отложившиеся в руслах существующих рек и водных потоков.

Речные террасы — древние речные отложения пород, относящиеся к раннему геологическому периоду, когда русла рек были расположены на большей высоте.

Отложения в поймах рек — мелкозернистые породы, накопляющиеся за пределами речных русел во время разливов.

Аллювиальные месторождения (в форме веера или конуса) — отложения, образовавшиеся у выходов балок, узких оврагов или каньонов из потоков, возникших в результате ливней.

Эоловые отложения — мелкие фракции песка, перенесенные ветром и осевшие в районах, где снижалась скорость ветра.

Морские отложения — массы песка и гравия со дна морей и океанов, выброшенные на берег волнами.

Ледниковые отложения — материалы, отложившиеся в виде морен или валунной глины при таянии и отступлении ледников.

Обычно природные пески и гравий состоят из хорошо окатанных зерен, поэтому из них получаются вполне удобообрабаты-ваемые бетонные смеси, требующие минимального расхода цемента и воды. Месторождения природных заполнителей часто весьма различны по зерновому составу и содержат обычно избыток зерен одного размера при недостатке других размеров. Поэтому из несортированного песка и гравия, в том виде в каком они поступили с карьера, невозможно изготовить однородный бетон. Для получения однородных заполнителей из природных месторождений необходимо произвести промывку, грохочение, классификацию, дробление и сортировку. Песок из пойм рек, нанесенный ветром, а также прибрежный песок представляют собой прекрасные источники мелкозернистых материалов для корректирования зернового состава заполнителей.

Изменчивость, характер залегания и степень загрязнения природных месторождений заполнителей зависят в значительной степени от процессов их образования. Считают, что песок русловых отложений имеет наиболее постоянный зерновой состав, но его зерна могут быть покрыты кремнеземистой или известковой оболочкой. Минералогический и зерновой состав ледниковых отложений обычно отличается крайним непостоянством. В террасовых отложениях часто наблюдаются значительные вторичные изменения зернового состава. Отложения аллюзиального и эолового типа характеризуются обычно сравнительным постоянством зернового состава.

Дробленый камень и искусственный песок

Другим широко используемым источником заполнителей для бетона является добываемая в карьере материнская порода. Дробленые заполнители получают путем измельчения этой породы до необходимого зернового состава с помощью ряда последовательных операций: взрывных работ, дробления, измельчения, грохочения и сортировки. Еще несколько лет назад, дробленые заполнители почти полностью состояли из крупных зерен, но внедрение более эффективного оборудования привело к тому, что в настоящее время применение искусственного песка стало обычным явлением.

Процесс превращения материнской (скальной) породы в заполнители для бетона зависит от ее минералогического состава, внутренней структуры, трещиноватости, характера залегания и твердости. Обычно искусственные заполнители дают жесткую бетонную смесь; при этом для получения бетона заданного качества требуется больше цемента и воды, чем при применении недробленых заполнителей. Зато бетоны, изготовленные с искусственными заполнителями, отличаются повышенной прочностью, а часто и большей морозостойкостью, чем бетоны с недробленны-ми заполнителями при одинаковых В/Ц.

Обломочные породы

Иногда в качестве источника получения заполнителей используются обломочные породы. Единственным признаком, отличающим обломочные породы от материнской породы при применении их в качестве заполнителей, является то, что подготовительные работы по их добыче уже осуществлены самой природой. Образование скоплений обломков у подножия коренных выходов породы свидетельствует о низкой ее твердости. Поэтому заполнители из некоторых видов обломочных пород обладают плохим качеством.

Коралловые заполнители

В некоторых южных островных районах Тихого океана в качестве заполнителей для бетона могут быть использованы одни лишь кораллы. Это относится ко всем тропическим и субтропическим островам Тихого океана и Караибского моря, а также к штату Флорида. Месторождения кораллов встречаются в различных формах, начиная от рыхлых отложений в лагунах и кончая твердыми массивными известняками. Удельный вес коралловых заполнителей колеблется от 1,80 до 2,40, а объемный вес в уплотненном состоянии — от 1042 до 1442 кг/м3. Применение бетонов с коралловыми заполнителями приняло широкие размеры главным образом в годы второй мировой войны.

Доменный шлак

В США стали применять доменный шлак в качестве заполнителя для бетона еще во второй половине прошлого века. В период с 1910 по 1920 г. применение шлака при изготовлении бетона для дорожного строительства и других сооружений стало обычным явлением в районах металлургического производства.

В свое время доменный шлак рассматривали как ненужный отход, увеличивающий накладные расходы доменного и сталелитейного производства. В настоящее время шлак стал полезным побочным продуктом, который производится в промышленных масштабах для различных целей, но главным образом в качестве заполнителя для бетона.

Шлак обладает многими ценными с точки зрения технологии бетона свойствами, характерными для дробленой каменной породы: зерна шлаковых заполнителей имеют остроугольную форму и шероховатую поверхность. Обычные шлаковые заполнители являются более легкими заполнителями, чем природные или искусственные каменные материалы из измельченных горных пород. Удельный вес шлака составляет в среднем 2,20—2,30, по сравнению с 2,60—2,70 у большинства природных или дробленых каменных заполнителей. Эти величины соответствуют объемному весу в уплотненном состоянии 1200—1360 кг/м3 у шлаковых заполнителей и 1440—1600 кг/м3 у заполнителей из других материалов. ч

Путем специальной обработки можно получить вспученный шлак, служащий заполнителем для легкого бетона.

Заполнители для легкого бетона

Экономия, которая может быть получена при значительном снижении веса монолитного бетона и сборных деталей, способствовала развитию производства легких заполнителей. Бетоны, изготовленные с такими заполнителями, обладают прекрасными тепло- и звукоизоляционными свойствами. В настоящее время применение легкого бетона быстро расширяется благодаря развитию производства недорогих, высококачественных легких заполнителей. Бетоны с легкими заполнителями особенно пригодны для изготовления бетонных и сборных железобетонных деталей.

Легкие заполнители можно получать в готовом виде из горных пород или изготовлять искусственным путем. К типичным природным материалам относятся: пемза, вулканический туф, вулканический пепел, которые всегда присутствуют в районах вулканической деятельности. Большинство природных легких заполнителей характеризуется неудовлетворительным зерновым составом и низким модулем крупности зерен. Поэтому они требуют высокого расхода цемента и воды, что приводит к большим объемным изменениям бетона при увлажнении и высыхании.

К числу наиболее часто применяемых искусственных легких заполнителей принадлежат вспученные глинистые сланцы, глины, кремнистые сланцы и шлаки. Такого рода материалы изготовляются в настоящее время с рационально подобранным зерновым составом. Бетоны с этими заполнителями обладают высокой прочностью и в то же время значительно легче, чем обычные бетоны.

Для изготовления изоляционных покрытий и высококачественных термоизоляционных материалов широко применяются перлитовые заполнители, изготовляемые путем вспучивания некоторых видов вулканического стекла и слюды — вермикулита.



Читать далее:
Обработка шлака и легких заполнителей
Однородность заполнителей для бетона
Установка для обработки породы
Разработка месторождений заполнителей
Испытание отобранных проб заполнителей
Отбор проб
Разведка заполнителей
Поисковые работы
Легкие заполнители
Реакция между щелочами и заполнителями в бетоне



Ваш отзыв