Главная → Статьи

Заполнители для бетона

Обычное определение заполнителей для бетона гласит, что это «инертный материал, который вместе с вяжущим образует бетон». На основе этого неправильного представления о заполнителях для бетона, которые вовсе не являются инертными, в течение ряда лет разрабатывались эмпирические стандарты, с помощью которых обычно производится оценка различных материалов. Эти эмпирические стандарты исходят большей частью не из строительных свойств заполнителей, а из физических свойств пород, из которых они получены, т. е. удельного веса, прочности, твердости, упругих свойств, абсорбции, содержания примесей и т. д.

В большинстве своем заполнители, образующие с помощью вяжущего бетон, являются химически активными веществами. Активность их может повлечь за собой различные химические, физические или термические изменения, а также любую комбинацию из этих изменений. Знание различных форм этой активности необходимо для правильной оценки данного заполнителя для бетона, а также для того, чтобы предвидеть и учесть степень участия отдельных ингредиентов заполнителя в процессах, происходящих в твердеющем бетоне.

Американское общество испытания материалов предложило новое определение заполнителей для бетона: «Неорганические природные или искусственно изготовленные зерна или частицы определенного зернового состава, образующие вместе с вяжущим веществом бетон, раствор или штукатурку».

Химическая активность

Зерна заполнителя, каждое в отдельности или совместно, могут содержать вещества, которые химически реагируют с другими компонентами бетона или с воздействующими на него щелочными водами. Примером такой химической реакции служит взаимодействие определенных кремнеземистых компонентов некоторых заполнителей со щелочами, содержащимися в портландцементе, что вызывает значительное расширение бетона, приводящее к образованию поверхностных или внутренних микроскопических трещин и в итоге к разрушению.

Физическая активность

Заполнители, подобно большинству материалов, расширяются при увлажнении и сжимаются при высыхании. Очевидно, если такое расширение или сжатие происходит несогласованно с расширением или сжатием других компонентов бетона, то могут образоваться трещины и ослабнуть связи в цементирующем растворе. Например, некоторые глины, встречающиеся в йиде примесей в известняках, при насыщении водой чрезмерно набухают (расширяются). Физическое воздействие на бетон в этом случае очень сходно с результатами химического взаимодействия между щелочами и заполнителями.

Термическая устойчивость

«Тепловая несовместимость» заполнителей может иметь место, если термический коэффициент расширения и сжатия при нагревании и охлаждении отдельных частиц значительно отличается от термического коэффициента вяжущего. В отдельных случаях расширяющее действие является суммарным, а иногда рассматривается как «цепное действие», поскольку оно может вызвать непрерывное общее расширение бетона.

Важные строительные свойства заполнителей

Первостепенное значение имеют те свойства, которые делают материал пригодным для изготовления бетона; те же свойства, которые лишь характеризуют заполнитель как ту или иную породу (кратко перечисленные в начале этой главы), имеют второстепенное значение.

Важность физической и химической устойчивости заполнителей и их совместимости с другими материалами в бетоне отмечалась неоднократно. Другими регулирующими факторами являются: размеры пустот, их распределение и взаимная связь; характер поверхности и текстура; зерновой состав; внутренняя текстура и структура; минералогический состав и форма зерен.

Размеры, распределение и взаимосвязанность пустот, т. е. пористость заполнителей, определяют количество и скорость поглощения воды или степень водопроницаемости. Это в свою очередь оказывает большое влияние на стойкость бетона к попеременному замораживанию и оттаиванию, его химическую устойчивость, а также стойкость‘к действию агрессивных почв и вод. Характер поверхностной пористости заполнителя оказывает влияние на силу его сцепления с вяжущим. Это обстоятельство и текстура (или шероховатость) поверхности обусловливают в первую очередь способность заполнителей к сцеплению, а также и не получившие до сих пор объяснения физико-химические, физические и механические процессы, в результате которых бетон превращается в твердое тело.

Вероятно, ни одна физическая характеристика заполнителя не оказывает такого важного влияния на водопотребность и удо-бообрабатываемость свежих бетонных смесей, как зерновой состав. Как будет показано ниже, этот фактор влияет на многие важные свойства бетона. Форма зерен заполнителя влияет и на удобообрабатываемоеть бетона, на его расслоение и водоотделе-ние.

Текстура и структура, наряду с минералогическим составом заполнителя, в большой степени определяют его химическую, физическую и термическую устойчивость, которая в свою очередь оказывает значительное влияние на пригодность заполнителей для изготовления бетона.

Экономические факторы

Имеются еще и другие факторы, которые должны приниматься во внимание при оценке данного заполнителя и его месторождения. От этих факторов в значительной степени зависят технические возможности, а следовательно, и э‘кономическая целесообразность разработки месторождения. К ним относятся: географическое положение, топография местности, площадь и мощность залегания, строение и постоянство состава породы, мощность и характер вскрыши, уровень грунтовых вод, естественный зерновой состав песка и гравия, а также прочностные характеристики каменных пород. Очевидно, что эти факторы определяют стоимость карьерных работ, дробления, грохочения и транспортирования породы из карьера.

Ваш отзыв