Заполнители для бетона и растворов: что это такое, основные виды (крупные и мелкие)

Заполнители для бетона и растворов: что это такое, основные виды (крупные и мелкие)

Прочность зданий и сооружений зависит не только от правильно подобранного типа цемента, важны и другие заполнители для бетона, которые используются в строительстве в качестве дополнительных компонентов. Существует множество присадок, упрочняющих основу бетона и меняющих его свойства в зависимости от назначения сооружаемого объекта.

Песок, цемент и вода являются главными составляющими. Состав мелкозернистого бетона может дополняться различными присадками и пластификаторами, исходя из назначения раствора. Регламентирует мелкозернистый бетон ГОСТ.

Крупность заполнителя, необходимые пропорции и возможность применения пластификаторов для тяжелых бетонов отражены в ГОСТ 26633-2015, а также в ГОСТ 26633-2012. Производство МБ, используемого для организации дорожных асфальтобетонных покрытий, регулируется ГОСТ 9128-97, а для производства мелкозернистых специальных бетонных смесей разработан ГОСТ 7473-2010.

Главным условием получения качественного раствора является использование песка с различными фракциями (до 5 мм) в необходимой пропорции. Также возможно применение щебня с размером фракций до 10 мм.

Объем цемента определяется в соответствии с требованиями ГОСТ, так как превышение или уменьшение расчетного количества может существенно повлиять на характеристики изделия.

Малая доля цемента приводит к недостаточной прочности отлитого элемента, а сверхнормативная доля этого материала приводит к затруднению рабочего процесса, так как схватывание будет происходить быстрее.

Мелкозернистый бетон обладает следующими характеристиками:

• Повышенное сопротивление работе на изгиб.
• Однородность.
• Виброустойчивость.
• Морозоустойчивость.
• Водонепроницаемость.
• Пористость.

ГОСТ на бетон – сфера использования

Требования документа распространяются на следующие виды бетонов:

• тяжелые;
• мелкозернистые.

Обе разновидности включают цемент, выполняющий функцию вяжущего вещества и наполнители повышенной плотности.

Составы, изготавливаемые согласно требованиям стандарта, используются:

• в любых климатических условиях;
• во всех сферах строительной отрасли.

Положения нормативного акта не распространяются на специальные составы:

• устойчивые к агрессивным средам;
• стойкие к воздействию повышенных температур;
• композитные составы с дисперсным усилением;
• обеспечивающие защиту от радиационного излучения;
• композиты с ячеистой структурой;
• специальные виды монолита с повышенной плотностью;
• смеси, предназначены для изготовления предварительно напряженных конструкций.

Прочность является самым важным свойством бетона

Тяжелый бетон по ГОСТ 26633-2015 применяется для различных областей:

• постройки жилых и производственных объектов;
• возведения гидротехнических объектов;
• сооружения покрытий автомагистралей;
• обустройства аэродромных покрытий;
• строительства транспортных развязок, эстакад и мостов.

Бетонный раствор – главный стройматериал, используемый в строительной сфере. Он применяется для решения различных задач:

• изготовления составных конструкций из предварительно изготовленных железобетонных изделий;
• бетонирования цельных бетонных конструкций непосредственно на объекте строительства.

Нормативный документ предусматривает расширенную область применения тяжелых бетонных составов.

Основные виды и их описание

Вспученный перлит – искусственный заполнитель для бетона.

Сегодня предлагается широкий ассортимент наполнителей для цементных смесей, придающих готовым конструкциям разные технико-экономические свойства. Подразделение на виды осуществляется по величине частиц и по назначению добавки. Основная классификация заполнителей бетона включает такие группы, как:

• природные вещества;
• искусственные материалы;
• промышленные отходы.

Первый и третий типы добавляются в бетонную массу без изменения свойств, внешнего вида или химического содержания. Искусственно полученные заполнители получают из нерудных материалов путем предварительной обработки. Их основные достоинства заключаются в высокой чистоте и отменном качестве, благодаря чему желаемый материал будет полностью соответствовать предъявляемым требованиям.

Мелкие добавки

Вещества с величиной зерна 0,16-5 мм используются с целью уменьшения зазоров между большими частицами смеси. В зависимости от выбранного соотношения ингредиентов, варьируется крепость готового бетонного изделия. Наиболее распространенным мелким заполнителем является натуральный или искусственный песок. Природный песок классифицируется на слюду, кварцевый материал, кальцит, полевой шпат. На качество песка влияют минеральное содержание и фракционность, наличие глины или других примесей.

Зернистость контролируется рассевом на ситах с разной величиной ячеек. Содержание пыли должно быть менее 5%, а частицы более крупного размера (свыше 10 мм) не должны присутствовать вообще. Оставшаяся фракция распределяется по гранулометрическому модулю. От точности размерного состава песка зависят конечные свойства бетона.

От органических примесей и глины песок тщательно отмывается, так как они способны снизить морозостойкость готового изделия. Бетон на мелком заполнителе, таком как тонкораздробленная полимерная фибра, позволяет получить плотные безусадочные конструкции.

Наполнители повышенной крупности

Самым распространенным типом крупного наполнителя является гравий или щебень с величиной 0,5—7 см. Гравий состоит из гладких частиц округлой формы, а щебень — из шероховатых элементов неправильной геометрии. Для некоторых сверхтяжелых бетонов применяются наполнители, у которых средняя величина составляет 15 см.

Щебень считается более чистым, так как создается искусственным путем. В гравии, как природном материале, встречаются примеси. Шероховатость щебня повышает адгезионные свойства цемента, поэтому его чаще используют в растворах для приготовления высокопрочных конструкций.

Качества крупных материалов определяются по минеральному содержанию, фракционности, степени прочности сырья. Последний показатель должен минимум в полтора раза превышать прочность получаемого бетона. Морозостойкость заполнителя отвечает за стойкость бетонной массы к критично низким температурам.

Компоненты бетона М 200

Марка бетона М 200 является соединением низкого состава, из-за содержания быстродействующих, гидрофобных, сульфатостойких, пластифицированных цементных элементов. Техническими особенностями не предусмотрено введение в него какой-либо добавки включающей активные минералы.

В нередких вариантах в него добавляются элементы, имеющие поверхностно-активные свойства. Эти частицы сделают смесь пластичной, морозоустойчивой либо быстровысыхающей. Именно из-за таких добавок, бетон М 200 В 15 применяется в регионах с колебаниями температуры либо на стройплощадках, где требуется выполнять работу за короткий период времени.

По сертификату качества бетон М 200 В 15 должен иметь в составе цемент, песок, воду и крупный заполнитель. Пример подбора пропорций элементов входящих в состав марки М 200:

• вода – 0,18 м3;
• цементный раствор – 0,25 м3;
• песчаный или другой наполнитель – 0,45 м3;
• крупно фракционный наполнитель – щебенка, гравий и прочие составляют 0,9 м3.

Такие пропорции входящих в состав компонентов подходят для получения 1,76 кубометров готовой смеси нужной упругости. Каждый частный случай, как и пример выше должен рассматриваться в индивидуальном порядке, так как показатели количества компонентов каждого кубометра может изменяться, но пропорции обязательно нужно соблюдать. Рекомендации по применению состава, какой-либо марки, указываются заводом-изготовителем на упаковке.

Состав бетона В 15 должен быть строго регламентирован с пропорциями: для цементного раствора М 400 – 1 к 2,8 к 4,8 к 0,5 и для марки цемента М 500 – 1 к 3,5 к 5,6 к 0,5.

Качественный продукт получается благодаря применению методики подбора элементов. Рекомендуется составить карту подбора составляющей части бетона для класса В 15 (15 МПа), с использованием портландцемента М 400, очищенного песка, с плотностью 2600 кг/м3, гранитный щебень с параметрами заполнителя 20 мм и насыпной плотностью 1400 кг/м3. Применяя специальную формулу, которую получают экспериментальным путем, определяют нужное количество воды. Габариты гравийного материала определяются наборами из сит, которые имеют отверстия с диаметрами 7, 4, 2, 1 и 0.5 см.

Бетон тяжелый крупность заполнителя 40 мм класс В 15 М 200 может иметь в составе такие виды щебня:

1. Гравий.
2. Гранит.
3. Известковый камень.

Для балок имеющих ширину 20 см можно использовать гравий с диаметром камня не более 15 см. Песчаную и щебеночную фракцию применяют в соответствии с нормами ГОСТа.

Понятие подвижности раствора

Бетон применяется для решения множества строительных задач. Это могут быть ответственные конструкции здания и отдельные архитектурные элементы, целые аэродромные площадки и искусственный камень для оформления пешеходных зон, геометрические формы, резервуары, декоративные изделия. В каждом отдельном случае к рабочему раствору предъявляются свои требования.

К базовым критериям выбора цементного состава относится подвижность бетонной смеси – это способность не затвердевшей массы заполнять формующие конструкции естественным образом под влиянием собственной массы. При этом однородность и заявленные технические характеристики изначального состава должны оставаться неизменными. Для более простого понимания мастера термин нередко заменяют форму емостью, текучестью или удобоукладываемостью.

Значения

Технически подвижность бетона регламентируется ГОСТом 7473 от 2010 года. Производители в сопроводительной документации обязательно указывают среди прочего характерную для конкретного раствора текучесть. Условно показатель обозначается буквой «П». В таблице представлена классификация бетонов по осадке конуса на основе лабораторных исследований.

Определение показателей подвижности или пластичности бетона проводится с помощью металлической формы. Конус для проверки можно сделать из оцинкованного железа: высота 300 мм, диаметры кромок снизу 300 мм, сверху 100 мм. Вместимость такой емкости всего 7 литров. Образцы идентичные по составу проверке подлежат минимум 2 раза, за результат принимается среднее значение. На строительной площадке выполнить задачу можно следующим образом:

• собирается ровная и прочная металлическая основа (желательно, чтобы раствор максимально сохранялся внутри испытательной емкости);
• оборудование смачивается водой (так цементный компонент не успевает связаться с металлом во время эксперимента);
• конус ступнями, подручными материалами либо специальными приспособлениями прижимается к рабочей площадке (нужно создать условия для минимального вытекания жидкости из испытательной емкости);

• бетонная смесь сразу после замешивания заливается в конус в три этапа (проще будет выполнять задачу используя воронку);
• раствор уплотняется с помощью арматурного прутка или иного подручного материала поочередно при каждой заливке (рекомендуется протыкать состав в сумме примерно 25-30 раз);
• после срезания мастерком излишков металлический конус с бетона снимается и ставится рядом на рабочую плоскость.

Далее будет происходить процесс усадки созданной растворной формы. Происходит это до момента затвердевания массы. Разница между высотами испытательной опалубки и осевшего бетона является итоговым показателем подвижности или осадки конуса бетона, который измеряется в сантиметрах.

Еще один способ проверки бетона подразумевает наличие конуса, вибростола, секундомера, штатива с мерной шкалой (в мм). Здесь нужно выяснить время, за которое во время уплотнения масса опустится до определенного уровня (проверяется мерным инструментом). Результат умножается на неизменный коэффициент 0,45. Условием актуальности методики является фракция гравия от 0,5 до 40 мм.

Если бетонный раствор замешивается с заполнителем размером до 70 мм, то можно прибегнуть к иной технике как измеряется подвижность бетона. Здесь сформированный конус помещается в открытый куб (например, размером ребра в 200 мм). За расчетное время принимается период, за который при виброуплотнении смесь заполнит углы и образует равномерный слой. Коэффициент в таком случае равен 0,7.

Популярные производители и средняя стоимость

На современном рынке строительных материалов наиболее часто встречается продукция российского, украинского и белорусского производства. К популярным брендам, производимым МБ, можно отнести:

• «Стромат»;
• «Альянс»;
• «Carrot»;
• «Апогей-Строй»;
• «Альфатэк» и прочие фирмы.

Возможность самостоятельно задавать мелкозернистому бетону желаемые характеристики обусловили его широкое распространение и популярность. С его помощью возводят бетонные конструкции, арки, различные тротуарные изделия и многое другое.