Заполнители для бетонов. Виды, зерновой состав, пустотность, пористость

Зап-ли занимают 80% V и оказ-т влияние на св-ва бе, его долговечность и стоимость. Зап-ли резко сокращают расход Ц (наиб дорогой компонент), улучш-т технические св-ва Б. Жесткий скелет из высокопрочного зап-ля несколько увелич-т прочность и модуль деформации Б, уменьш-т деформации конструкций под нагрузкой, а также ползучесть Б необратимые деформации, возник-ие при длительном действии нагрузки. Зап-ль уменьшает усадку Б, способствуя получению более долговечного мат-ла. Усадка Ц камня при его твердении достигает 1-2 мм на 1м изделия. Из-за неравномерности усадочных деформаций возн-т внутр. напряжения и даже микротрещины, зап-ль воспринимает усадочные напр-я и в несколько раз уменьш-т усадку бетона по сравн. с усадкой ц-го камня. Пористые зап-ли уменьш-т плотность легкого Б, улучш-т его теплотехнич-ие св-ва. В специальных Б (жаростойких, радиоэкранирующих и др) роль зап-ля очень велика, т. к. его св-ва во многом определяют специальные св-ва этих Б. В силикатных Б зерна зап-ля с поверхности вступают во взаимодействие с вяж-м в-вом и от их минералогического состава и удельной поверхности во многом зависят св-ва получаемого Б. Стоимость зап-ля составляет 30-50% от стоимости конструкции, поэтому желательно применять более дешевые местные зап-ли, что сокращает V транспортных перевозок, что обеспеч-т сокращение сроков строит-ва и снижение его стоимости. Правильный выбор зап-ля и их разумное использование – важная задача технологии Б.!

Природный песок – образовавшаяся в рез-те выветривания г.п. рыхлая смесь зерен различных минералов, входящих в состав изверженных (реже осадочн-х)г.п. При отсутствии природного П применяют П, получ-й путем дробл-я твердых г.п. Гравий – рыхлый материал, образ-ся в рез-те естеств-го разрушения г.п. Сост-т из окатанных зерен раз-м 3…70 мм. Щебень – материал, получ-й в рез-те дробл-я камней из г.п. Имеет остроугольную форму. Легкие пористые зап-ли: 1 Щ из пористых г.п. (пемзы, туфы); 2 отходы пром-ти (топливные шлаки, гранулир-е доменные шлаки, золы); 3 искусств-ые пористые зап-ли (керамзит, аглопорит, перлит); 4 полимерные порист-е зап-ли (стирпор).

Зерновой состав. В бе прим-т крупный (>5мм) зап-ль, кот подразделяется на гравий и щебень, и мелкий зап-ль, которым явл-ся естественный или искус песок. Зап-ль предст собой сов-ть отдельных зерен, т.е. явл-ся зернистым м-лом, для кот имеется ряд общих закономерностей. Зерновой состав показ-т содержание в зап-ле зерен разной крупности. Он опред-ся просеиванием пробы через набор стандартных сит с величиной отверстий от 0,16 мм до 70 мм. Различ-т: рядовой зап-ль (содержит зерна различных размеров) и фракционированный (зерна разделены на отдельные фракции, включающие зерна близких размеров, н-р, 5-10, 10-20). Размеры наименьш. и наибольш. зерен характ-т наим-ую и наиб-ую крупность (Dнаиб; Dнаим), причем зерен меньше или крупнее этих размеров по ГОСТ должно быть не больше 5% от всей массы. Зерн. состав наз-т непрерывным, если в нем встреч-ся зерна всех размеров от наим до наиб; и прерывистым, если отсутств-т зерна к-либо промежуточного размера. Наиболее эффект-м явл-ся непрерывный состав, смеси с прерывистым составом требуют увеличение расхода Ц и склонны к расслоению. На практике зерн. состав подбирают, используя реальные П и Щ и устанавливая такое соотношение между ними, чтобы кривая зерн-го состава приближалась к идеальной кривой. Некоторое ухудшение зерн. сост. компенсир-ся небольшим увелич-м расхода Ц или более эффект-м способом уплотнения Б смеси. При этом достиг-ся заметное упрощение технологии и ↓ стоим бе. Правильный выбор зерн. сост. или соотнош-я между П и Щ м.б. сделан только с учетом состава Б (соотнош-я Ц и В). В Б с расходом Ц от 200..300 кг/м³ при подвижной Б смеси наилучш. рез-ты обеспеч-т зерн. состав, близкий к идеальным кривым просеивания. В Б с высок. Прочн (с повыш расходом Ц) и в жестких Б смесях долю П и мелких фракций зап-ля целесообр-но несколько уменьшить.

Пустотность – связана с зерновым составом зап-ля и формой его зерен. Опр-ся возможностью его плотной укладки. Чем б. пустот, тем б. расход ц-а для их заполнения. Пуст-ть колеблется 35-48% (в ср. 50%) и не зав-т от крупности его зерен, если их размер одинак-й. Снизить пуст-ть до 20-30% можно: 1 изменяя форму зерен (кубовидная, шаровидная, октаэдрная); 2 применяя смесь, состоящую из зерен разной крупности (осн-ой прием), когда пустоты крупного зап-ля заполняются зернами мелкой фракции. Наиб качественная смесь – на зап-х, отдозированных пофракционно, что приводит к значит-ой экономии ц-а. Увелич-ие пустотности вызывает прим-ие зерен удлиненной формы (игольчатые, лещадка). Необх-мо добиться такого соотн-я между П и Щ, чтобы П полностью заполнил пустоты между зернами крупного зап-ля с учетом некоторой их раздвижки зернами П.

где ρ’_щ – насыпная плотность щебня в куске;

ρ’_П – насыпная плотность песка, кг/м³;

П^щ_отн – относит-ая пустотность щебня;

α – коэф раздвижки зерен.

Пустотность песка:

где ρ’_П – насыпная плотность песка;

ρ_П – истинная плотность песка.

Пустотность плотного щебня:

Пустотность пористого щебня:

где ρ^к_щ – средняя плотность пористого щебня;

ρ’_щ.п. – насыпная плотность пористого щебня.

Пористость зерен зап-ля опр-ся по формуле:

где П_з.щ.- относит пористость зерен щебня;

ρ_Щ – истинная плотность щебня;

ρ^к_щ – средняя плотность зерен в щебне.

32. Малощебеночный бетон, особенности, подбор состава.

МЩБ называют бетон с пониженным содержанием щебня или гравия. Его исп-т тогда, когда для ЖБК приходится прим-ть дорогостоящий привозной щебень с эконом-и обоснованным допустимым перерасходом цемента, или же когда треб-ся увеличить модуль упругости или уменьшить ползучесть и усадку мелкозернистого бетона (в мкз бе вводят щебень).

При уменьш-ии содер-я Щ в обычном б. повыш-ся водопотр-ть б.см. (т.к. возрастает уд.поверх-ть запол-ля), и увел-ся воздухововлеч-е в б.см. => уменьш-ся прочность б. и модуль деформации (это отношение напряжения к относит-ой деформации, вызываемой его действием), и возр-т усадка и ползучесть. А при введении щебня в цементно-песчаный бе и ↑ его содерж-ие, св-ва бе изменяются в противоположном напр-ии. Опыты показали, что завис-ть св-в б. от содерж-я Щ носит линейный характер.

Состав МЩБ опред-т в след.порядке:

1. находят треб-мое В/Ц по традиционным формулам: В/Ц=АR_ц/(R_б+А0,5R_ц) – для обычного б. при В/Ц>0,4 и В/Ц=А₁R_ц/(R_б – А₁0,5R_ц) – для высокопроч-го б. при В/Ц<0,4; 2.По графикам опр-т расходы воды в завис-ти от заданной подвижноти б.см.; 3.Подсчитывают расход цемента: Ц=В:В/Ц; 4.В зав-ти от допустимого перерасхода ц-а (н-р, 20%) и применяемого сповоба уплотнения, по графику опр-т необх-ую добавку воды и расход щебня

Рис– График для расчета состава МЩБ: 1-увеличение расхода ц-а для полученияя бе см. с одинак-ой осадкой конуса; 2- увеличение расхода воды для полученияя бе см. с одинак-ой осадкой конуса; 3 и 4 – то же, с одинак-ой удобоуклад-тью.

5.Находят расход песка: П=ρ_п(1000-Ц/ρ_ц-В-Щ/ρ_щ). 6.Делают пробные замесы и по их рез-там коррект-т состав бе. При этом расход ц-а сохраняют пост-м, меняют др: если необходимо увелич-ть проч бе, то ↓ расход воды; если треб-ся повысить подвижность бе смеси, то ↑ расход щебня за счет песка.

БИЛЕТ № 8