Презентація: "Заповнювачі для розчинів та бетонів"

Заповнювачі для розчинів і бетонів

Функції заповнювачів у бетонах і розчинах. Класифікація заповнювачів. Заповнювачами називають пухку суміш мінеральних або органічних зерен природного чи штучного походження. В’яжучі речовини скріплюють зерна заповнювача і утворюється міцне каменеподібне тіло. У складі бетонних або розчинних композицій заповнювачі виконують ряд важливих функцій:займаючи в бетоні понад 80% об’єму , скорочують витрати цементної складової;підвищують модуль пружності бетонів, знижують їхню повзучість, створюють у бетоні твердий кістяк, що приймає на собе усадочні напруження і тим самим попереджує утворення тріщин;

 Залежно від величини зерен розрізняють:-       великі заповнювачі (гравій і щебені) – розмір часток 5...70 мм;-                      дрібні заповнювачі (пісок) – розмір часток 0,14...5 мм. За походженням заповнювачі бувають :-               природними (отримані шляхом переробки гірських порід);-         штучними (доменні й паливні шлаки, золи, керамзит тощо). За щільністю зерен заповнювачі підрозділяють на :-                      щільні – з густиною зерен більше 2000 кг/м3;-                      пористі - з густиною зерен до 2000 кг/м3.

Дрібний заповнювач. Піски, які застосовують для виготовлення будівельних розчинів і бетонів, можуть бути:−         природні (гірські, яружні, річкові, морські), що являють собою сипкі суміші головним чином зерен кварцю Si. O2;−       штучні ( важкі , легкі ), отримані дробленням щільних  ( базальт, діабаз, мармур) і пористих (пемза, туф) гірських порід. Присутність у піску пилуватих, глинистих і мулистих домішок знижує міцність і морозостійкість бетонів і розчинів. Кількість таких домішок визначається богаторазовим промиванням водою (відмулюванням). У природних пісках допускається вміст пилуватих і глинистих домішок до 3 % від маси піску.

Залежно від гранулометричного складу розрізняють піски: крупний (Мк = 2,5), середній (Мк = 2,5...2), дрібний (Мк -2...1,5) дуже дрібний (Мк = 1,5...1). Перед визначенням модуля крупності (Мк) піску беруть 1000 г висушеного піску, про­сіяного через сито з отворами 5 мм, і знов просіюють його по­слідовно через сита з отворами 2,5; 1,5; 0,63; 0,315 і 0,14 мм. Залишки піску на кожному ситі зважують і обчислюють часткові і повний залишок на ситах у відсотках, а також модуль крупності (Мкр.) піску. Частковий залишок - це відношення маси залишку піску на даному ситі до маси всієї проби піску у відсотках. Модулем крупності (Мкр.) піску називається сума повних залишків на всіх ситах, поділена на 100% . Повний залишок - це сума часткових залишків на даному ситі і з більш крупними отворами. Найчастіше зустрічаються піски, які складаються з кварцу з домішками слюди (водний алюмосилікат), глини і пилу (від 0,15 до 0,005 мм) та сірки , ці домішки негативно впливають на якість зчеплення піска з в’яжучим,тому їх кількість у піску обмежується до :1% - слюди,2% - сірки,3%- пилу, мулу.

У штукатурних розчинах не допускаються сірчані домішки більше 2% (за масою), а пиловидні частинки і мул не більше 15% (для інших будівельних роз­чинів - 3%), адже вони обволікають зерна і перешкоджають зчеп­ленню їх з в'яжучим. Наявність у піску глини, мулу, миловид­них речовин визначають шляхом відмучування піску. У посудині із сухим піском (1 кг) заливають воду на 20 см вище піску. Потім скляною паличкою енергійно перемішують, відстоюють і обереж­но зливають каламутну воду. Цей процес повторюють доти, доки вода не буде чистою, прозорою. Наявність у піску домішок визна­чають за формулою:p = G1-G2/ G1 х 100%де G1 G2- відповідно маса піску до промивання і після проми­вання. Чистий пісок при розтиранні в долонях вологого піску, не мастить руки. Для приготування спеціальних рентгенозахисних розчинів чи бетонів застосовують пісок, який одержують дробленням особливо важких гірських порід - бариту, магнезиту або чавунний дріб розмірами 0,8...2 мм.

Крупний заповнювач. Як крупний заповнювач для приготування важкого бетону застосовують гравій або щебінь. Гравій — пухка суміш зерен округлої форми розміром 5—70 мм, що утворилися в результаті природного руйнування (вивітрювання) твердих гірських порід. Гравій може бути гірським (яружним), річковим і морським. Гірський гравій має шорсткувату поверхню й містить звичайно домішки піску, глини, пилу й органічних речовин. Річковий і морський гравій чистіший ніж гірський, але зате із гладкою поверхнею, що погіршує зчеплення із цементно-піщаним розчином. Для поліпшення зчеплення його можна дробити на щебінь. Щебінь — пухка суміш, одержувана подрібненням шматків різних твердих гірських порід, а також цегляного бою, шлаків і ін. Отриману суміш зерен різних розмірів (5—70 мм) піддають розсіву на окремі фракції. Відсіяні частки розміром менш 3 мм використовують як пісок. Щебінь відрізняється від гравію гострокутною формою й шорсткуватою поверхнею зерен, у зв'язку із чим зчеплення його із цементно-піщаним розчином краще, ніж гравію. Вміст у щебені шкідливих органічних домішок незначний.

Якість крупного заповнювача характеризується зерновим складом, формою зерен і вмістом шкідливих домішок. Крім того, якість щебеню і гравію має задовольняти певним вимогам за міцністю й морозостійкістю. Зерновий склад крупного заповнювача значно впливає на якість бетону. При відборі зернового складу крупного заповнювача для бетону необхідно виходити з основних вимог – одержати найменший об'єм порожнеч, а отже, знизити витрати цементу в бетоні заданої марки. Залежно від розміру зерен гравій і щебінь поділяють на фракції 5-10, 10-20, 20-40 і 40-70 мм. У кожній фракції гравію або щебенів повинні бути зерна всіх розмірів – від найбільшого до найменшого для даної фракції. Для готування бетону більш економічні максимально крупний гравій або щебінь, тому що при цьому через меншу сумарну поверхню зерен знижується витрата цементу. Однак найбільша крупність зерен заповнювача обмежується розмірами бетонуючих конструкцій і відстанями між стрижнями арматур. Наприклад, найбільший розмір зерен великого заповнювача повинен бути не більше 1 /3 найменшого розміру конструкції або не більше 3 /4 найменшої відстані між стрижнями арматур. При бетонуванні плит допускається застосування до 50% зерен заповнювача найбільшої крупності, рівній половині товщини плити. Для тонкостінних густо-армованих конструкцій варто використовувати заповнювач крупністю до 20 мм, а для більш масивних конструкцій — до 40 і навіть до 70 мм. Вміст зерен крупніших встановленого найбільшого розміру допускається не більше 5% за масою гравію або щебенів.

Зерновий склад крупного заповнювача визначають просіванням середньої проби масою 10 кг через стандартний набір сит з розмірами отворів 70, 40, 20, 10 і 5 мм і наступним зважуванням залишків на кожному ситі. Потім обчислюють у відсотках частні й повні залишки й установлюють найбільшу і найменшу крупність зерен заповнювача. За найбільшу крупність зерен приймають розмір отвору того верхнього сита, на якому повний залишок не перевищує 5%, а за найменшу — розмір отвору першого сита знизу, повний залишок на якому становить не менш 95%. Крім того, обчислюють значення 0,5 (Dнайм+ Dнайб) і 1,25 Dнайб. Для оцінки зернової сполуки крупного заповнювача по результатах просівання будують криву. Крупний заповнювач визнають придатним для готування бетону, якщо крива його зернового складу розташовується в межах зони оптимального складу

 Пористі заповнювачіЗаповнювачі для приготування легких бетонів бувають природними, штучними або отриманими з відходів промисловості. Керамзит є штучним пористим заповнювачем, який отримують випалюванням попередньо відформованих глинистих гранул, що здатні до спучування.  Випускають у вигляді гравію (гранули 5...40 мм) і піску(зерна менше 5 мм). Марка керамзиту встановлюється залежно від насипної густини – від 250 до 600 кг/м3. Жужільна пемза – пористі щебені, отримані спучуванням розплавлених металургійних шлаків з наступною швидкою фіксацією пористої структури шляхом різкого охолодження, тому що сировиною для виробництва жужільної пемзи служать техногенні відходи. Даний вид заповнювача економічно дуже ефективний. Міцність пемзи – від 0,4 до 2 МПа .

Аглопорит - пористий заповнювач у вигляді гравію, щебенів. Одержують шляхом спікання сировинної шихти із глинистих порід і паливних відходів. Спучені перлітові пісок і щебені - пористі зерна білого або світлоосірого кольору, одержані шляхом швидкого випалювання вулканічних склоподібних гірських порід (перліту, обсидіану). Залежно від розміру зерен спучений перліт поділяють на щебінь і гравій з насипною густиною 100...500 кг/м3 й пісок з насипною густиною 100...600 кг/м3.