Что такое пористые заполнители и их виды

Виды пористых заполнителей и основных требований к ним

Для приготовления легких бетонов применяют портландце­мент, быстротвердеющий портландцемент и шлакопортландцемент.

В качестве заполнителей для легких бетонов используют природные и искусственные сыпучие пористые материалы с насыпной плотностью не более 1200 кг/м 3 при крупности зерен до 5 мм (песок) и не более 1000 кг/м 3 и крупности зерен 5. 40 мм (щебень, гравий).

По происхождению пористые неорганические заполнители
делят на три группы: природные, искусственные (специально
изготовляемые) и заполнители из отходов промышленности.

Природные пористые заполнители изготовляют дроблением и рассевом легких горных пород (пемзы, вулканических шлаков и туфов, пористых известняков, известняков-ракушечников, известняковых туфов и др.).

Гранулированный шлак — мелкозернистый пористый материал, получаемый при быстром охлаждении расплавов метал­лургических шлаков.

Шлаковую пемзу (термозит) получают в виде глыб ячеистой структуры путем вспучивания шлакового расплава с помощью воды, воздуха или их смеси.

Существующие способы поризации делят на две основные группы. К первой относятся методы поризации расплава, осу­ществляющиеся в периодически действующих агрегатах, напри­мер в бассейнах; ко второй — методы поризации расплава в непрерывно действующих агрегатах (например, гидроэкранная установка). Фиксацию пористой структуры осуществляют быст­рым охлаждением расплава. Куски шлаковой пемзы дробят и рассеивают на щебень и песок. В зависимости от насыпной плотности щебня (400. 800 кг м 3 ) прочность заполнителя составляет 0,4. 2,0 МПа.

Керамзитовый песок получают дроблением и рассевом керамзитового гравия или щебня или как самостоя­тельную фракцию при обжиге. Гравий керамический полый — материал округлой формы — получают обжигом специально из изготовленных пустотелых глиня­ных гранул. Вспученный перлит изготовляют в виде щебня и песка путем кратковременного обжига вулканических водосодержащих стекловидных пород. Процесс теплообработки перлитов в зависи­мости от свойств сырья и вида готового продукта (щебня и песка) осуществляют путем одно- и двухстадийного обжига в коротких вращающихся печах и во взвешенном состоянии в вертикальных печах. По форме и характеру поверхности пористые заполнители могут иметь округлую, относительно гладкую или шероховатую (ноздреватую) поверхность их делят на следующие фракции: песок — щебень или гравий — 5. 10, 10. 20 и 20. 40 мм. По показателям насыпной плотности в сухом состоянии (кг/м 3 ) пористые заполнители делят на марки М100. 1200 для щебня(гравия) и до М1200 для песка. Пористые заполнители в зависимости от прочности, определяемой сдавливанием в цилиндре, подразделяются на марки.

Выбор крупного заполнителя производят на основе подбора состава бетона с учетом формы зерен (гравий, щебень), вида и свойств мелкого заполнителя и структуры и вида бетона теплоизоляционного, конструкционно-теплоизоляционного, конструк­ционного).

Содержание водорастворимых сернистых соединений в перес­чете на S0₃ в заполнителях, предназначенных для армированных легких бетонов, не должно превышать 1 % по массе.

В качестве добавок для легких бетонов применяют тонкомо­лотые доменные гранулированные шлаки, диатомит, трепел, опоки, туф, пемзу, трасс. Кроме указанных в легкие бетоны вводят добавки, являющиеся замедлителями или ускорителями твердения. В качестве порообразователей для снижения плотности в состав легких бетонов вводят алюминиевый порошок, пергид­роль, смолосапониновый порообразователь и другие добавки.

Для приготовления и увлажнения легкого бетона используют питьевую воду, отвечающую тем же требованиям, что и для тяжелых бетонов.

Источник

Пористые заполнители

шаблоны YouJoomla
Форум вебдизайнеров

Пористые заполнители.

При строительстве зданий и сооружений различного назначения, как правило, возникает необходимость выполнения деформационных и конструкционных швов, оформления стыков различных конструктивных элементов. Устройство таких швов представляет собой работу достаточно высокого уровня сложности. При этом от качества их исполнения в значительной степени зависит надежность и срок службы конструкций. Одним из основных этапов этой работы является герметизация швов. Это необходимо, прежде всего, для предотвращения разрушения строительных материалов под воздействием влаги и загрязнителей. Кроме этого, качественная герметизация позволяет сохранить теплоизоляционную и звукоизоляционную функцию ограждающих конструкций зданий.

Для выполнения герметизации швов и стыков конструкций в современной строительной технологии применяют широкий спектр материалов. Наиболее старыми из них являются пористые заполнители. Они используются уже в течение многих лет, но от этого не становятся менее популярными. При строительстве едва ли не каждого промышленного или гражданского объекта пористые заполнители, так или иначе, находят свое применение.

Структура и свойства пористых заполнителей.

Сегодня в строительстве используется целый ряд разновидностей пористых заполнителей, которые могут изготавливаться из различных материалов и обладать разными свойствами. Однако в целом все эти виды заполнителей имеют комплекс общих особенностей.

Они изготавливаются из эластичных материалов, которые обладают высоким сопротивлением сжатию, сохраняя при этом свои эксплуатационные характеристики. Главной особенностью структуры всех этих материалов является наличие большое количества микроскопических пор. Изготавливаются они в виде жгутов, которые и вставляются в шов или стык с небольшим сжатием. В результате материал полностью перекрывает сечение шва.

Еще одной особенностью пористых заполнителей, применяемых в строительстве, является то, что их поверхность, благодаря обработке специальными пропитками или благодаря использованию других технологий, они обладают влагонепроницаемой поверхностью. За счет этого пористые заполнители обеспечивают надежную герметизацию.

Преимущества использования пористых заполнителей.

Современные пористые заполнители, применяемые в строительстве для герметизации швов и стыков, изготавливаются из специальных материалов, обладающих целым рядом особых свойств. Благодаря этому их выбор является действительно удачным решением многих производственных задач.

В первую очередь следует отметить простоту выполнения монтажных работ. Технология установки пористых заполнителей не требует больших финансовых расходов, затрат времени и трудозатрат. Кроме этого, данный способ уплотнения стыков и деформационных швов позволяет значительно сокращать сроки выполнения работ, что, в конечном итоге, дает возможность раньше сдавать в эксплуатацию готовые объекты.

Сами пористые заполнители имеют, пожалуй, минимальную стоимость среди всех современных материалов, применяемых для аналогичных целей. За счет этого значительно сокращаются материальных затраты на выполнение работ по уплотнению швов и стыков. При этом достаточно высокие эксплуатационные характеристики пористых заполнителей позволяют практически не терять в качестве герметизации, по сравнению со многими альтернативными материалами.

Материалы, из которых изготавливаются пористые заполнители, обладают высокой температурной и химической устойчивостью. Это позволяет применять данный метод герметизации швов практически в любых климатических зонах. Высокие изоляционные характеристики заполнителей сохраняются при длительном воздействии влаги, биологических и атмосферных факторов. Важным эксплуатационным свойством большинства заполнителей является высокая эластичность, сочетающаяся с отличной сопротивляемости сжатию. Благодаря этому материалы способны безболезненно выдерживать значительные механические нагрузки, которые возникают в результате смещений и деформаций строительных конструкций. Это ценное свойство позволяет обеспечить подвижность шва с полным сохранением его герметичности.

Таким образом, пористые заполнители представляют собой высококачественные и доступные материалы, применение которых становится отличным решением для герметизации швов и стыков. Они сочетают в себе высокие качественные характеристики с доступной ценой и удобством в эксплуатации.

Разновидности пористых наполнителей.

Современной промышленностью предлагается широкий спектр пористых наполнителей, среди которых наиболее популярными можно назвать следующие материалы:

Широкий выбор пористых заполнителей дает возможность обеспечить оптимальный выбор для выполнения работ по герметизации стыков и швов на любом объекте.

*Копирование материалов разрешено только с публикацией активной прямой и индексируемой ссылки на сайт.

Источник

Глава 5. Заполнители для бетонов и растворов

Роль заполнителей в бетонах и растворах

Данные вещества выполняют следующие задачи:

Заполнители для бетона: разновидности

Группировка подобного сырья основывается на следующих факторах:

Виды наполнителей

Заполнители для растворов и бетонов можно классифицировать по назначению:

Кроме того все существующие виды заполнителя можно поделить на два типа:

Теперь подробней рассмотрим предназначение каждого.

Мелкий

Использование мелкого наполнителя необходимо для уменьшения пустот между частицами крупного заполнителя. От того насколько удачно будут расположены частицы, зависит то, насколько крепким получится бетон.

Мелкий заполнитель для бетона состоит из мельчайших частиц. Преимущественно, в качестве мелкого заполнителя используют песок. Основным его достоинством является минимальный размер крупиц, который составляет 0,16-5 мм, а также высокая плотность — 1,8 г/см3.

Песок существует двух типов:

Чаще всего используют природный песок следующих видов:

На фото — кварцевый песок

Для определения качества песка необходимо обратить внимание на такие моменты как:

Зерновой состав заполнителя определяют при помощи набора сит с разными размерами ячеек. Конечно, весь песок просеивать не обязательно, одного-двух килограммов будет вполне достаточно. Крупных зерен в его составе должно быть не более 5 процентов, кроме того, в нем не должны присутствовать частицы более 10 мм.

Контрольные лабораторные сита для песка

Специалисты даже придумали специальный термин – «модуль крупности». Этот термин означает соотношение оставшихся крупных частиц в сите к остальному песку, взятому для пробы.

В итоге можно сказать, что крупность заполнителя бетона является важным моментом, который влияет на качество бетона. Поэтому при его использовании необходимо, следить за процентным соотношением размеров частиц. Мельчайших крупинок вроде пыли должно быть не более трех процентов, а фракций размером 0,16 – не более 10 процентов.

Обратите внимание! Содержание глины в песке способно уменьшить морозостойкость бетонной конструкции. Поэтому песок перед использованием принято очищать путем промывки.

При использовании природного песка необходимо также обращать внимание на содержание примесей в составе. Иногда встречается наполнитель с органическими добавками, использование которого приводит в будущем к разрушению цемента. Наличие таких примесей определяется цветовым методом.

Надо сказать, что существуют безусадочный бетон на мелком заполнителе, в который добавляют специальные смеси и полимерную фибру. Особые свойства материал получает благодаря применению мельчайших фракций наполнителя. Фибра в этом случае повышает прочность бетона.

Крупный заполнитель

Наиболее распространенные крупные заполнители – это гравий и щебень.Их частицы должны находиться в пределах 5-70 мм. Однако, размеры во многом зависят от типа бетона. К примеру, крупность заполнителя для тяжелого бетона, используемого для массивных конструкций, может составлять вплоть до 150 мм.

Если выбирать между щебнем и гравием, то лучше отдать предпочтение щебню, так как в гравии чаще бывают различные примеси. Щебень же получают искусственным путем, за счет дробления горных пород, поэтому он лишен таких недостатков.

Совет! Как правило, в строительстве применяют настолько прочный бетон, что его обработка становится сложной задачей. Для ее решения используют алмазный инструмент, в частности зачастую применяется резка железобетона алмазными кругами или шлифовка алмазными чашками.

В отличие от гравия, зерна щебня обладают угловатой формой, приближенной к кубической.Благодаря шероховатости, такие частицы лучше сцепляются с цементом.Поэтому, для получения высокопрочных бетонов используют исключительно щебень.

Чтобы проанализировать качество крупного наполнителя, надо определить его минеральный и зерновой состав. Кроме того, следует обратить внимание на степень прочности исходной породы. Она должна в 2 или хотя бы в 1,5 раза превышать прочность бетона соответствующей марки.

Обратите внимание! От морозостойкости наполнителя будет зависеть морозостойкость всей бетонной массы.

Требования к заполнителям бетона

Занимая собой внушительную часть объема бетона, заполнители оказывают большое влияние на его характеристики. Поэтому к таким материалам предъявляют определенные требования. Они заключаются в следующем:

Исследования заполнителей выполняются методом отбора проб. В ходе такой работы из материала специалисты берут определенное число частных проб. Результаты исследования этих проб усредняются и распространяются на весь объем исследуемого заполнителя.

Зерновой состав заполнителя

Заполнители бывают двух видов: крупный и мелкий. К крупному заполнителю относятся щебень и гравий, это заполнители с крупностью зерен более 5 мм. К мелкому заполнителю относятся пески, естественные или искусственные.

Так как разные заполнители в разных объемах по-разному влияют на все свойства бетона, то к этим заполнителям предъявляются некоторые требования, которые учитывают данное влияние.

Любой заполнитель является зернистым материалом, который представляет собой совокупность всех зерен. И для каждого из заполнителей имеется ряд общих закономерностей.

Самое большое влияние на свойства бетона влияет зерновой состав, а так же чистота и прочность заполнителя.

Зерновой состав – это показатель, который определяет содержание в заполнителе зерен разного размера. Для того чтобы определить зерновой состав конкретного заполнителя, нужно взять небольшой объем заполнителя для пробы и просеять его через стандартные сита, величина отверстия которых варьируется от 14 до 70 мм.

Применение заполнителей для бетона

Каждый вид заполнителя придает строительному раствору определенные свойства, что обеспечивает его применение в определенных случаях. Очень важно правильно подбирать составляющие бетона, чтобы получить раствор с определенными техническими параметрами. Подбор таких материалов осуществляется с учетом многих аспектов, в том числе вида используемого бетоносмесителя. При его выборе учитывается также его предназначение, будь то улучшение прочности, придание раствору стойкости к теплу и жару или химическому воздействию агрессивных веществ. При необходимости возведения сооружений, стойких к радиационному излучению, используется антирадиационный заполнитель. При создании ограждений, эстетически привлекательных сооружений и фасадов применяется декоративный бетонный заполнитель. Распространенные заполнители – щебень, гравий и песок – применяются при создании большинства видов бетонных растворов. Объясняется это тем, что такие материалы придают смеси необходимые качественные и прочностные характеристики.

Материалы для производства легких бетонов на пористых заполнителях

В качестве вяжущего для легких бетонов применяют все виды цементов и другие вяжущие не ниже М 300. Желательно использовать высокоактивные вяжущие, расход которых на 1 м3 бетона будет меньше, чем малоактивных вяжущих. Цементный камень в легких бетонах является самой тяжелой частью их, и сокращение расхода цемента введет к снижению объемной массы бетона.

Исходя из необходимости получения бетонной смеси требуемого качества минимальные расходы вяжущего на 1 м3 легких бетонов должны быть не меньше величин, приведенных в табл. 7.

В случае применения высокоактивных цементов, когда требуемая прочность бетона может быть достигнута при малых расходах вяжущего для увеличения количества цементного теста в бетонную смесь необходимо вводить тонкомолотые добавки. В бетоны низких марок с малым расходом вяжущего (а иногда и с недостаточным расходом мелких фракций заполнителя), характеризующихся низкой удобоукладываемостью, желательно вводить гидрофобизирующие поверхностно-активные добавки (мылонафт и др.).

Минимально допустимый расход вяжущего в зависимости от вида легкого бетона

Для приготовления легких бетонов используют природные и искусственные пористые заполнители. В зависимости от формы и характера поверхности пористые заполнители делят на щебень, состоящий из кусков неправильной формы с открытыми порами на поверхности, и гравий, представляющий собой смесь зерен округлой формы с гладкой и оплавленной поверхностью. Применяют крупный заполнитель (щебень и гравий), состоящий из зерен 5-40 мм (с зернами более 40 мм заполнитель из-за малой его прочности использовать не рекомендуется), крупный пористый песок с размерами зерен 1,2-5 мм и мелкий пористый песок с размерами зерен менее 1,2 мм.

В зависимости от насыпной объемной массы (кг/м3) в сухом состоянии пористые заполнители делят на марки от 100 до 1200. Наиболее легкие заполнители применяют для теплоизоляционных бетонов, тяжелые — для конструктивно-теплоизоляционных и конструктивных бетонов. Для конструктивных бетонов допускается частичная или полная замена пористого песка тяжелым песком.

Для легких бетонов используют природные пористые горные породы вулканического и осадочного происхождения. Наибольшее применение из пористых горных пород вулканического происхождения получили следующие их виды.

образовалась в результате быстрого остывания насыщенной газами лавы и поэтому характеризуется губчатым строением. Встречаются пемзы с крупнопористой и мелкопористой структурой. Крупнозернистые пемзы обеспечивают получение конструктивно-теплоизоляционных бетонов с объемной массой в высушенном состоянии 500-1200 кг/м3 и прочностью 0,1-7,5 МПа (10-75 кг/см2). Мелкопористую пемзу, как более тяжелый заполнитель, применяют для конструктивных бетонов с объемной массой 1500-1800 кг/м3 и прочностью 7,5-40 МПа (75-400 кг/см2).

относятся к излившимся обломочным породам. В зависимости от условий залегания встречаются вулканические шлаки с различной объемной массой исходной горной породы. Легкие вулканические шлаки применяют для конструктивно-теплоизоляционных бетонов объемной массой в сухом состоянии 600-1400 кг/м3 и прочностью 1-10 МПа (10-100 кг/см2), а более тяжелые — для конструктивных бетонов с объемной массой 1600-1800 кг/м3 и прочностью 10-20 МПа (100-200 кг/см2).

, получившиеся в процессе уплотнения вулканического пепла, и
туфовые лавы
, образовавшиеся в результате попадания вулканического пепла и песка в расплавленную лаву до ее остывания, в зависимости от условий образования характеризуются различным количеством и величиной пор. Крупнопористые вулканические туфы и туфовые лавы с прочностью при сжатии менее 10-15 МПа (100-150 кг/см2) используют в конструктивно-теплоизоляционных и конструктивных бетонах прочностью 5-20 МПа (50-200 кг/см2) с объемной массой 1300-1800 кг/м3, а более плотные породы — для конструктивных бетонов прочностью до 40 МПа (400 кг/см2) с объемной массой 1600-1800 кг/м3.

Из осадочных пород чаще всего используют пористые известняки

и
известковые туфы
, состоящие в основном из углекислого кальция с объемной массой исходной породы от 1200-1300 кг/м3 до 1600-1900 кг/м3 с прочностью при сжатии 1-20 МПа (10-20 кг/см2). Известковые туфы и ракушечники используют для конструктивно-теплоизоляционных и конструктивных бетонов объемной массой в сухом состоянии 1400-1800 кг/м3 и прочностью от 3,5 до 20 МПа (35-200 кг/см2).

Искусственные пористые заполнители делят на две группы: отходы промышленности и специально изготавливаемые заполнители.

К отходам промышленности относятся:

, представляющие собой продукты сжигания кускового угля в промышленных и других топках. Шлаки являются наиболее дешевыми заполнителями, но в большинстве из них содержится значительное количество частиц несгоревшего угля, извести, растворимых солей и других примесей, вредно влияющих на атмосферостойкость бетона (морозостойкость и др.). Лучшими по технологическим свойствам являются антрацитовые и хорошо спекшиеся каменноугольные шлаки. Объемная масса бетонов на топливных шлаках составляет 1200-1800 кг/м3;

пористые металлургические шлаки

— кусковые материалы, образуюшиеся в результате естественного охлаждения расплавов металлургических шлаков, содержащих повышенное количество газов. Из-за колебаний химического состава шлакового расплава и изменения условий его охлаждения в отвалах завода структура и свойства образующихся шлаков могут колебаться в значительных пределах. В качестве заполнителей используют не распадающиеся со временем чаще всего из-за полиморфных превращений C2S при медленном охлаждении шлаки с насыпной объемной массой не более 1000 кг/м3 и объемной массой в куске не более 1700 кг/м3. Так как бетоны с заполнителями из пористых доменных шлаков обладают повышенной объемной массой и теплопроводностью, их применяют главным образом для конструктивных бетонов.

Из специально изготавливаемых пористых заполнителей наибольшее распространение получили:

и его разновидности (шунгезит и др.) — искусственный гравий и песок ячеистого строения с оплавленной поверхностью зерен. Керамзит всех видов изготавливают из хорошо вспучивающихся легкоплавких глинистых пород (пластичных тонкодисперсных глин, глинистых сланцев) путем ускоренного их обжига во вращающихся печах а песок — в «кипящем слое». В результате термической обработки при температуре 1100—1300° С керамзит не имеет в своем составе вредных для цемента примесей; морозоустойчив, огнестоек и, обладая оплавленной поверхностью зерен с высокоразвитой системой преимущественно закрытых пор, отличается небольшой объемной массой и теплопроводностью при сравнительно высокой прочности зерен;

— пористый материал, получаемый вспучиванием расплавов металлургических шлаков путем их быстрого искусственного охлаждения;

— материал, получаемый спеканием топливных шлаков и зол, а также углесодержащих шахтных и других глинистых пород на решетках агломерационных машин;

— пористый сыпучий материал, образующийся в процессе обжига при температуре 900—1000° С дробленых водосодержащих вулканических стекол (перлитов, обсидианов, витрофиров и т. п.). При нагревании исходная порода интенсивно вспучивается, образуя легковесный заполнитель с насыпной массой 50-300 кг/м3, характеризуемый хорошими теплоизоляционными качествами. Из-за невысокой прочности получаемых бетонов перлиты используют главным образом для теплоизоляционных бетонов.

К пористым заполнителям предъявляют следующие требования:

Важнейшие свойства пористых заполнителей, применяемых для легких бетонов

насыпная объемная масса крупного заполнителя не должна превышать 1200 кг/м3, а мелкого — 1300 кг/м3;

в каждой фракции крупного заполнителя количество зерен с размерами выше наибольшего и ниже наименьшего не должно быть более 10%, а полусумма полных остатков на контрольных ситах с наибольшим и наименьшим размерами зерен данной фракции должна составлять 30-60% по объему;

морозостойкость крупных наполнителей, используемых в бетонах, не защищенных от внешних атмосферных воздействий, должна обеспечивать получение бетона требуемой проектом марки по морозостойкости;

прочность искусственных пористых заполнителей — не менее требуемой нормами, прочность исходной породы природных заполнителей — не менее 50% от требуемой прочности бетона, а коэффициент размягчения при использовании в конструктивных бетонах — не менее 0,8, а в конструктивно-теплоизоляционных — 0,7;

содержание серы в заполнителях, применяемых в железобетоне, не более 2%, а количество водорастворимых сульфатов — 1% по массе (в пересчете на SO3);

содержание в мелкой фракции песка пылевидных частиц размером менее 0,14 мм, обладающих свойствами активной минеральной добавки, допускается до 40% по объему.

Источник