Заполнители для бетонов. 3
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Челябинский государственный университет
Институт экономики отраслей, бизнеса
и администрирования
Кафедра экономики отраслей и рынков
Реферат на тему: «Заполнители для бетонов»
По дисциплине: «Материаловедение»
Выполнила: ст. гр. 22ПС-306
Ильиных Н.А.
Проверила: преп.
Каган М.Н.___________
Челябинск 2012 г.
Содержание
Введение......................
1 Основные характеристики................
2 Крупный заполнитель для бетона
2.1.. Гравий. Характеристики и свойства.....
2.2. Щебень. Характеристики и свойства.....
3. Пористые заполнители для бетонов
3.1 Песок. Характеристики и
4. Заполнители
горных пород для бетона....... .............................. .............................. .......................11-12
5 Виды и допустимые содержания вредных
примесей в заполнителях..................
Список литературы....................
Введение
Заполнители занимают в бетоне до 80 % объема и оказывают значительное влияние на свойства бетона, его долговечность и стоимость.
Введение в бетон заполнителей
позволяет резко сократить
Заполнитель уменьшает усадку бетона. Усадка цементного камня при его твердении достигает 1 ...2 мм/м, а заполнитель воспринимает усадочные напряжения на себя и в несколько раз уменьшает усадку бетона по сравнению с цементным камнем.
1. Основные характеристики.
Заполнители занимают в
В бетоне применяют крупный
и мелкий заполнитель. Крупный
заполнитель (более 5 мм) подразделяют
на гравий и щебень. Мелким
заполнителем в бетоне
Зерновой состав показывает
содержание в заполнителе
На строительных объектах
или заводах сборного
На пустотность оказывает
Пустотность в известной
мере определяет расход
Прочность заполнителя
Прочность бетона на
Большое влияние на прочность бетона оказывает чистота заполнителя. Пылевидные и особенно глинистые примеси создают на поверхности зерен заполнителя пленку, препятствующую сцеплению их с цементным камнем. В результате прочность бетона значительно понижается (иногдана 30-40 %). Корректировать отрицательное влияние грязного или некачественного заполнителя на свойство бетона путем повышения расхода цемента недопустимо.
Различают рядовой заполнитель, содержащий зерна различных размеров и фракционный - включающий зерна близких между собой размеров, например 5... 10 мм .
Зерновой состав называют непрерывным, если в нем встречаются зерна всех размеров - от наименьшего до наибольшего. Если же в заполнителях отсутствуют зерна какого-либо промежуточного размера, то такой зерновой состав называют прерывистым.
При использовании заполнителей с непрерывным зерновым составом, смеси получаются более подвижные, менее склонные к расслаиванию. На практике подбор состава заполнителей точно по идеальной кривой рассеивания требует дополнительных операций по рассеву песка и щебня, его дроблению. Поэтому эта методика не получила распространения.
В производстве используют зерновой состав заполнителя, состоящий из мелкой фракции (песка) и крупной фракции (щебня). Количество крупной и мелкой фракции определяется исходя из наименьшей пустотности их в бетонной смеси (наименьшего расхода цементного теста).
Соотношение между песком и щебнем, при котором получается минимальная пустотность, можно ориентировочно определить, полагая, что песок полностью заполнит пустоты между зернами крупного заполнителя с учетом некоторой их раздвижки зернами песка:
П/Щ- 1,1*П от.щ * Y н / Y щ , где
П,Щ - количество песка и щебня
Пот .щ- пустотность щебня
Y н , Y щ - плотности песка и щебня (истинная)
Из практики количество песка составляет 30...35 % от общего количества заполнителя.
2. Крупный заполнитель для бетона
Для приготовления бетонов в качестве крупного заполнителя используют щебень и гравий.
Щебень - это рыхлый материал, получаемый путем искусственного дробления изверженных, осадочных метаморфических горных пород или отходов различных производств.
Гравий - это рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) твердых горных пород и состоящий из зерен округлой формы. Гравий может быть горным, речным и морским.
Щебень и гравий состоят из отдельных зерен и кусков от 5 до 70 мм . Они могут быть как рядовыми так и фракционированными.
Прочность заполнителя определяется прочностью горной породы, из которой он получен. Заполнители из прочных горных пород (гранита, диабаза) обладают высокой прочностью (80 МПа и выше). Заполнители из осадочных пород. Например, из известняка, имеют прочность 30 МПа и выше. Прочность легких пористых заполнителей зависит от плотности и составляет 2...20 МПа.
Крупный заполнитель мало влияет на прочность бетона, если его прочность более чем на 20 % выше прочности бетона. Однако в заполнителе могут встречаться отдельные слабые зерна, поэтому для большей надежности рекомендуется, чтобы прочность исходной горной породы была в 1,5...2 раза выше прочности бетона. На некоторые виды изделий марка щебня нормируется. Так для тротуарной плитки марка щебня по прочности на сжатие должна быть: 1200 - для щебня из изверженных пород; 800 - для щебня из осадочных пород.
В нормативной документации на щебень ограничивается содержание пластинчатых (лещадных) и игловатых зерен, увеличивающих пустотность заполнителя. В обычном заполнителе содержание таких зерен не должно превышать 35 %, в щебне с улучшенной формой зерен - 25%, с кубовидной формой зерен - 15%.
Поскольку изготовить образцы для испытаний из щебня или гравия трудно, то прочность заполнителя определяют косвенным путем - по дроби мости. Образцы щебня помещают в стальной цилиндр и прикладывают определенную нагрузку. Затем образцы просеивают через сито и по потере в массе судят о дробности. Для щебня фракции 5...20 мм использую цилиндр диаметром 75 мм с нагрузкой 50кН. Для фракции более 20 мм испытание проводят в цилиндре диаметром 150 мм с нагрузкой 200 кН.
Дробимость щебня определяют по формуле:
Д р =(м1-м2)/м1*100, где
м 1 - Масса навески из щебня (гравия) до испытания в кг;
м2 - остаток на сите после просеивания раздробленного в цилиндре щебня (гравия), в кг. \
Марку щебня определяют по таблице
в зависимости от показателя дробимости
и
вида исходной породы. Например, марка
щебня 800 из изверженных эффузивных и
осадочных пород соответствует показателю
дробимости 13…15.
Для приготовлении бетонов
Марка бетона |
М 400 и выше |
М 300 |
М 200 |
М 150 и ниже |
Марка заполнителя |
Др8 |
Др 12 |
Др 16 |
Др 24 |
Большое влияние на прочность и экономичность бетона оказывает чистота заполнителя. Пылевидные и особенно глинистые примеси создают на поверхности зерен заполнителя пленку, препятствующую сцеплению их с цементным камнем. В результате прочность бетона значительно понижается (до 30%), поэтому в стандартах на заполнители указано предельно допустимое содержание в них загрязняющих примесей. В щебне из изверженных пород допускается содержание примесей, определяемых отмучиванием, не более 1%, а из осадочных пород - 2...3%. Содержание глины в комках не более 0,25%.
По морозостойкости щебень подразделяют на марки: 15, 25, 50, 100, 200, 300. Кроме того, нормируются такие показатели у щебня, как марка щебня по сопротивлению удару и истиранию на полочном барабане.
Важное значение имеет зерновой состав щебня и его крупность. В бетоне целесообразно использовать щебень или гравий максимально допустимой крупности, так как такой заполнитель обладает меньшей удельной поверхностью. Для надлежащей укладки и уплотнения бетонной смеси применяют заполнитель не крупнее 1/4 части минимального размера конструкции.
2.1 Гравий. Характеристики и свойства.
Гравием называют рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) горных пород. Гравий состоит из более или менее окатанных зерен размером 3-70 мм. В нем могут содержаться зерна высокой прочности (гранитные) и слабые зерна (пористых известняков). Обычно он содержит примеси пыли, глины, иногда и органических веществ, а также песка. При большом содержании песка такой материал называют песчаногравийной смесью. Для бетона желательна малоокатанная форма зерен гравия, малопригодна окатанная, еще хуже – пластичная или лещадная с шириной в три раза и более превышающей толщину (предельное содержание в составе 15% по массе). Крупность гравия определяют просеиванием его через стандартный набор сит с круглыми отверстиями размером 70, 40, 20, 10 и 5 (или 3) мм. При изготовлении бетона большое значение имеет максимально допускаемая крупность гравия, определяемая размером отверстия сита, на котором полный остаток не превышает 5% от общей навески. Для удобной укладки бетонной смеси нельзя применять гравий крупнее ¼ минимального размера сечения конструкции и больше минимального расстояния между стержнями арматуры в ж/б конструкции. Для бетона желателен крупный гравий, но с достаточным содержанием средних и мелких зерен. Пустотность гравия не должна превышать 45%. Прочность зеренгравия должна обеспечивать получение бетона, прочность которого на 20-50% превышает заданную. В гравии допускается не более 1% по массе глинистых, илистых, пылевидных примесей, количество которых определяют отмучиванием. Если в гравии количество примесей больше допустимого, то его промывают водой. В природе встречаются готовые смеси песка и гравия. В этих случаях необходимо проверять постоянство состава и соответствие песчаной и гравийной частей существующим стандартам. Чаще всего смеси по составу непостоянны, и их приходится разде лять на песок и 2-3 фракции гравия.
2.2. Щебень. Характеристики и свойства.
Щебнем называют материал, полученный в результате дробления камней из горных пород. Щебень имеет остроугольную форму. Для приготовления бетона лучше использовать щебень, близкий по форме к кубу или тетраэдру. Форма щебня зависит от структуры каменной породы и типа камнедробильной машины. Для производства щебня используют гранит, диабаз и другие из верженные породы, а также плотные осадочные породы – известняк, доломит и измененные породы – кварцит. Наиболее широко в строительстве применяют известняковый и гранитный щебень. К крупности, зерновому составу, прочности щебня предъявляют те же требования, что и к гравию. Щебень чище гравия, обычно он не содержит органических примесей. Предельное содержание глинистых и пылевидных примесей допускается: для бетонов М300 и выше – 1% в щебне из изверженных пород и 2% в щебне из карбонатных пород, для бетонов более низких марок – соответственно 2 и 3% по массе. Для обычного бетона можно применять щебень только из каменных пород. Необходимая прочность исходной каменной породы в насыщенном водой состоянии Rщ >2R б для бетона М300 и выше Rщ>1,5Rб для бетонов более низких марок. Для бетона в конструкциях, подвергающихся насыщению водой и замораживанию, желательно применять щебень водопоглощением не более 3% по массе, а без замораживания – не более 5%.
Рекомендуемый состав гравия и щебня представлен на рис. 5.
3. Пористые заполнители для бетонов
Для приготовления легких бетонов широко используют пористые минеральные заполнители, которые делятся на природные (вулканического или осадочного происхождения) и искусственные (в т.ч. из отходов промышленности).
Природные пористые заполнители получают путём дробления на щебень и песок горных пород вулканического происхождения - пемзы, вулканического шлака и вулканического туфа; горных пород осадочного происхождения: пористых известняков, известняков - ракушечников, известняковых туфов, диатомитов и др.
Искусственные пористые заполнители получают путем термической обработки силикатного сырья с последующим рассевом или дроблением и рассевом. К искусственным заполнителям относятся: гравий и песок керамзитовые; щебень и песок аглопоритовые; гравий, щебень и песок щунгезитовые; щебень и песок из вспученного перлита, вспученный вермикулит.
Пористые заполнители из отходов промышленности получают путем переработки (дробления и рассева) пористых кусков топливных и отвальных шлаков, грубодисперсных зол - уноса, и золошлаковых смесей ТЭЦ, кирпичного боя и т.п.
Пористые заполнители в зависимости от крупности зерен подразделяются на щебень (гравий) от.5 до 40 мм и песок до 5 мм . Крупные пористые заполнители подразделяются на фракции 5... 10,10...20,20...40 мм.
Пористые пески подразделяются на рядовые (с зернами размером 0...5 мм.), крупные (с зернами размером 1, 25...5мм.), мелкие (с зернами размером менее 1,25 мм ).
В зависимости от насыпной плотности в сухом состоянии пористые заполнители подразделяются на марки : 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 1000, 120.0; Для крупного заполнителя фракции 5...40 мм насыпная плотность не должна превышать 1000 кг/м . Для щебня из пористых горных пород фракции 5... 10 мм . допускается марка 1200, а для песка - марка 1400.
По прочности крупный пористый заполнитель подразделяется по маркам: П25, П35, П50, П75, П100, П150, П200, П250, П300, П350.
В зависимости от марки бетона рекомендуется
применять следующие марки
Марка бетона |
М35 |
М50 |
М75 |
Ml 00 |
Ml 50 |
М200 |
М250 |
М300 |
М400 |
Марка заполнителя |
25-75 |
35-100 |
50-125 |
75-150 |
75-200 |
100-250 |
125-300 |
150-350 |
250-350 |
Пористые заполнители обладают значительным водопоглащением и при введении их в бетонную смесь забирают из цементного раствора часть воды. Наиболее интенсивно этот процесс происходит в первые 10 - 15 мин. После приготовления бетонной смеси. Тем самым существенно изменяются реологические свойства бетонной смеси, т.е. уменьшается ее подвижность. Количество воды, поглощаемой заполнителем, зависит от состава бетонной смеси: оно увеличивается в литых и подвижных смесях при высоких значениях водоцементного отношения и уменьшается в жестких бетонных смесях при низких значениях В/Ц. Чтобы компенсировать влияние водопоглощения пористого заполнителя и сохранить подвижность бетонной смеси, необходимо увеличивать расход воды.
Пористый щебень и песок состоят из зерен неправильной формы с сильно развитой поверхностью и обладают вследствие этого увеличенным объемом межзерновых пустот. Для заполнения этих пустот и создания достаточной связки между зернами заполнителя с целью получения нерасслаеваемых и удобнообрабатываемых бетонных смесей, требуется, в 1,5 - 2 раза больше цементного теста, чем при применении плотных, тяжелых заполнителей.
3.1 Песок. Характеристики и свойства
Природный песок, применяемый для производства обычного бетона, представляет собой образовавшуюся в результате выветривания горных пород рыхлую смесь зерен (крупностью 0,14-5,00 мм) различных минералов, входящих в состав изверженных (реже осадочных) горных пород. При отсутствии природного песка применяют песок, получаемый путем дробления твердых горных пород.
Песок для производства
Крупность зерен определяют
просеиванием песка через
Для условного выражения крупности песка пользуются модулем крупности, обозначающим сумму полных остатков на ситах стандартного набора, деленную на 100:
Мкр=ΣΔGполн/100
Модуль крупности позволяет оценивать влияние заполнителя на свойства бетонной смеси и бетона лишь приблизительно. Смеси с различным зерновым составом могут иметь одинаковый модуль крупности, но различные пустотность и удельную поверхность и соответственно по-разному влиять на подвижность и другие свойства бетонной смеси и бетона. Если песок крупный, то это еще не значит, что он вполне пригоден для бетона. Крупный песок может иметь большой объем пустот, который придется заполнять цементным тестом, что увеличивает себестоимость бетона.
Для полной характеристики
песка важна величина его
Самый большой объем песок занимает при влажности около 5-7%, с повышением или понижением влажности объем песка уменьшается. Рекомендуемый состав песка представлен на рис. 4.
Требования к мелкому заполнителю (песку)
Песок представляет собой рыхлую смесь зерен крупностью 0,14…5 мм, образовавшуюся в результате естественного разрушения твердых пород. Природные пески в зависимости от условий залегания могут быть речные, морские и горные. Речные и морские пески имеют округлую форму зерен, горные содержат остроугольные зерна, что обеспечивает их лучшее сцепление с бетоном. Горные пески обычно больше загрязнены примесями.
Искусственные пески обычно подразделяют на:
- дробленый - изготовленный из
скальных пород и гравия с
использованием специального
- дробленый из отсевов - получаемый
из отсевов продуктов
Кроме того, эти пески могут быть фракционированными.
Важным свойством песка
Размер отверстий сит, мм |
5 |
2,5 |
1,25 |
0,63 |
0,315 |
0,14 |
менее 0,14 |
Полные остатки на ситах, в % по массе |
0 |
0-20 |
15-45 |
35-70 |
70-90 |
90-100 |
0-10 |
Содержание в песке пылевидных, глинистых и иных частиц, не должно превышать значений: природный - 3%; дробленый из отсевов 5 %.
Технические требования к качеству песка приведены в ГОСТе 8736.
Для бетона желательно применять более крупные пески. Однако песок, содержащий избыток крупных частиц, имеет больший Объем пустот (40%), который приходится' заполнять цементным тестом, что увеличивает расход цемента. Наилучшие результаты получают, применяя в бетоне пески, содержащие крупные, средние и мелкие зерна в оптимальном соотношении, обеспечивая минимальную пустотность песка. В доброкачественном песке пустотность не должна превышать 38 %, в песке оптимального зернового состава она уменьшается до 30 %.
Насыпная плотность песка
4. Заполнители горных пород для бетона
Свойства заполнителей существенным образом влияют на коррозионную стойкость бетона и долговечность изготовленных из бетона конструкций. Рассмотрим свойства заполнителей, влияющие на коррозионную стойкость и морозостойкость бетона.
Стандартом на тяжелые и мелкозернистые бетоны - ГОСТ 26633 - допускается применение в качестве крупных заполнителей щебня из природного камня - ГОСТ 8267, гравия - ГОСТ 8269. В качестве мелких заполнителей допускается применение природного песка, песка из отсевов дробления и их смеси по ГОСТ 8736.
Отечественными нормами на крупный
заполнитель из плотных горных пород
допускается использование
Нормируется содержание зерен пластинчатой и игловатой формы и слабых зерен. По морозостойкости щебень и гравий подразделяются на марки от F15 до F400. Испытания заполнителей на морозостойкость выполняются как замораживанием-оттаиванием, так и в растворе сульфата натрия. При несовпадении результатов контрольным является испытание замораживанием и оттаиванием. Щебень из попутно добываемых вскрышных и вмещающих пород и некондиционных отходов горных предприятий по переработке руд и неметаллических ископаемых других отраслей промышленности должен быть устойчивым против всех видов распада, стойким к химическому воздействию щелочей цемента (реакция щелочей с кремнеземом (РЩК), не содержать компонентов, вызывающих коррозию арматуры в бетоне и понижающих прочность и долговечность бетона.
По ГОСТ 26633 к крупному заполнителю предъявляются требования по зерновому составу и наибольшей крупности, содержанию пылевидных и глинистых частиц, вредных примесей, форме зерен, прочности, содержанию зерен слабых пород, петрографическому составу и радиационно-гигиенической характеристике. Разрешается применение фракций от 5 до 120 мм. Применение фракции заполнителя с размером от 3 до 10 мм допускается при использовании песка с модулем крупности не более 2,5. Морозостойкость крупных заполнителей должна быть не ниже нормированной марки бетона по морозостойкости.

- Заполнители для бетонов
- Заполнители для бетонов
- Заполнители для бетонов
- Заполнители для легких бетонов
- Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики
- Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики. Системная память: ОЗУ, ПЗУ, кэш
- Запоминающие устройства ПК
- Заповідники України
- Заповідники України
- Заподноевропейская философия 20 века
- Запозичена лексика в діловій українській мові
- Заполнение анкеты при устройстве на работу
- Заполнение трудовых книжек
- Заполнители для бетона