Крупный заполнитель : щебень, гравий (5 – 120 мм)

Вяжущее вещество: портландцемент

Вода

 

Все составляющие, соединенные вяжущим, в затвердевшем состоянии сопротивляются нагрузкам как одно монолитное тело.

 

В современном строительстве бетон является важнейшим строительным материалом. Его применяют для строительства зданий, мостов, гидротехнических сооружений, автомобильных дорог, аэродромов и т. д.

Из бетона сравнительно легко изготовлять самые разнообразные по форме и размерам строительные конструкции и изделия: колонны, балки, фермы, различные блоки, панели и т. п.

 

Бетоны классифицируются по различным признакам и свойствам:

 

по объемной массе, назначению, виду вяжущего, виду заполнителей, структуре, условиям твердения и т. п.

 

Для несущих железобетонных конструкций применяют бетоны следующих основных видов:

 

Тяжелый бетон – бетон плотной структуры, на плотных заполнителях, крупнозернистый, на цементном вяжущем, при любых условиях твердения, средней плотности 2200 – 2500 кг/м³.

 

Мелкозернистый бетон – бетон плотной структуры, на мелких заполнителях, на цементном вяжущем, при любых условиях твердения, средней плотности свыше 1800 кг/м³.

 

Легкий бетон – любой структуры и облегченный бетон поризированной структуры, на цементном вяжущем, при любых условиях твердения, средней плотности свыше 2000 кг/м³.

 

 

По объемной массе бетоны делятся на:

 

Особо тяжелые - ρ > 2500 кг/м³, (применяются в конструкциях для защиты

от излучения).

 

Тяжелые - ρ = 2200 – 2500 кг/м³, (для несущих конструкций зданий,

гидротехнических сооружений, дорог…).

Облегченные - ρ = 1800 – 2200 кг/м³, (преимущественно в несущих

конструкциях).

 

Легкие - ρ = 500 – 1800 кг/м³, (преимущественно в ограждающих

конструкциях).

 

Особо легкие - ρ < 500 кг/м³, (в качестве теплоизоляции).

 

 

Наибольшее распространение нашел тяжелый бетон. Однако нельзя забывать о легких бетонах, которые позволяют понизить массу железобетонных конструкций (до 25% и более), а значит и их стоимость, улучшить звукоизолирующие и теплозащитные свойства. Но следует помнить о том, что легкие бетоны обладают меньшим модулем упругости, что необходимо учитывать при расчете конструкций.

 

 

 

Материалы для бетонов

 

1. В качестве вяжущих материалов применяют портландцементы и шлакопортландцементы, сульфатостойкие и пуццолановые портландцементы, а также другие цементы по стандартам и техническим условиям в соответствии с областями их применения для конструкций конкретных видов.

 

2. Вода для затворения бетонных смесей не должна содержать вредных примесей, препятствующих нормальному твердению и схватыванию цемента. Питьевую воду применяют без предварительной проверки. Запрещается использовать болотные и сточные воды, загрязненные маслами, содержащие кислоты (pHменее 4) или соли серной кислоты. Морскую воду с содержанием солей не более 2 % разрешено применять при бетонировании

массивных неармированных конструкций, когда допускается появление выцветов на поверхности конструкций.

 

З. Мелкий заполнитель.

Песок с размером зерен 0,16 -5 мм определенного зернового состава,

соответствующего качества.

 

Крупный заполнитель.

Шебень или гравий с размером зерен от 5 до 120 мм.

 

Мелкий заполнитель.

В качестве мелкого заполнителя в тяжелых бетонах применяют природные пески или искусственные, полученные путем дробления горных пород.

Лучшими природными песками считаются кварцевые пески – они пригодны для бетона любых стандартных классов.

 

По происхождению пески могут быть речные, морские, горные.

Горный песок состоит из остроугольных, шероховатых зерен, которые лучше сцепляются с цементным камнем.Однако, горный песок часто загрязнен пылью и глиной и потому нуждается в промывке.

 

Большое значение для качества бетона имеет гранулометрический состав применяемого песка.

 

Гранулометрический состав – зерновой состав песка с зернами

размером от 0,16 до 5 мм, при котором

пустотность песка минимальна (то есть

количество крупных, средних и мелких зерен

должно быть таким, чтобы зерна меньшего

размера располагались в пустотах между

крупными).

 

 

Определение гранулометрического состава песка:

 

1. Песок предварительно просеивают через сито с размером отверстий 5 мм

(т. к. частицы более 5мм относятся к гравию или щебню).

2. Затем 1000 г песка просеивают через стандартный набор сит с отверстиями

2,5 мм, 1,25 мм, 0,63 мм, 0,315 мм, 0,16 мм. (Зерна, прошедшие через сито

0,16 уже являются не песком, а пылью).

3. После просеивания взвешивают остатки на каждом сите и определяют

частный остаток.

 

Частный остаток (a_i) – масса песка, оставшегося на данном сите (g_i),

к массе общей навески (g= 1000г).

 

a_i= g_i: g × 100 %, или

 

 

для сита с размером отверстий например 2,5 мм a_2,5 = g_2,5: g × 100 %

и т. д.

 

Сумма всех частных остатков должна быть равна 100 %:

 

a_2,5 + a_1,25 +a_0,63 + a_0,315 + a_0,16 + a_<0,16 = 100 %

4. Затем определяют полный остаток на каждом сите.

 

Полный остаток (A_i) – частный остаток на данном сите плюс частные

остатки на всех ситах с отверстиями больше

данного.

 

 

A_i= a _2,5 + ….. + a_i, или подробнее:

 

 

A_2,5 = a_2,5;

A_1,25 = a_2,5 + a_1,25;

A_0,63 = a_2,5 + a_1,25 + a_0,63 ;

A_0,315= a_2,5 + a_1,25 + a_0,63 + a_0,315;

A_0,16 = a_2,5 + a_1,25 + a_0,63+a_0,315 + a_0,16;

A_<0,16= a_2,5 + a_1,25 + a_0,63 +a_0,315 + a_0,16 + a_<0,16;

 

 

При несоответствии требованиям зернового состава песка применяют укрупняющую добавку к мелким и очень мелким пескам – крупный песок или из отсевов дробления, а к крупному-добавку, понижающую модуль крупности, - мелкий или очнь мелкий песок.

 

Модуль крупности песка – отношение полных остатков на ситах с размером

с размером отверстий 2,5 - 0,16 мм на 100.

 

М_кр = (A_2,5 +A_1,25 +A_0,63 +A_0,315+A_0,16+A_<0,16): 100

Непесчаные, пылеватые частицы размером менее 0,16 мм в эту сумму не входят.

 

В зависимости от зернового состава песок разделяют на крупный, средний, мелкий и очень мелкий.

Каждой группе песков соответствует свой модуль крупности:

 

 

Группа песков	Полный остаток на сите 0,63, % по массе.	Модуль крупности
Крупный	более 50	более 2,5
Средний	30….50	2,5….2,0
Мелкий	10….30	2,0….1,5
Очень	менее 10	1,5….1,0

 

 

Мелкие заполнители должны иметь среднюю плотность зерен (абсолютную плотность) от 2200 до 2800 кг/м³.

Песок отличается от крупного заполнителя способностью увеличивать свой объем и уменьшать объемную массу при изменении влажности от 0 до

20-25%.

Крупный заполнитель

 

В качестве крупного заполнителя используют щебень из природного камня,

природный гравий, щебень из гравия, щебень из отходов горнообогатительных предприятий, щебень из шлаков.

 

Щебень - получают дроблением горных пород.Зерна щебня угловатые,

поверхность шероховатая, что позволяет им хорошо сцепляться с

цементным камнем.

 

Гравий - природный рыхлый материал, состоящий из зерен окатанной

формы с гладкой поверхностью.Сцепление таких зерен с

цементным камнем хуже, чем зерен щебня, поэтому для бетонов

высоких классов (В30 и выше) следует применять щебень, а не

гравий.

 

 

Более полно отличия гравия от щебня сведены в таблице ниже:

 

Гравий	Щебень
	Природный рыхлый материал	Получают путем дробления горных пород
	Окатанная форма, гладкая поверхность	Форма угловатая, шероховатая поверхность
	Плохое сцепление с цементным камнем	Хорошее сцепление с цементным камнем
	Используют для приготовления обычных бетонов	Используют для бетонов высоких классов
	Прочность косвенно определяется по дробимости	Прочность характеризуется маркой, соответствующей пределу прочности исходной горной породы
	Содержание зерен слабых пород не должно превышать 10% по массе для бетонов всех классов	Содержание зерен слабых пород не должно превышать по массе: 5% для бетонов классов В45 и В40 10% для бетонов классов В20, В22,5, В25, В30 15% для бетонов классов В15 и ниже

 

 

Гравий

 

Щебень

 

Плотность исходной горной породы крупного заполнителя должна быть от 2000 до 2800 кг/м³.

 

Размеры зерен щебня и гравия – от 5 до 120 мм.Для бетона массивных гидротехнических сооружений допускается применять щебень размером до 150 мм.

 

Гранулометрический состав крупного заполнителя определяется просеиванием навески (не менее 10 кг) через набор стандартных сит с размером отверстий 120 мм, 80 мм, 40 мм, 20 мм, 10 мм, 5 мм. При этом устанавливается наибольшая крупность заполнителя, которая может быть 10 мм, 20 мм, 40 мм, 80 мм, 120 мм.

 

Содержание пылевидных и глинистых частиц в гравии и в щебне из гравия не должно превышать для бетонов всех классов 1%.Для щебня это зависит от исходной горной породы и класса бетона.

Прочность исходной горной породы щебня должна быть не менее чем в два раза выше класса бетона.прочность гравия косвенно определяется по дробимости.

 

 

Марки гравия должны быть не ниже:

 

Др 16 – для бетона В22,5 и ниже

Др 12 – для бетона В25

Др 8 – для бетона В30

 

 

Прочность щебня характеризуют маркой,соответствующей пределу прочности исходной горной породы при сжатии и которую можно определить по дробимости щебня при сжатии в цилиндре.

 

 

Содержание зерен слабых пород (прочность исходной горной породы до 20 МПа) в щебне из природного камня не должно превышать по массе:

 

5% для бетонов классов В45 и В40,

 

10% для бетонов классов В20, В22,5, В25, В30,

 

15% для бетонов классов В15 и ниже.

 

 

Содержание зерен слабых пород в гравии не должно превышать 10% по массе для бетонов всех классов.

Морозостойкость крупных заполнителей должна быть не ниже нормированной марки бетона по морозостойкости.