Материалы для тяжелого бетона

Прочность, долговечность и другие свойства бетона в значительной мере зависят от качества исходных мате­риалов. В зависимости от назначения и условий эксплуа­тации бетона в сооружении к составляющим его компо­нентам предъявляют соответствующие требования.

Цемент. Выбор вида и марки цемента определяется заданной прочностью бетона, условиями его твердения и эксплуатации бетонных конструкций. Для тяжелых бетонов рекомендуются следующие марки цементов:

Марка бетона М 100 М I50 М 200 М 400 M 500 М 600

Марка цемента 300 300 400 500 550—600 600

В случаях, когда марка цемента выше той, которая рекомендуется для данного бетона, следует применять микронаполнители — измельченные горные породы (известняки, доломиты и др.) или промышленные отходы (доменные и топливные шлаки, золы и др.).

При выборе цемента для бетонов, твердеющих в различных тепловлажностных условиях, необходимо учитывать минералогический состав цемента, тонкость помола и содержание в нем минеральных и других добавок.

Вода. Для приготовления бетонных смесей и поливки бетона применяют питьевую или природную воду, не содержащую вредных примесей, препятствующих нормаль­ному схватыванию и твердению бетона. К вредным примесям относятся сульфаты, минеральные и органические кислоты, жиры, сахар и др. Использовать промышленные, сточные и болотные воды для затворения и полив­ки бетона, как правило, нельзя.

Пригодность воды для бетона устанавливают химическим анализом, а также сравнительным испытанием бетонных образцов на прочность. Вода для затворения бе­тона считается пригодной, если приготовленные на ней образцы бетона в возрасте 28 суток нормального твердения имеют не меньшую прочность, чем образцы бетона на чистой питьевой воде.

Песок. В качестве мелкого заполнителя для тяжелого бетона используют природный песок, который представ­ляет собой рыхлую смесь зерен крупностью от 0, 14 до 5 мм, возникшую в результате естественного разрушения твердых горных пород.

. Зерновой (гранулометрический) состав песка имеет большое значение для получения тяжелого бетона заданной марки при ми­нимальном расходе цемента. В тяжелом бетоне песок заполняет пустоты между зернами крупного заполнителя, в то же время все пустоты между зернами песка должны быть заполнены цементным тестом. Кроме того, этим же тестом должны быть покрыты и поверхности всех частиц. Однако для уменьшения расхода цементного теста следует употреблять пески с малой пустотностью и наименьшей суммарной поверхностью частиц.

Для оценки зернового состава песка и его пригодности для изготовления бетона результаты просеивания (по полным остаткам) наносят на график. Песок считается пригодным для приготовления бетона, если кривая его зернового состава располагается в пределах заштрихованной площади.

Для приготовления тяжелого бетона рекомендуются крупные и средние пески с модулем крупности 2—3, 25. Использовать для бетона мелкие и тем более очень мел­кие пески допускается только после технико-экономического обоснования целесообразности их применения.

• . средняя плотность сухого кварцевого песка в рыхлом состоянии колеблется в пределах 1500—1550 кг/м3, в уплотненном — 1600—1700 кг/м3.
• средняя плотность песка в определенной мере характеризует структуру самих зерен. Например, пески, состоящие из плотных, прочных и морозостойких зерен, имеют повышенную среднюю плотность (не менее 1550 кг/м3). Такие пески при­меняют для приготовления высокопрочных и морозостойких бетонов.
• Наименьшая средняя плотность кварцевого песка соответствует его влажности 5—7 %. Это обстоятельство следует учитывать при обычной дозировке песка, а также при его приемке.

Содержанием вредных примесей (глинистые и пылевидные частицы, органические приме­си, сернистые и сернокислые соединения), количество которых не должно превышать установленных стандартом пределов.

Поэтому для приготовления тяжелых бетонов разрешается применять природные пески с содержанием пылевидных и глинистых частиц, определяемых отмучиванием. не более 3 %, а дробленые пески — не более 5 %. Для уменьшения содержания указанных примесей песок промывают водой в специальных машинах — пескомойках.

Органические примеси (остатки растений, перегной и т. п.) снижают прочность цементного камня и могут явиться источником его разрушения. Степень загрязнения песка органическими примесями устанавливают колориметрическим методом — обработкой пробы песка 3 %-ным раствором едкого натра. Крупный заполнитель. В качестве крупного заполнителя для приготовления тяжелого бетона применяют гравий или щебень.

Гравий — рыхлая смесь зерен округлой формы раз­мером 5—70 мм, образовавшихся в результате естествен­ного разрушения (выветривания) твердых горных пород. Гравий может быть горным (овражным), речным и мор­ским. Горный гравий имеет шероховатую поверхность и содержит обычно примеси песка, глины, пыли и органических веществ. Речной и морской гравий чище горного, но зато с гладкой поверхностью, что ухудшает сцепление с цементно-песчаным раствором. Для улучшения сцепления его можно дробить па щебень.

Щебень — рыхлая смесь, получаемая дроблением больших кусков различных твердых горных пород, а так­же кирпичного боя, шлаков и др. Полученную смесь зерен различных размеров (5—70 мм) подвергают рассеву на отдельные фракции. Отсеянные частицы размером ме­нее 3 мм используют в качестве песка. Щебень отличается от гравия остроугольной формой и шероховатой поверхностью зерен, в связи с чем сцепление его с цементно-песчаным раствором лучше, чем гравия. Содержание в щебне вредных органических примесей незначительно. Качество крупного заполнителя характеризуется зерновым составом, формой зерен и содержанием вредных

примесей. Кроме того, качество щебня и гравия должно удовлетворять определенным требованиям по прочности и морозостойкости.

Зерновой состав крупного заполнителя оказывает большое влияние на качество бетона. При выборе зерно­вого состава крупного заполнителя для бетона необходимо исходить из основного требования — получить наименьший объем пустот в крупном заполнителе, а следо­вательно, снизить расход цемента в бетоне заданной марки.

В зависимости от размера зерен гравий и щебень подразделяют на фракции 5—10, 10—20, 20—40 и 40—70 мм. В каждой фракции гравия или щебня должны быть зер­на всех размеров — от наибольшего до наименьшего для данной фракции.

Для приготовления бетона более экономичен предельно крупный гравий или щебень, так как при этом из-за меньшей суммарной поверхности зерен снижается расход цемента. Однако наибольшая крупность зерен запол­нителя ограничивается размерами бетонируемых конст­рукций и расстояниями между стержнями арматуры.

Для приготовления бетона более выгодны щебень, форма зерен которого близка к кубической, и гравий яйцевидной или шаровой формы.