Заполнители для бетона и растворов: что это такое, основные виды (крупные и мелкие)

Прочие добавки

Для архитектурных вариантов бетонного теста кроме разноцветного цемента и дробленых зернистых заполнителей применяют отбеливающие, модифицирующие, пластифицирующие добавки в бетон.

Для придания специфических свойств добавляют:

• антипирены, повышающие противопожарную стойкость;
• ускорители затвердевания смеси;
• порозаполнители, увеличивающие влагостойкость и прочность;
• полимерные смеси (эпоксидные смолы, полиэфир и фуран);
• пластификаторы, усиливающие влагостойкость.

В некоторые специальные виды заполнителей входят карбид бора или вещества, содержащие легкие элементы — водород, литий, кадмий.

Виды наполнителей

Заполнители для растворов и бетонов можно классифицировать по назначению:

• Для тяжелых или легких бетонов;
• Декоративных;
• Теплоизоляционных;
• Кислотостойких и других видов специальных материалов.

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

• Крупный;
• Мелкий.

Теперь подробней рассмотрим предназначение каждого.

Природный песок

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:

• Природный – полученный в результате разрушения горных пород естественным путем;
• Искусственный – полученный в результате специальной обработки горной породы.

Чаще всего используют природный песок следующих видов:

• Слюда;
• Кварцевый песок;
• Кальцит;
• Полевой шпат.

На фото — кварцевый песок

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

• Минеральный и зерновой состав;
• Наличие вредных примесей.

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.

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.

Гравий для 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.

Щебень

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

Инструкция по применению

Вся продукция ТД «Орион» укомплектована подробными инструкциями по применению добавок для бетона. Обязательно следует помнить о строгом соблюдении указанных пропорций, описанных в инструкциях. Незначительное отклонение от верных соотношений компонентов может испортить всю бетонную смесь, что, несомненно, повлечет за собой удорожание материалов и замедление хода строительства. Как гласит старая русская пословица: «Без меры и лапти не сплетешь».

В дополнении к вышесказанному, перед началом работ, мы настоятельно рекомендуем вам ознакомиться с рекомендациями производителей по технологии применения данных добавок.

Какими бывают инертные заполнители?

Для бетона обычно применяют заполнители – кварцевые речные пески как наиболее чистые, не требующие промывки, так как содержат глину, мелкие пылевидные фракции и ил не более 5 процентов по весу. Песок со средней крупностью зерна менее 0,2 мм для бетона не применяется. Кроме величины зерна в песке, пригодном для бетона, имеет значение объем пустот, который не должен превышать 40 процентов; гравий – добывают его из рыхлых залеганий, которые образовались путем естественного разрушения осадочных или метаморфических, изверженных горных пород.

Инертные заполнители для бетона

Для бетона наиболее подходящим является гравий с щебневидными зернами; Щебень – это еще один из инертных заполнителей для бетона. Его получение основано на дроблении горных пород (это может быть гранит, диабаз, песчаник, доломит, известняк), или же кирпичных частей (лом), отвальных шлаков. Для дробления камня на щебень используют камнедробилки (в основном щековые). Размер щебня должен быть от 5 мм до 150 мм.

Чаще всего в качестве вяжущего вещества в бетоне выступает цемент, в процентном отношении он должен составлять в соответствии с весом бетона — от 10 до 15. Тогда получается, что в процентах — воды и инертных заполнителей — будет 90–85.

Заполнителем также может быть битум (асфальтобетон). Если же используют для заполнителей местные материалы, то это снижает стоимость бетона.

Мелким заполнителем выступают чаще всего речные (чистые) кварцевые пески с зернами от 0,15 мм до 5 мм, слюды в них содержаться не должно выше 0,5 процента, а различных примесей пылевидных, ила, глины – не свыше 5 процентов.

Среди крупных заполнителей получил широкое распространение щебень, который получают в результате искусственного дробления твердых, морозостойких (прочных) пород.

Для работы с массивными конструкциями берется щебень не более 150 мм, а самым популярным – 5–80 мм. Если же применяется гравий (крупным заполнителем), то он должен иметь те же самые размеры, что и щебень, обладать такой же морозостойкостью как раз в тех случаях, когда он эксплуатируется при смачивании водой, а также замораживается и оттаивает.

Чтобы было удобно работать со свежеприготовленной бетонной смесью, она должна обладать достаточной подвижностью и удобно укладываться при вибрировании. Когда бетон изготовлен, его прочность в течение одной–двух недель быстро растет.

По пределу прочности в кг/см2 при сжатии бетонного стандартного кубика, имеющего размер 20 Х 20 Х 20 см, определяют марку бетона. Кубик подвергают испытанию через четыре недели после того, как изготовят. Еще в СССР были установлены такие марки: 50; 75; 100; 150; 200; 250; 300; 400; 500. На прочность цемента действует водоцементное соотношение и активность самого цемента.

Наполнители для разных типов бетона

Наполнитель в бетонной смеси играет очень важную роль, так как он устраняет полости и пустоты в бетоне, чем делает его прочнее и долговечнее.

Если в бетоне несколько видов наполнителя, то появляется плюс в том, что цемента и песка нужно покупать меньше.

Когда вы приобретете наполнитель, вам нужно провести некоторые испытания. Испытание направлено на то, чтобы выявить количество пустот в нем. Испытать можно как всю смесь наполнителя, так и отдельные его компоненты. Для этого вам не понадобятся динамометр гост или другой инструментарий, а понадобится вода и ведро.

В ведро нужно всыпать смесь, затем вливать туда воду понемножку, заполнить ведро нужно до краев. Сколько воды войдет в ведро с наполнителем, столько будет и пустот, то есть вы вольете 4 литра воды, то пустот там будет на 40%.

Бетон для фундамента должен быть определенной марки, чтобы получить нужную марку, нужно выбрать марку цемента выше, чем нужной вам марки бетона. Например, вам необходима марка бетона 160 кгс/см2 , поэтому нужно взять марку цемента 400 кгс/см2.

А также вам нужно соблюдать определенную последовательность добавления составляющих бетонной смеси, а именно сначала вам нужно смешать части разных наполнителей между собой, затем отмерить необходимую часть песка и высыпать ее на ровную поверхность.

В порцию песка нужно добавить порцию цемента и все перемешать, а после этого в эту смесь добавляете наполнитель и все перемешиваете. Потом добавляете порциями воду и все время мешать. Приготовленную смесь нужно применять в течение часа, не позднее.

Крупнопористые бетоны включают в себя только крупный тип наполнителя – песка в нем нет. Пустот в таком бетоне очень много, из-за этого этот типа бетона не выдерживает сильных нагрузок и имеет пониженную теплопроводность. Наполнитель может быть разнообразный: щебень, гравий, туфа, керамзит, топливный шлак и так далее.

Минимальная порция каждого наполнителя должна быть не менее 5 мм, а максимальная – не более 40 мм

При приготовлении бетонной смеси воду нужно добавлять осторожно, так как любые ошибки могут нарушить прочность бетона

В легких бетонах наполнителем является: керамзит, пемза, шлак. Пемза повышает теплоизоляционные свойства, больше чем другие наполнители легких бетонов.

К ячеистым бетонам (особо легким) относят пенобетон, пеносиликат, газобетон. Наполнителем ячеистого бетона является воздух, так как воздушные полости занимают почти всю основу такого бетона.

8.3. Крупные заполнители

В зависимости от плотности зерен различают:

плотные (тяжелые) заполнители с плотностью больше 2,0 г/см3, применяются для тяжелого бетона;
пористые с плотностью менее 2,0 г/см3, применяются для легкого бетона.

К плотным заполнителям относятся щебень, гравий, щебень из гравия (Рис. 8.3).

Гравий – неорганический зернистый сыпучий материал с зернами крупностью более 5мм, получаемый рассевом природных гравийно-песчаных смесей.

При содержании песка 25-40% материал называют песчано-гравийной смесью.

Щебень – получают дроблением массивных плотных горных пород на куски размерами 5-70 мм. Имеет зерна угловатой формы с шероховатой поверхностью, что способствует лучшему сцеплению с цементным камнем.

Щебень из гравия – изготавливают дроблением гравия, гальки или валунов. В этом щебне содержится не менее 80% дробленых зерен. По свойствам щебень из гравия занимает промежуточное положение между щебнем и гравием.

Зерновой состав крупного заполнителя характеризуется его наибольшей и наименьшей крупностью.

Наибольшая крупность заполнителя D соответствует размеру отверстий стандартного сита, на котором полный остаток не превышает 10%.

Наименьшая крупность d определяется размером отверстий первого из сит, полный остаток на котором более 95%. Наименьшая крупность равна 5мм.

Наибольшая крупность заполнителя должна соответствовать размерам бетонируемой конструкции и расстоянию между стержнями арматуры для равномерного распределения бетонной смеси в опалубке. Так, для бетонных плит D не более ½ толщины плиты, для тонкостенных
конструкций – не более 1/3 –1/2 толщины изделия.

Щебень или гравий применяют фракционированными.

Фракция – совокупность абразивных зёрен, размеры которых находятся в установленном интервале.

Используют фракции: 5-10, 10-20, 20-40, 40-70.

Требования по прочности установлены только для крупного заполнителя. Прочность исходной горной породы определяют путем испытания выпиленных образцов в виде цилиндра или куба высотой 40-50 мм на сжатие в насыщенном водой состоянии. Прочность крупного
заполнителя –по дробимости при сжатии в стальном цилиндре. Прочность крупного заполнителя должна быть в 1,5-2 раза больше прочности бетона. Содержание в щебне или гравии зёрен слабых и выветренных пород допускается не более 10% по массе.

Морозостойкость заполнителей определяется попеременным замораживанием и оттаиванием щебня или гравия в водонасыщенном состоянии. Марки: F15, F25, F50, F100, F150, F200, F300, F400.

Пористые заполнители бывают природные и искусственные.

Природные пористые заполнители получают путем дробления горных пород, таких как вулканического туфа, пемзы, известняка-ракушечника.

Искусственные пористые заполнители делятся на специально изготовляемые (керамзит, аглопорит, вспученный перлит, вермикулит, шлаковая пемза, зольный гравий) и заполнители из отходов промышленности (топливные шлаки и золы).

Керамзит получают путем обжига вспучивающихся глин в виде гранул округлой формы размером 5-40 мм с пористой сердцевиной и плотной спекшейся оболочкой (Рис. 8.4). Имеет прочность до 6 Мпа, средняя плотность 250-600 кг/м3. Применяется
для изготовления легкобетонных конструкций и теплоизоляционных засыпок.

Рис. 8.4. Керамзит

Аглопорит получают спеканием сырьевой шихты из глинистых пород, топливных зол или шлаков с добавкой 8-10% топлива (Рис. 8.5). После термообработки полученный продукт дробят и рассеивают на щебень и песок. Средняя плотность
аглопоритового щебня 500-900 кг/м3, песка – 600-1100 кг/м3. Он более порист, чем керамзит. Применение: для производства жаростойких бетонов, в качестве засыпного утеплителя.

Рис. 8.5. Аглопорит

Шлаковая пемза получается вспучиванием расплавленных металлургических шлаков путем их быстрого охлаждения водой или паром. Марки по прочности от 300 до 1000.

Вспученные перлитовые песок и щебень – пористые зерна белого или светло-серого цвета, полученные путем быстрого нагрева до температуры 1000-1200 градусов вулканических стеклообразных горных пород (перлиты), содержащих 1-10%
химически связанной воды (Рис. 8.6). Применение: для теплоизоляционных засыпок, наполнитель для лёгких бетонов и теплоизоляционных строительных растворов.

Рис. 8.6. Вспученный перлитовый щебень

Топливные шлаки – пористый заполнитель, образующийся в топках при спекании и частичном вспучивании неорганических примесей, содержащихся в угле.

Пылевидная зола ТЭС – образуется при сжигании размолотого каменного угля. Применение: в качестве мелкого заполнителя в бетонах и растворах при допустимом содержании частиц несгоревшего топлива.

Презентация «Глава 8. «Аглопоритовый гравий из зол ТЭС»

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.

Требования к наполнителям бетона

Среди основных – однородность по габаритным размерам и оптимальность пропорций. Первое требование подразумевает процедуру обязательной сортировки. Сортировка представляет собой возможность применения фрагментов различного размера, при которой возможно заполнение пространства, остающегося между более крупными компонентами.

При выборе материала принимают во внимание его исходную форму. Для неотсортированных фрагментов потребуется значительно большее количество цементного теста, чем для более округлых

Кроме того, куски, имеющие острые кромки, труднее транспортировать, что может вызвать сложности с выбором оборудования. Поэтому предпочитают частицы, имеющие сферическую форму – в противном случае вероятно заклинивание материала с неизбежной блокировкой пустот при заливке или перекачке. В особо ответственных случаях производится даже грубое шлифование гранул – это повышает текучесть, а также создаёт дополнительные удобства при бетонировании мелких деталей здания или сооружения.

Специальные заполнители

Как уже было сказано выше, иногда используют некоторые специальные заполнители бетона, которые позволяют наделить материал теми или иными свойствами. Далее ознакомимся с основными видами таких наполнителей.

Вулканический шлак

Пористые

Пористые заполнители для легких бетонов по происхождению условно делятся на три вида:

• Естественного (природного)происхождения;
• Полученные искусственным путем;
• Побочные продукты (отходы промышленного производства).

К природным материалам относятся следующие наполнители:

• Пемза — представляет собой пористую породу волокнистого или губчатого строения, которая состоит из вулканического кислого стекла;
• Вулканический шлак — крупнопористая порода губчатого или ноздреватого строения.
• Вулканический туф — представляет собой мелкопористую породу, состоящую из пепла и сцементированного вулканического стекла.
• Карбонатные породы — к таким относятся известняки-ракушечники, пористые известняки, известковые туфы и пр.

Керамзит

К искусственным пористым заполнителям относятся следующие материалы:

• Керамзит и всевозможные его разновидности, такие как шунгизит, глинозольный керамзит, зольный гравий, вспученные трепел и аргиллит. Его получают путем обжига со вспучиванием специальных гранул из золошлаковой смеси, песчано-глинистых и глинистых пород или золы-уноса.
• Аглопорит – получаю путем обжига со спеканием шихта из песчано-глинистых пород, а также переработки и сжигания твердого топлива (отходов углеобогащения, золы ТЭС).
• Гранулированный шлак – получают путем быстрого охлаждения расплавов шлаков.
• Вспученный перлит — образуется в результате обжига и вспучивания водосодержащих вулканических стекол, таких как обсиданин и перлит.
• Вспученный вермикулит, получают обжигом и вспучиванием гидратированных природных слюд.

Отвальный шлак

Что касается заполнителей из отходов производства, то к ним относятся:

• Топливные шлаки – получают при химической переработке или сжигании антрацита, бурого и каменного угля.
• Отвальные металлургические шлаки – образуются в результате охлаждения расплавленных металлургических шлаков.
• Грубодисперсные золы-уносы и золошлаковые смеси – получают при сжигании твердых видов топлива в пылевидном состоянии.

Полистирол для бетона

Теплоизоляционные наполнители

В некоторых случаях необходимо наделить бетон теплоизоляционными свойствами, к примеру, при выполнении «теплых» стяжек.

В этом случае применяют сверхлегкие наполнители, к которым относятся:

• Полистирол – данный компонент представляет собой вспененные гранулы, которые добавляют в раствор при изготовлении бетона. Надо сказать, что данный материал используют даже при возведении несущих конструкций. Их теплоизоляционные свойства позволяют уменьшить толщину стен.
• Древесные опилки – также обладают хорошими теплоизоляционными свойствами и позволяют значительно снизить вес материала.

Порозаполнитель

Добавки

Помимо наполнителей, существует множество добавок в бетон, которые также способны наделить его определенными свойствами или даже изменить структуру.

К таким относятся:

• Антипирены (бура, сурьма, диаммоний фосфат и другие) – эти вещества под воздействием температуры расплавляются и выделяют газы, способные противостоять горению. Такие добавки используют, когда необходимо наделить материал противопожарными свойствами.
• Порозаполнитель для бетона – позволяет скрыть поры бетона и тем самым сделать его более влагостойким и прочным. После обработки бетонной поверхности этим составом, свойства бетона становятся схожими с гранитом. Правда, порозаполнитель не добавляют в раствор, а наносят на застывшую поверхность бетона.
• Газообразователи – позволяют изменить структуру бетона и сделать ее пористой. Как правило, в качестве газообразователя используют алюминиевую пудру, которая вступает в реакцию со щелочью и выделяет при этом газ, делая структуру бетона пористой. Такие добавки используют при изготовлении газобетона. Надо сказать, что инструкция по изготовлению неавтоклавного газобетона довольно простая, поэтому он может быть произведен прямо на строительной площадке.

Также существуют добавки, которые ускоряют застывание раствора,  делают его более пластичным или наделяют некоторыми другими особенностями.

Прочие добавки

Наряду с перечисленными выше заполнителями, в бетоны могут быть добавлены прочие добавки, наделяющие его специфическими характеристиками.

1. Антипирены предназначены для повышения противопожарных свойств. Эта возможность обеспечена их способностью плавиться, выделяя противостоящие горению газы.
2. Порозаполнители повышают влагостойкость и прочностные характеристики бетонов за счет заполнения пор. Их наносят на уже готовый камень.
3. Газообразователи изменяют структуру камня, придают пористость. Наиболее часто используется алюминиевая пудра. С ее помощью получают неавтоклавные газоблоки.
4. Добавки, ускоряющие застывание смеси.
5. Пластификаторы.

Влияние наполнителя на марку бетона

Основной показатель механических качеств бетонных смесей — прочность на сжатие, обозначается латинской буквой B и цифрой, указывающей давление в мегапаскалях, которое выдерживает данный материал.

Стойкость материала обозначается также сочетанием буквы М с цифрами от 50 до 1000 (в кгс/см²). Это марка бетона.

Например, для производства лестниц, заборов и мостиков берется марка М250. В марку M500 добавлены пластификаторы, ее используются исключительно для создания высокопрочных конструкций: станций метро, плотин, железнодорожных туннелей.

Прочность смеси зависит не только от соотношения цемента и воды, но и от чистоты, размера гранул, правильного смешения компонентов.

Заполнители для бетонов должны быть вдвое прочнее, чем раствор, чтобы предупредить деформирование изделия во процессе затвердевания.

Ползучесть бетона

Известно, что зависимость между напряжением и деформациями бетона является функцией времени: постепенное увеличение деформаций во времени обусловлено ползучестью. Ползучесть бетона, следовательно, может быть определена как увеличение деформации при постоянной нагрузке

Деформации ползучести могут в несколько раз превосходить деформации от нагрузки, поэтому изучение и учет ползучести имеет важное значение в строительной механике

С другой стороны, если бетонный образец подвергается действию постоянной деформации, то ползучесть может быть определена как уменьшение напряжений во времени.

Для характеристики явления ползучести, исходя из различного понимания природы явления, употреблялось множество терминов, таких, как течение, пластическое течение, пластическая деформация и др. В настоящее время общепринятым термином для обозначения роста деформаций во времени под постоянной нагрузкой является «ползучесть». График ползучести бетона во времени

Основные виды и их описание

Вспученный перлит – искусственный заполнитель для бетона. Сегодня предлагается широкий ассортимент наполнителей для цементных смесей, придающих готовым конструкциям разные технико-экономические свойства. Подразделение на виды осуществляется по величине частиц и по назначению добавки. Основная классификация заполнителей бетона включает такие группы, как:

• природные вещества;
• искусственные материалы;
• промышленные отходы.

Первый и третий типы добавляются в бетонную массу без изменения свойств, внешнего вида или химического содержания. Искусственно полученные заполнители получают из нерудных материалов путем предварительной обработки. Их основные достоинства заключаются в высокой чистоте и отменном качестве, благодаря чему желаемый материал будет полностью соответствовать предъявляемым требованиям.

Мелкие добавки

Вещества с величиной зерна 0,16-5 мм используются с целью уменьшения зазоров между большими частицами смеси. В зависимости от выбранного соотношения ингредиентов, варьируется крепость готового бетонного изделия. Наиболее распространенным мелким заполнителем является натуральный или искусственный песок. Природный песок классифицируется на слюду, кварцевый материал, кальцит, полевой шпат. На качество песка влияют минеральное содержание и фракционность, наличие глины или других примесей.

Зернистость контролируется рассевом на ситах с разной величиной ячеек. Содержание пыли должно быть менее 5%, а частицы более крупного размера (свыше 10 мм) не должны присутствовать вообще. Оставшаяся фракция распределяется по гранулометрическому модулю. От точности размерного состава песка зависят конечные свойства бетона.

От органических примесей и глины песок тщательно отмывается, так как они способны снизить морозостойкость готового изделия. Бетон на мелком заполнителе, таком как тонкораздробленная полимерная фибра, позволяет получить плотные безусадочные конструкции.

Наполнители повышенной крупности

Самым распространенным типом крупного наполнителя является гравий или щебень с величиной 0,5—7 см. Гравий состоит из гладких частиц округлой формы, а щебень — из шероховатых элементов неправильной геометрии. Для некоторых сверхтяжелых бетонов применяются наполнители, у которых средняя величина составляет 15 см.

Щебень считается более чистым, так как создается искусственным путем. В гравии, как природном материале, встречаются примеси. Шероховатость щебня повышает адгезионные свойства цемента, поэтому его чаще используют в растворах для приготовления высокопрочных конструкций.

Качества крупных материалов определяются по минеральному содержанию, фракционности, степени прочности сырья. Последний показатель должен минимум в полтора раза превышать прочность получаемого бетона. Морозостойкость заполнителя отвечает за стойкость бетонной массы к критично низким температурам.

Материалы для растворов

Вяжущие вещества применяют портландцемент и шлакопортландцемент; марку цемента берут в 3–4 раза выше марки раствора. Воздушную известь в виде известкового теста вводят в смеситель при изготовлении растворной смеси; реже используют молотую негашеную известь. Строительный гипс входит в состав гипсовых и известково-гипсовых растворов.

Пески применяют природные — кварцевые, полевошпатовые, а также искусственные — дробленные из плотных горных пород и пористых пород; из искусственных материалов (пемзовые, керамзитовые, перлитовые). Пористые пески служат для приготовления легких растворов. Если песок содержит крупные включения (комья), то его просеивают. Для кирпичной кладки применяют растворы на песках с зернами не более 2 мм. Для раствора марки М100 и выше пески должны удовлетворять тем же требованиям в отношении содержания вредных примесей, что и пески для изготовления бетона. Для растворов марки М50 и ниже допускается по соглашению сторон содержание пылевидных частиц до 20 % по массе.

Песок — зерна минералов и пород. Как говорилось выше, применяется он для приготовления растворов, бетонов. Различают овражный, горный, озерный, речной пески. На сегодняшний день карьерный песок — это один из наиболее распространенных материалов, используемых для строительства.

Рис. 1. Песок

Песок состоит из небольших, твердых частей зерна. Широкое применение такой песок приобрел благодаря низкой себестоимости и хорошим природным свойствам. Совет: перед употреблением промывайте и просеивайте песок, потому что овражные и горные пески засорены глиной, озерный — илом, а содержание глины, ила и прочих примесей не должно превышать 4–5 %. Однако неопытному глазу трудно определить степень засоренности песка.

Чтобы проверить чистоту песка, для начала смочите его водой и сожмите в кулак. Чистый песок не должен слипаться и оставлять грязных следов на руке.

По крупности зерен фракции песок делится на мелкий — 1–2 мм, средний — 2–2,5 мм и крупный — 2,5–3,5 мм.

Для приготовления бетонов используйте крупный и средний песок, а для приготовления кладочных и штукатурных растворов — мелкий.

Обычный природный песок называют тяжелым, песок с добавлением шлака, пемзы и т. д. — легким.

Песок, гравий и щебень применяют также для устройства оснований под дорожки, дренажных сооружений.

Достоинства песка:

• предприятия не применяют собственные резервы для очистки полученного песка. Исходя из того, что карьерный песок нельзя обрабатывать и прибегать к другим методам производства, экономят деньги на очистку и просеивание добытого материала;
• добыть песок совсем не сложно с помощью специальных устройств. Открытый способ является наиболее точным и не затратным, поэтому большинство предприятий прибегают к использованию такого метода добычи;
• доставка карьерного песка тоже не требует больших финансовых затрат. Песчаных залежей в карьерах на сегодняшний день большое количество, поэтому в любое время можно разыскать нужное количество песка вблизи.

Недостатки песка:

• карьерный песок содержит больший процент органических глинистых и пылеватых частиц — до 7 % против 0,05 % в речном аналоге.
• вследствие структурного состава он оседает, уплотняется в момент схватывания и застывания бетона. Готовая конструкция дает усадку до 1 мм на 1 м.

Пластифицирующие добавки. Чаще всего растворные смеси укладывают тонким слоем на пористое основание способное отсасывать воду (кирпич, бетоны легкие, ячеистые). Чтобы сохранить удобоукладываемость растворных смесей при укладке на пористое основание, в них вводят неорганические и органические добавки, повышающие способность удерживать воды.

Неорганические дисперсные добавки состоят из мелких частиц, хорошо удерживающих воду (известь, глина, зола ТЭС, диатомит, молотый доменный шлак). Глина, используемая в качестве пластифицирующей добавки, не должна содержать органических примесей и легкорастворимых солей, вызывающих появление «выцветов» на фасадах зданий. Глину вводят в растворную смесь в виде жидкого теста.

Органические поверхностно-активные пластифицирующие и воздухововлекающие добавки — омыленный древесный пек, канифольное мыло, мылонафт (состоит из натриевых солей, представляет мазеобразную коричневую массу), ЛСТ и другие вводят в количестве 0,1–0,3 % от массы вяжущего. Они не только улучшают удобоукладываемость растворных смесей, но также повышают морозостойкость, снижают водопоглощение и усадку раствора.

В растворы, применяемые для зимней кладки и штукатурки, добавляют ускорители твердения, понижающие температуру замерзания растворной смеси: хлористый кальций, поташ, хлористый натрий, хлорную известь.

Заполнители легкого бетона

Для производства строительного материала этого типа используются крупные заполнители для легких бетонов ГОСТ 25820-2014, сведенные в таблицу:

Наименование вида легкого бетона	Пористые заполнители для легких бетонов	Примечание
Керамзитобетон	Керамзит	Искусственный легкий пористый материал, продукт обжига глины или глинистого сланца
Шунгизитбетон	Щунгизит	Искусственный пористый заполнитель, продукт обжига докембрийской горной породы – шунгит
Аглопоритобетон	Аглопоритовый щебень	Искусственный пористый материал, продукт термической обработки отходов добычи и сжигания каменного угля
Шлакопемзобетон	Шлакопемзовый гравий	Искусственный пористый материал, продукт поризации, охлаждения и измельчения отхода металлургической промышленности – шлакового расплава
Перлитобетон	Перлитный щебень	Природный пористый материал вулканического происхождения
Бетон на основе щебня горных пород	Вулканический туф, пемза или вулканический шлак	Природные материалы, продукт деятельности вулканов
Термолитбетон	Термолитовый щебень	Искусственный пористый материал, продукт обжига и дробления диатомита, трепела, опок и других кремнистых и опаловых горных пород
Вермикулитобетон	Вспученный вермикулит	Продукт термической обработки природного вермикулита при температуре 900-1000 °C
Керамзитоперлитобетон	Керамзит+ песок из вспученного вермикулита
Шлакобетон	Отходы ТЭЦ работающих на каменном угле. Отходы производства чугуна	Искусственные пористые материалы – дробленые шлаки
Бетон на стекловидных заполнителях	Пеностекло	Искусственный материал, получаемый вспениванием и дроблением силикатного стекла

Мелкий заполнитель регламентируется как: карьерный либо речной песок, а также искусственный песок, полученный тонким измельчением каменных пород и отходов промышленности.