Тяжелые, плотные цементные бетоны на плотных заполнителях

Наибольшая крупность щебня или гравия определяется размерами бетонируемой конструкции и минимальным расстоянием между стержнями арматуры. Самые крупные зерна должны быть не более 1/2 толщины плиты покрытия или перекрытия, не более 3/4 минимального расстояния между стержнями арматуры в балках, колоннах, рамах, не более 1/6 наименьшего размера конструкции при возведении ее в скользящей опалубке, не более 1/3 диаметра бетоновода или хобота при соответствующей подаче бетонной смеси. Если эти условия не будут соблюдены, то заполнители могут расклиниться между стенками формы или опалубки или застрять в арматуре, что усложнит бетонирование и может вызвать появление непробетонированных мест - пустот.

Кроме того, для получения наиболее экономичного плотного и малоусадочного бетона необходимо иметь зерна крупного заполнителя разного размера и в определенном соотношении. На схеме и в таблице ниже приводятся данные ГОСТ о зерновом составе крупного заполнителя:

Кривые зернового состава

а - щебня; б - гравия; 1 - для отдельных фракций; 2 - для смеси фракций.

Зерновой состав заполнителей определяют по результатам просеивания пробы через стандартный набор, включающий 10 сит с отверстиями, мм: 70; 40; 20; 10; 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16. Граница между мелким и крупным заполнителями проходит по зерну 5 мм. Если надо определить зерновой состав песка, берут сита с размерами отверстий 5 ... 0,16 мм; для крупного заполнителя - 5 ... 70 мм. После просеивания взвешивают частные остатки на каждом сите, вычисляют их относительное содержание в процентах, определяют полные остатки.

Для дорожного бетона при наибольшей крупности до 70 мм по специальному соглашению допускается применение смеси фракции 5 .. .40 мм.

Форма заполнителя также оказывает влияние на свойства бетона. Крупный заполнитель, имеющий форму кубика с неровными рваными поверхностями, обеспечивает получение бетона наибольшей прочности или заданной прочности с наименьшим расходом цемента. Поэтому для получения бетонов высоких классов (В 30 и выше) рекомендуется применять щебень, а не гравий.

Чистота заполнителей оказывает на качество бетона также большое влияние. Пылевидные и особенно глинистые примеси создают на поверхности зерен заполнителя пленки, препятствующие сцеплению с цементным камнем. Прочность бетона при этом снижается. Исключать влияние грязного заполнителя на снижение прочности бетона повышением расхода цемента недопустимо.

Согласно ГОСТ количество пылевидных, илистых и глинистых частиц в крупном заполнителе, определенное методом отмучивания (многократной промывкой с последующей сушкой пробы и определением отношения потери в массе пробы к исходной массе пробы), не должно превышать 1 % в щебне из изверженных и метаморфических пород, щебне из гравия и в гравии для всех видов тяжелого бетона. Допустимое количество пылевидных и глинистых частиц в щебне из осадочных пород для бетонов класса ниже В 22,5 - 3 %, для бетонов класса В 22,5 и выше - 2 %, особо ответственных бетонов - 1 %. В бетонах для однослойных дорожных покрытий или для верхнего слоя двухслойных допускается 2 %; для нижнего слоя двухслойных покрытий и оснований усовершенствованных капитальных покрытий - 3 %.

Кроме того, гравий и щебень при обработке их раствором едкого натра не должны придавать раствору окраску темнее цвета эталона. Органические примеси разрушают цементный камень и вызывают понижение прочности бетона. В щебне и гравии не должно быть посторонних засоряющих примесей (мусора, строительных отходов и т.д.).

Песок, являющийся мелким заполнителем в бетоне, состоит из зерен размером от 0,14 до 5 мм. В большинстве случаев используются природные пески, образовавшиеся в результате естественного разрушения горных пород, но иногда по экономическим соображениям используют песок, получаемый искусственным путем - дроблением камня.

На свойства бетона оказывает влияние форма зерен песка, минералогический и зерновой составы и чистота. Речной и морской пески имеют окатанную форму, горный и овражный состоят из остроугольных зерен, которые лучше склеиваются цементным клеем, однако очень часто горный и овражный пески бывают сильно загрязнены глинистыми, илистыми, пылевидными частицами и примесями (кислотами, солями, маслами и т.д.). Можно применять воду с водородным показателем рН 4. Пригодность воды устанавливается химическим анализом и сравнительным испытанием бетонных образцов на прочность.