карбонатный наполнитель это что

Карбонатные породы как заполнители и наполнители,

Щебень применяется в качестве крупного наполнителя при производстве бетона, а для производства щебня широко используются плотные карбонатные горные породы, к которым относятся, к примеру, мрамор, известняк, доломит и пр. На щебень перерабатывается порядка 60% карбонатных пород, причем с течением времени области их применения продолжают неуклонно расширяться.

Усовершенствованные российские ГОСТы позволяют теперь вводить в портландцемент разные вспомогательные компоненты в количестве до 5% от общей массовой доли, а в один из видов цемента можно даже добавлять до 20% известняка. Объемы производства различных сухих строительных смесей также продолжают увеличиваться, а для их изготовления широко используются природные карбонатные породы (мрамор, доломит, известняк, микрокальцит, мел) и некоторые карбонатные материалы синтетического происхождения.

Ранее такие карбонатные заполнители как, к примеру, песок и щебень рассматривались исключительно как инертные компоненты в процессе твердения цемента. Однако в последующем исследователи свое обратили внимание на особую прочность сцепления цементного теста с карбонатными породами. Влияние известняковых пород на конечные свойства получаемых цементных растворов имеют, с одной стороны, химическую, а с другой – физическую природу. Наполнитель увеличивает плотность формируемого цементного камня. Используемый согласно отечественным нормативам известняк должен содержать минимум 75% карбоната кальция. Поскольку была опровергнута изначальная мысль относительно инертности известняков, то им вполне могут быть приписаны и некоторые негативные влияния на долговечность и прочность затвердевших цементных растворов и бетонов.

Различают две основные возможные причины возникновения деформаций в карбонатно-цементных смесях – реакция между щелочью и карбонатом или же образование редкого минерала таумасита, структурная формула которого оказывает разрушительное действие на цемент и бетон в результате ослабления межчастичных связей. Появление таумасита приводит к коррозии бетонов, однако данная проблема представляется пока что относительно малоизученной. Карбонатно-щелочная коррозия связана с введением известняков в состав бетона. Продукты протекающих реакций имеют существенно больший объем, чем тот, который занимали исходные участники реакции. В целом суть механизмов такой коррозии вполне ясна, однако в этой связи также существует еще немало неясностей.

Источник

Карбонатный бетон

В последнее время в строительной отрасли все больше уделяется внимание снижению бюджета на строительство, экологической чистоте материалов и их безопасности. К таким материалам относится карбонатный бетон. Почему именно карбонатный? Потому что на территории страны имеются огромные залежи осадочных карбонатных пород.

Карбонатная порода раньше применялась довольно редко из-за своей низкой прочности и малой изученности, да и сейчас её используют только в бетонах с марками ниже М400. Однако считается, что применение карбонатной породы в бетоне высоких марок, способствует снижению цены и, как следствие, появляется более высокий спрос и интерес у потребителей.

Производство карбонатного бетона

Карбонатный бетон относится к тяжелым бетонам. Изготавливают его на крупном и мелком наполнителе карбонатных пород, различных доломитах и известняках. Именно они, в сравнении с другими породами, имеют повышенную адгезию с цементным камнем. Как заполнитель в карбонатных бетонах используются различные побочные продукты дробления, которые получаются при изготовлении щебня из карбонатных пород или его сортировке, а не кварцево-полевошпатные пески, как в других видах бетона.

Особенности производства бетона на карбонатном щебне

Производство карбонатного бетона возможно только в специальных смесителях, которые перемешивают все составляющие принудительно. Производство происходит порционно. В первую очередь хорошо смешиваются все сухие ингредиенты, цемент и наполнители. И только после этого небольшими порциями добавляется вода. Все дозаторы мелкого заполнителя, во избежание зависания дробленного песка над течкой, оборудуются специальными вибраторами. На производстве постоянно следят за атмосферными изменениями и постоянно контролируют влажность заполнителей.

Применение карбонатных бетонов

Бетон с карбонатным наполнителем используется при строительстве дорог, как материал для дорожного основания под асфальтобетонное покрытие, а также в гидротехническом строительстве.

В основном карбонатный бетон используют на строительных объектах, которые расположены недалеко от добычи карбонатного щебня. Это обусловлено тем, что местный щебень по цене намного отличается от привезенных гранитных или известковых пород.

Как уже говорилось, карбонатный бетон чаще всего применяют при строительстве дорожного полотна. Используют его в строительстве для подготовительных работ, а также заливки фундамента. Карбонатный бетон, как и любой другой, состоит из карбонатного щебня, песка, цемента и воды. Смешивая разные пропорции данных материалов получают различные марки бетона, с разными областями его применения.

Марки бетона с карбонатным заполнителем и области их применения

Источник

Глава 5. Заполнители для бетонов и растворов

Пластификатор для бетона

Пластификатор для бетонных смесей – это химическая добавка, которая вводится в раствор для улучшения физико-химических характеристик строительного материала. Как показывают многочисленные исследования, применение пластифицирующих наполнителей позволяет увеличить срок службы зданий и строений, повысить качество сооружений, возводимых из сборных железобетонных или монолитных конструкций.

Добавление пластификатора-заполнителя в бетон способствует решению следующих задач:

Пластифицирующие добавки-заполнители для строительных смесей задействуется при производстве бетонных колец, плит перекрытий, фундаментов, а также многих других изделий и конструкций. На рынке присутствует расширенный ассортимент сухих и жидких пластификаторов российского и импортного производства. В зависимости от назначения эксперты выделяют следующие виды наполнителей:

Кроме того, сегодня существуют узкоспециализированные заполнители. Так, например, при необходимости можно купить пластификатор для бетона, способствующий увеличению устойчивости раствора к минусовым температурам, разрушающему действию ультрафиолетовых лучей, регулярному воздействию влаги и другим негативным факторам внешней среды.

В зависимости от вида добавки-заполнителя бетона различаются способом применения и соответственно делятся на жидкие и сухие. Жидкие пластифицирующие наполнители отличаются концентрированностью. Как и правило, в составе бетона их количество не превышает 1%. Пропорции могут быть разными, в зависимости от конкретного продукта и желаемых характеристик готовой конструкции. Соответственно сухие пластификаторы представлены в виде порошка, который добавляется при замешивании раствора.

В зависимости от происхождения различают наполнители:

Расход и выбор пластифицирующих наполнителей зависит от формы их выпуска. Так, например, для приготовления раствора, который будет использоваться для возведения наружных стен, межкомнатных перегородок, стяжки пола жидкий концентрат-заполнитель добавляется из расчета 0,5-1 литр состава на каждые 100 килограмм цемента. Если речь идет о бетоне для сооружения фундамента и возведения сложных конструкций, то на каждые 100 килограмм цемента потребуется уже 1-2 литра жидкого концентрата.

Чтобы рассчитать необходимое количество сухого порошка нужно уточнить общее количество цемента, который будет использоваться при замешивании раствора и рекомендации производителя добавки.

Замешивание раствора в бетономешалке

Классификация, требования и характеристика

Керамзит добывается синтетическим путем и относится к пористым видам заполнителей, применяющихся для легкого бетона.
Заполнители бетона отличаются между собой итоговой целью назначения и делятся на такие виды:

Заполнители легкого бетона

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

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

Заполнители для тяжелого бетона

При покупке наполнителей для бетона следует руководствоваться ГОСТ 26633-2012, так как они не уменьшают плотность, а наоборот увеличивают. Нормативный документ дает четкие рекомендации по этому вопросу:

Важное замечание! Чтобы получить высококачественный бетон, обладающей заданной прочностью сцепления по всем направлениям заливаемой конструкции, крупные заполнители использовать в виде дозированных фракций в зависимости от наибольшей крупности частиц. Наибольшая крупность частиц и рекомендуемые фракции указываются в технической документации на то или иное изделие либо сооружение.

Кроме того марка щебня должна соответствовать марке бетона также указанной в технической документации. Если техническая документация отсутствует, для строительства ответственных конструкций (фундаменты, колонны, плиты перекрытия) рекомендуется применять щебень марок М800-М1200, а для малонагруженных неответственных сооружений (отмостки, дорожки, площадки) марку М300-М600 или строительный мусор.

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:

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.

Вернуться к оглавлению

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.

Вернуться к оглавлению

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.

Вернуться к оглавлению

Противоморозные добавки-заполнители

Противоморозные добавки в бетон – это различные химические вещества, способствующие застыванию бетонной смеси при отрицательных температурах воздуха. Выпускаются в форме жидкого концентрата или сухого порошка. При приготовлении раствора наполнитель вовлекает в процесс твердения цементного раствора практически всю жидкость, за счет чего ускоряются процессы гидратации. Противоморозные добавки-заполнители также обеспечивают поддержание смеси в жидком состоянии в холодное время года.

При температурах воздуха ниже +10 градусов по Цельсию, реакция, возникающая между водой и цементом, затрудняется, из-за чего процесс гидратации может не начаться и как следствие замешиваемый раствор не наберет нужной прочности. Как итог, уже через несколько месяцев эксплуатации возведенного сооружения на бетонных конструкциях начнут проявляться усадочные трещины, которые постепенно приведут к их полному разрушению. По этой причине использование ПМД-заполнителя целесообразно при выполнении сезонного ремонта или строительства нового объекта в осенне-зимний период.

Внимание! При использовании противоморозных заполнителей следует помнить о том, что при минусовых температурах воздуха прочность залитых конструкций будет составлять только 30% от расчетной. Оставшиеся 70% будут набраны в ходе оттаивания. По этой причине, кладка из бетонных блоков и монолитные изделия вплоть до наступления лета не должны подвергаться повышенным нагрузкам, иначе такие действия снижают морозостойкость конструкций.

Отвечая, на вопрос, зачем нужны ПМД-заполнитель имеет смысл отметить следующие преимущества, получаемые от их использования:

Сегодня производители выпускают несколько видов антиморозных составов-заполнителей, позволяющие с минимальными временными и финансовыми затратами получить нужный эффект:

Внимание! На российском строительном рынке представлен широкий перечень специализированных ПМД-заполнителей. Так, например, можно выполнить подбор наполнителя, который будет оказывать комплексное действие – регулировать набор прочности и корректировать реологические свойства раствора. За счет уменьшения температуры кристаллизации жидкости в смеси, они способствуют сокращению сроков первичного отвердевания бетона, одновременно повышая его прочность.

Дозировка и использование ПМД устанавливаются производителями в соответствии с действующими требованиями ГОСТ. Как правило, расход добавок зависит от следующих факторов:

2.Марочная прочность цемента, который применяется для выполнения строительных работ;

Расчет необходимого количества наполнителей осуществляется исходя из предполагаемого объема строительной смеси (в м3). Если строительство выполняется на протяжении продолжительного времени, бетон с добавлением присадок должен регулярно перемешиваться.

Если у строителей отсутствует возможность покупки противоморозных добавок промышленного производства, их можно приготовить самостоятельно. Самым распространенным вариантом в этом случае станет добавление в состав замешиваемого раствора хлористых солей, которые позволяют сократить расход цемента, уменьшить период схватывания и уменьшить температуру замерзания смеси. Единственным минусом данного варианта может считаться тот факт, что хлориды активизируют процессы коррозии металла. Поэтому, если в возводимой конструкции предусмотрены металлические армирующие элементы, лучше всего выполнить их замену на другие наполнители.

Крупные и мелкозернистые заполнители — это важные компоненты бетона, которые определяют свойства строительного материала и характеристики готовых конструкций. Поэтому к выбору крупности зерен следует подходить со всей ответственностью, с учетом целей и задач, стоящих перед строителями в каждом конкретном случае.

Упругость бетона

Таблица начальных модулей упругости E (МПа*10-3) при сжатии и растяжении бетонов с различными эксплуатационными характеристиками:

Зерновой состав заполнителей бетона

Песок

Песок — мелкий минеральный заполнитель с размером зерен до 3 или 5 мм (по ГОСТ 8736—58 допускается содержание зерен крупнее 5—10 мм не более 10% по весу).

Песок для тяжелого бетона должен удовлетворять следующим требованиям:

Объемный вес — не менее 1550 кг/м3 для бетона марки выше 150 и для бетона, подвергающегося замораживанию в насыщенном водой состоянии, 1400 кг/м3 для бетона марки 150 и ниже.

Зерновой (гранулометрический) состав песка — кривая просеивания должна находиться в пределах заштрихованной площади (рис. 5): крупный песок — ближе к ее нижней границе, средний — ближе к верхней границе. Для мелкого песка кривая просеивания находится между заштрихованной площадью и верхней ломаной линией.

Таблица 53 — Зерновой состав различных групп песка (ГОСТ 8736—58)

Тонкие пески допускаются только при наличии в каждом отдельном случае необходимых технико-экономических обоснований.

Содержание зерен, проходящих сквозь сито №014 (189 отв/см 2 ) не должно превышать 10% по весу.

Количество пылевидных и глинистых (илистых) частиц, определяемых отмучиванием, не должно превышать 5%.

В песке не должно быть комков глины, суглинка и посторонних засоряющих примесей.

Рис 5 Графики зернового состава: а — песка; б — крупного заполнителя.

Содержание органических примесей допускается в таком количестве, при котором цвет жидкости над песком, обработанным по методу окрашивания (ГОСТ 8735—58), не темнее эталона или при испытании с цементом дает раствор с прочностью, не меньшей, чем раствор того же состава и с тем же песком, но промытым сначала известковым раствором, а затем водой.

При дозировке песка следует учитывать, что самый большой объем песок занимает при влажности 5—7%.

Щебень и гравий

Щебень и гравий (ГОСТ 8267—56, 8268—56) служат крупными заполнителями для бетона В соответствии с указанными ГОСТ и ТУ на изготовление и приемку сборных железобетонных и бетонных изделий CH1-61 гравий и щебень из естественного камня должны удовлетворять следующим требованиям.

Для бетонных и железобетонных конструкций и деталей в зависимости от размеров сечений конструкций и армирования должны применяться гравий и щебень следующих фракций: 3—10, 10—20, 20—40, 40—70 мм. В отдельных случаях допускается смешение двух смежных фракций. Указания по предельной крупности щебня даны в табл. 55.

Содержание в щебне глины, ила и мелких пылевидных фракций, определяемых отмучиванием. не должно превышать 1% для марки 600—1200 и 2% для марки 200—400; в гравии— 1 % Гравий предназначенный для бетона, при обработке его раствором едкого натра не должен придавать раствору окраску темнее эталона Объем пустот не более 45%, зерновой состав каждой фракции должен соответствовать полным остаткам на ситах Dнаим =95 — 100%+12 (Dнаим + Dнаиб) = 40 — 70%; Dнаиб =0-5%; 1,25 Dнаиб=0.

В соответствии с ГОСТ 8267—56 щебень по пределу прочности при сжатии горной породы в насыщенном водой состоянии подразделяется на марки:

Гравий в зависимости от прочности на истирание в полочном барабане делится на марки: И45, И55, И70 (потеря в весе после испытаний в 20—70%). Гранулометрический состав щебня и гравия не нормируется, но желательно, чтобы кривая просеивания размещалась в заштрихованной площади (рис. 5).

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

Источник