Виды пористых заполнителей и основных требований к ним

Для приготовления легких бетонов применяют портландце­мент, быстротвердеющий портландцемент и шлакопортландцемент.

В качестве заполнителей для легких бетонов используют природные и искусственные сыпучие пористые материалы с насыпной плотностью не более 1200 кг/м³ при крупности зерен до 5 мм (песок) и не более 1000 кг/м³и крупности зерен 5...40 мм (щебень, гравий).

По происхождению пористые неорганические заполнители
делят на три группы: природные, искусственные (специально
изготовляемые) и заполнители из отходов промышленности.

Природные пористые заполнители изготовляют дроблением и рассевом легких горных пород (пемзы, вулканических шлаков и туфов, пористых известняков, известняков-ракушечников, известняковых туфов и др.).

Искусственные пористые заполнители получают из отходов промышленности или путем термической отработки силикатного сырья, подвергнутых рассеву или дроблению и рассеву. К ним относятся: а) керамзит и его разновидности, шунгизит, зольный гравий, глинозольный керамзит, вспученный азерит, получае­мые обжигом со вспучиванием подготовленных гранул (зе­рен) из глинистых и песчано-глинистых пород (глин, суглин­ков, глинистых сланцев, аргиллита, алевролита), шунгитосодержащих сланцев, трепелов, золошлаковой смеси или золы-уноса ТЭЦ; б) термолит, получаемый при обжиге без вспучивания щебня или подготовленных гранул кремнистых опаловых пород (диатомита, трепела, опоки и др.); в) перлит - вспученный, полу­чаемый при обжиге гранул из вулканических водосодержащих пород (перлита, обсидиана и других водосодержащих вулкани­ческих стекол): г) вермикулит вспученный, получаемый при обжиге подготовленных зерен из природных гидратированных слюд. Из отходов промышленности применяют песок и щебень преимущественно из гранулированного или вспученного метал­лургического шлака, а также грубодисперсные золы-уносы и золошлаковые смеси ТЭЦ.

Гранулированный шлак — мелкозернистый пористый материал, получаемый при быстром охлаждении расплавов метал­лургических шлаков.

Шлаковую пемзу (термозит) получают в виде глыб ячеистой структуры путем вспучивания шлакового расплава с помощью воды, воздуха или их смеси.

Существующие способы поризации делят на две основные группы. К первой относятся методы поризации расплава, осу­ществляющиеся в периодически действующих агрегатах, напри­мер в бассейнах; ко второй — методы поризации расплава в непрерывно действующих агрегатах (например, гидроэкранная установка). Фиксацию пористой структуры осуществляют быст­рым охлаждением расплава. Куски шлаковой пемзы дробят и рассеивают на щебень и песок. В зависимости от насыпной плотности щебня (400...800 кг м³) прочность заполнителя составляет 0,4...2,0 МПа.

Аглопорит представляет собой искусственный пористый заполнитель с размером гранул 5..20 мм, насыпной плотностью 400...700 кг/м³ и пределом прочности 0.4... 1,5 МПа. Сырьем для производства аглопорита служат глинистые породы (суглинок, супесь, аргиллит, глинистый сланец), а также отходы промыш­ленности — глинистые отходы от добычи и обогащения углей, горелая порода, топливные шлаки, зола ТЭЦ и другие камневидные силикатные породы. Технология производства аглопоритового гравия из зол ТЭЦ (рисунок 23) методом спекания сырцовых гранул на решетках алгомерационных машин позволяет получать искусственный пористый заполнитель в виде гранул округлой формы определенного зернового состава со спекшейся поверх­ностной оболочкой повышенной прочности. Гравий и песок керамзитовый относятся к специально изго­товленным заполнителям — это материал округлой формы, который получают при обжиге глин. Создание пористой структу­ры достигается вспучиванием глинистого вещества, нагретого до пиропластического состояния газами, выделяющимися из него в процессе нагревания. Керамзитовый гравий выпускают проч­ностью 0,6...6 МПа, насыпной плотностью 150...800 кг/м³, средней прочностью 2,6 МПа.

Керамзитовый песок получают дроблением и рассевом керамзитового гравия или щебня или как самостоя­тельную фракцию при обжиге. Гравий керамический полый — материал округлой формы — получают обжигом специально из изготовленных пустотелых глиня­ных гранул. Вспученный перлит изготовляют в виде щебня и песка путем кратковременного обжига вулканических водосодержащих стекловидных пород. Процесс теплообработки перлитов в зависи­мости от свойств сырья и вида готового продукта (щебня и песка) осуществляют путем одно- и двухстадийного обжига в коротких вращающихся печах и во взвешенном состоянии в вертикальных печах. По форме и характеру поверхности пористые заполнители могут иметь округлую, относительно гладкую или шероховатую (ноздреватую) поверхность их делят на следующие фракции: песок — щебень или гравий — 5...10, 10...20 и 20...40 мм. По показателям насыпной плотности в сухом состоянии (кг/м³) пористые заполнители делят на марки М100...1200 для щебня(гравия) и до М1200 для песка. Пористые заполнители в зависимости от прочности, определяемой сдавливанием в цилиндре, подразделяются на марки.

Выбор крупного заполнителя производят на основе подбора состава бетона с учетом формы зерен (гравий, щебень), вида и свойств мелкого заполнителя и структуры и вида бетона теплоизоляционного, конструкционно-теплоизоляционного, конструк­ционного).

Содержание водорастворимых сернистых соединений в перес­чете на S0₃ в заполнителях, предназначенных для армированных легких бетонов, не должно превышать 1 % по массе.

В качестве добавок для легких бетонов применяют тонкомо­лотые доменные гранулированные шлаки, диатомит, трепел, опоки, туф, пемзу, трасс. Кроме указанных в легкие бетоны вводят добавки, являющиеся замедлителями или ускорителями твердения. В качестве порообразователей для снижения плотности в состав легких бетонов вводят алюминиевый порошок, пергид­роль, смолосапониновый порообразователь и другие добавки.

Для приготовления и увлажнения легкого бетона используют питьевую воду, отвечающую тем же требованиям, что и для тяжелых бетонов.

Защита стальной арматуры в легких бетонах. Повышенная пористость легких бетонов способствует возникновению и разви­тию коррозии арматуры в железобетонных изделиях. Поэтому в агрессивной среде легкий бетон армированной конструкции должен быть плотным. Как показывает практика, в таком бето­не содержание цемента должно быть не менее 250 кг/м³. Иногда арматуру покрывают различными составами: цементно-казеиновой суспензией с нитритом натрия: битумной мастикой с молотым песком, золой и растворителем — толуолом, битумоцементной мастикой.