Будівельні суміші в Україні
Заповнювачами для важкого бетону є сипкі суміші мінеральних зерен природного чи штучного походження, певного гранулометричного складу в установленому діапазоні розмірів. Заповнювачі в бетоні займають 80...85 % його об'єму і; скріплені затверділим цементом, утворюють каменеподібний конгломерат. Речовинний склад заповнювачів, їхня форма, стан поверхні, поєднання різних фракцій істотно впливають на технологічні показники бетонної суміші, технічні властивості бетону (міцність, усадку, повзучість, довговічність), а також на економічність матеріалу.
Залежно від розмірів зерен заповнювачі поділяють на дрібні (піски) крупністю 0,16...5,00 мм та крупні (щебінь чи гравій) крупністю 5... 70 мм.
За мінералогічним складом розрізняють кварцові, польовошпатні, карбонатні піски. Кварцові піски придатні для бетонних сумішей будь-яких марок, оскільки власна міцність кварцу дуже велика (до 1000 МПа). Решту пісків, зокрема вапнякові, належить перевіряти на міцність у бетоні потрібної марки.
За походженням піски бувають яровими (гірськими), річковими та морськими. Ярові (гірські) піски містять більше за решту пісків / глинястих та органічних домішок, зерна переважно кутасті, що забезпечує добре зчеплення з цементним каменем. Річкові й морські піски містять менше органічних домішок, але зерна мають обкатану форму й гладеньку поверхню внаслідок перенесення водою. У морських пісках іноді є уламки вапнякових порід, черепашок, які легко руйнуються й можуть знизити міцність бетону. Штучні піски одержують подрібненням гірських порід або супутніх продуктів промисловості, наприклад металургійних шлаків. Вміст глинястих, мулистих та пилуватих домішок, який визначається відмучуванням, неповинен перевищувати 3 % за масою. Глинясті та мулисті часточки вкривають зерна піску, перешкоджаючи зчепленню їх з цементним каменем. Тонкі пилуваті часточки мають розвинуту питому поверхню й для рівномірного закріплення їх у структурі бетону потрібна підвищена витрата цементу. Промивання піску від цих домішок спричинює його значне подорожчання, а тому слід надавати перевагу застосуванню річкового піску.Вміст органічних (наприклад, гумусових) домішок обмежується тому, що вони містять органічні .кислоти, які руйнують цементний камінь. Наявність органіки визначають колориметричним (кольоровим) методом- обробкою піску 3 %-м водним розчином NaОН. Колір розчину після обробки піску не повинен бути темнішим за еталон який готують у лабораторії за відповідною методикою.
Зерновий (гранулометричний) склад піску має велике значення для виготовлення бетонної суміші й бетону із заданими властивостями. Він характеризується процентним вмістом зерен різних розмірів і так званим модулем крупності Мк. Щоб визначити ці показники, використовують ситовий аналіз.
Гравій - це сипкий матеріал, утворюваний в результаті природного руйнування (вивітрювання) вивержених чи осадових гірських порід.
За походженням розрізняють гравій яровий (гірський), річковий та морський. Яровий гравій більше забруднений домішками.
За розмірами зерен розрізняють гравій: рядовий - 30...70 мм; фракціонований особливо дрібний - 5...10 (3...10); фракціонований дрібний - 5...20; середній - 20....40; крупний - 40...70 мм.
Зерна гравію розмірами 5...70 мм мають округлу, обкатану форму з гладенькою поверхнею. Поряд з міцними зернами (граніт, діорит) у ньому можуть бути слабкі зерна пористих вапняків, а також домішки пилу, глини, піску. Якщо вміст піску 25...40 %, то матеріал називають піщано-гравійною сумішшю.[10]
Щебінь - це сипкий матеріал, одержуваний подрібненням гірських порід, які мають границю міцності при стиску від 20 до \ 120 МПа. Зерна щебеню мають кутасту форму й більш розвинуту, ніж у гравію, шорстку поверхню, а тому міцність зчеплення з цементним каменем у щебеню вища, ніж у гравію.
Придатність крупного заповнювача для бетону, як і піску, також визначають у лабораторних умовах за комплексом показників: істинна, середня та насипна густина, міжзернова пустотність, вологість, водопоглинення, вміст пилуватих, мулистих, глинястих, часточок та органічних-домішок, міцність зерен, вміст голчастих та пластинчастих часточок, зерновий склад. У разі потреби з урахуванням цільового призначення бетону визначають міцність вихідної. гірської породи, стираність, опір удару та морозостійкість.
Зерновий склад крупного заповнювача, так само, як і-піску, істотно впливає на властивості бетонної суміші та бетону. Оптимізація зернового складу має ґрунтуватися на такій умові: одержати найменший об'єм мілізернових пустот, тобто забезпечити мінімальну витрату розчинової частини, а отже, й цементу.