Материалы для тяжёлого бетона

Тяжёлый бетон используется как конструкционный. Он должен обладать определённой прочностью в заданный срок твердения, удобоукладываемостью. При использовании бетона в незащищённой внешней среде он должен иметь повышенную плотность, морозостойкость и коррозиестойкость. Соответственно предъявляются требования и к материалам.

Вяжущее вещество: различные портландцементы, шлакопортландцемент. Марку цемента выбирают в зависимости от проектируемой прочности бетона при сжатии:

Прочность бетона, МПа 100 150 200 250 300 400 500 св.600 Марка цемента 300, 300400, 400, 400500, 500, 500600, 600. Вода любая чистая без примесей кислот, сульфатов, жиров, сахара. Водородный показатель pH менее 4.

Добавки, регулирующие или придающие бетону специальные свойства: реологические (пластифицирующие); регулирующие твердение (противоморозные, ускоряющие и замедляющие схватывание); пористость, жаростойкость, антикоррозионные и т.д.

Песок – рыхлая смесь зёрен от 0,16 до 5 мм и имеющая плотность более 1,8 г/см3. Для приготовления тяжелых бетонов применяют природные пески, представляющие собой рыхлую смесь зерен различных минералов, входивших в состав изверженных (реже осадочных) горных пород (кварца, полевого шпата, кальцита, слюды и др.), образовавшиеся в результате естественного разрушения горных пород, а также искусственные, полученные путем дробления твердых горных пород и из отсевов.

Заполнитель для изготовления бетона должен состоять из зерен разного размера (разных фракций), при этом количество крупных, средних и мелких зерен (т.е зерновой состав заполнителя) устанавливается на основе проверенных рекомендаций таким образом, чтобы зерна меньшего размера располагались в пустотах между крупными. Чем компактнее расположены зерна заполнителей, тем меньше объем пустот.

Крупный заполнитель – щебень и гравий из горных пород крупностью от 5 до 70 мм. При бетонировании массивных конструкций можно применять щебень крупностью до 150 мм. Гравий – гладкие зёрна окатанной формы, имеющие гладкую поверхность. Обычно гравий содержит в том или ином количестве песок, а также вредные примеси глину, пыль, слюду, гумусовые вещества (органические примеси).

Щебень получают путём дробления изверженных, метаморфических, плотных и водостойких осадочных горных пород (плотных известняков, песчаников и др.). Зерна щебня имеют угловатую форму; желательно, чтобы по форме они приближались к кубу.

Более шероховатая, чем у гравия, поверхность зерен способствует лучшему их сцеплению с цементным камнем, поэтому для изготовления бетона высокой прочности (М500 и выше) обычно применяют щебень, а не гравий.

Крупные заполнители должны обладать нужной прочностью, морозостойкостью и т.д. для обеспечения соответствующего качества бетона. Качество крупного заполнителя для изготовления бетона определяется минеральным составом и свойствами исходной породы (ее прочностью и морозостойкостью), зерновым составом заполнителя, формой зерен и содержанием вредных примесей. Прочность исходной породы при сжатии в насыщенном водой состоянии должна не менее чем в 1,52 раза превышать марку бетона.

Содержание пылевидных и илистых частиц при изготовлении бетона допускается в зависимости от вида исходной горной породы и марки щебня и гравия по прочности. Количество пылевидных, глинистых и илистых частиц, определяемое отмучиванием, в гравии и щебне допускается не более 1%.

Содержание органических примесей в крупном заполнителе проверяют, пользуясь той же методикой, которая применяется для песка, гравий и щебень при обработке водным раствором едкого натра не должны придавать раствору окраску темнее эталона.

Зерна заполнителя поглощают воду и адсорбируют ее на своей поверхности, поэтому необходимо регулировать количество воды затворения с учетом “смачивания” заполнителя, чтобы получить нужную удобоукладываемость бетонной смеси. Вода, применяемая для затворения бетонной смеси и поливки бетона, не должна содержать вредных примесей, препятствующих схватыванию и твердению вяжущего вещества.

Для затворения бетонной смеси применяют водопроводную питьевую воду, а также природную воду (рек, естественных водоемов), имеющую водородный показатель рН не менее 4, содержащую не более 5000 мг/л минеральных солей, в том числе сульфатов не более 2700 мг/л (в пересчете на SO3). При изготовлении бетона ее допускается применять болотные, а также сточные бытовые и промышленные воды без их очистки.