Требования к гравию и щебню как крупному заполнителю для бетона

Бетон

Вы просматриваете изображение:

Щебень и гравий – основные материалы, используемые как крупный заполнитель для бетонов. Заполнители состоят из отдельных кусков и зерен (5-70 мм). Последние могут быть фракционированными и рядовыми.

Гравий

Рыхлый материал, который образовался путем выветривания (естественного разрушения) твердых горных пород. Зерна характеризуются округлой формой.

Виды гравия:

  • речной
  • горный
  • морской

Щебень

Рыхлый крупный заполнитель для бетона, что получают за счет искусственного

дробления отходов различных производств либо изверженных метаморфических осадочных горных пород.

Прочность крупного заполнителя пропорциональна прочности той горной породы, из которой он был произведен. Заполнители из диабаза, гранита и других прочных горных пород имеют высокий показатель прочности (от 80 МПа). Из известняка и прочих осадочных пород – от 30 МПа.

Прочность крупного заполнителя не сказывается на конечной прочности бетона, если она выше последней более чем на 20%. Но в заполнителе могут присутствовать отдельные слабые зерна. В виду этого рекомендовано для большей надежности, чтобы показатель прочности горной породы для заполнителя был в 1,5-2 раза больше прочности бетона.

По нормативам есть ограничение на содержание в щебне/гравии игловатых и лещадных (пластинчатых) зерен, что влияют на увеличение пустотности заполнителя. В стандартном заполнителе их количество на должно быть выше 35%. Не более 15% – в заполнителе с кубовидной формой зерен и не более 25% – в заполнителе с улучшенной формой зерен.

Определение прочности крупных заполнителей для бетона

Прочность и марка гравия/щебня определяется по дробимости материалов (Др) и вида исходной породы. К помещенным в стальной цилиндр образцам заполнителя прикладывается заданная нагрузка. После чего их просеивают через сито. О дробности судят, исходя из потери массы исходного количества образцов.

Для фракций 5-20 мм для испытаний применяется цилиндр, диаметр которого равен 75 мм, и прикладывается нагрузка 50кН. Для фракций более 20 мм – цилиндр диаметром 150 мм с нагрузкой 200 кН.

Формула для расчета дробимости щебня и гравия

Дробимость (в %) = (масса заполнителя до испытаний (в кг) – масса заполнителя после испытаний (в кг)) / масса заполнителя до испытаний (в кг) х 100%

*Масса заполнителя после испытаний – это остаток гравия/щебня на сите после просеивания раздробленного крупного заполнителя в цилиндре.

Для производства бетона рекомендовано использовать следующие марки гравия и щебня (табл. 1).

Таблица 1 – Соотношение марок бетона и гравия/щебня

Марка крупного заполнителя Др 24 Др 16 Др 12 Др 8
Марка бетона М150 и ниже М200 М300 М400 и выше

Чистота крупного заполнителя для бетона

На экономичность и прочность бетона большое влияние оказывает чистота крупного заполнителя. Глинистые и пылевидные примеси в гравии и щебне создают на поверхности их зерен пленку, которая препятствует качественному сцеплению заполнителя с цементным камнем.

Из-за наличия указанных примесей бетон может терять до 30% прочности. В таблице 2 приводятся ориентировочные значения допустимого количества примесей.

Таблица 2 – Допустимое содержание примесей в гравии/щебне

Вид крупного заполнителя Доля загрязняющих примесей
из изверженных пород не более 1%
из осадочных пород 2-3%

Допустимое содержание глины в комках – до 0,25%.

Марка щебня/гравия по истираемости

Для определения марки гравия/щебня по истираемости используется практически тот же метод, что и для определения дробимости.

Заполнитель закладывается в полочный барабан. Растирание щебневой фракции происходит при помощи металлических шаров, что также закладываются в барабан (их количество определяется по специальной таблице). Барабан вращают с заданным числом оборотов в минуту (примерно 30-33). Кроме обычного сита для просеивания, применяется дополнительно подконтрольное – более мелкое.

Формула для расчета истираемости

Истираемость (%) = Разница между массой исследуемого щебня (кг) и массой остатков заполнителя на сите (кг) / масса щебня до испытаний (кг) х 100%

Зерновой состав и крупность щебня/гравия

Заполнитель производится по фракциям от 5 до 70 мм. Для приготовления бетонной смеси целесообразно применять гравий или щебень максимально допустимой крупности. Поскольку в таком случае крупный заполнитель характеризуется меньшей удельной поверхностью.

Чтобы обеспечить надлежащую укладку и уплотненнее бетона, используется заполнитель не крупнее 1/3-1/4 части минимального размера конструкции.

Морозостойкость щебня и гравия

Морозостойкость крупного заполнителя определяется числом циклов замораживания/оттаивания. При этом потеря по массе гравия и щебня (в %) не превышает допустимых норм.

Морозостойкость также может оцениваться по числу циклов насыщения в растворе сернокислого натрия и высушивания.

Марки щебня и гравия по морозостойкости: F15…F400.

Размещено в категории: Бетон