5. Заполнители для специальных видов бетона.

Специфические требования к заполнителям для специальных бетонов, их основные свойства устанавливаются ГОСТами на соответствующие виды бетонов.

Для бетонов аэродромных и дорожных покрытий требуется долговечность в тяжелых условиях эксплуатации.

Согласно ГОСТ 10268 требования зависят от назначения дорожного бетона:

1. Для однослойных покрытий и верхнего слоя двухслойных покрытий;

2. Для нижнего слоя двухслойных покрытий;

3. Для основ покрытий

Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из осадочных пород не должно превышать: 2% - для однослойных, верхнего слоя двухслойных покрытий дорог. Марка щебня изготавливаемого из изверженных и метаморфических пород не менее 1200; из осадочных не менее 800 – для однослойных покрытий. Марка по истираемости щебня не ниже И1 для изверженных пород, И2 из осадочных пород. Морозостойкость не ниже F50 (не ниже F100 для Тульской области).

Для бетонов гидротехнических сооружений особое значение имеет его плотность, водостойкость, водонепроницаемость, морозостойкостью К заполнителям требуется определенное деффиринцирование по трем категориям эксплуатационных условий:

- для подводного слоя;

- для надводного слоя;

- для зоны с переменным уровнем воды.

Содержание пылевидных, глинистых, илистых частиц (ПГИ) не должно превышать: 1% - для бетона зоны переменного уровня воды и надводной зоны; 2% - для надводной и внутренней зоны. Водопоглащение щебня не более 1%, 0,5% для щебня из изверженных и метаморфических пород, 1% для осадочных пород. Марки по износу И1 – для щебня из изверженных и метаморфических пород; И2 – для осадочных пород. Содержание зерен слабых пород не должно превышать 5% по массе. Морозостойкость – не ниже F100.

Силикатные бетоны. Главным образом – мелкозернистые, песок не только заполнитель, но и компонент известково-кремнеземистого вяжущего вещества. Результаты взаимодействия извести с кварцевым песком образуют гидросиликаты кальция.

Жаростойкие бетоны. Дополнительным требованием для заполнителей этих бетонов: заполнители не должны разрушаться или разминаться при длительном воздействии высоких температур, не должны вызывать появления больших внутренних напряжений при нагревании (диорит, андезит, базальт, диабаз и др.).

Пористые заполнители. Классификация неорганических пористых заполнителей.

К пористым заполнителям относят следующие виды продукции:

1) природные пористые заполнители (щебень из пористых ГП, природный и дробленый пористый песок, материалы из отсевов дробления пористых ГП);

2) пористые заполнители из отходов промышленности (щебень и песок из пористых шлаков, грубодисперсные золы-унос, золошлаковые смеси);

3) искусственные пористые заполнители (керамзит и его разновидности (шунгизит, зольный гравий, глинозольный керамзит, вспученный аргиллит и трепел), аглопорит, шлаковая пемза, вспученный вермикулит, вспученный перлитовый щебень и песок).

Группа заполнителей	Источник получения, способ создания пористой структуры	Вид заполнителей
Природные	Пористые вулканические ГП Пористые осадочные ГП Пористые метаморфические ГП	Щебень/песок из пемзы, туфов, шлаков, пеклов. Щебень/песок из извест-няков – ракушечника, известняковых туфов, опок, диатомитов, трепелов. Щебень/песок из глие-жей (горелых пород)
Отходы и побочные продукты	Шлаковые расплавы черной металлургии Слоевое сжигание топлива (угля) Отходы керамического кирпича	Щебень/песок из порис-тых отвальных шлаков Топливные кусковые шлаки, золы-унос, ЗШС Щебень из кирпичного боя
Искусственные обжиговые	Вспучивание гидратирован-ных слюд и пород их содержащих Вспучивание вулканических водосодержащих ГП Вспучивание/спекание крем-нисто-глинистых ГП и продуктов их обжига Поризация шлаковых расп-лавов	Вспученный вермикулит Вспученный перлит Керамзит, аглопорит в виде гравия, щебня и песка, зольный гравий, термолит Шлаковая пемза в виде щебня и песка
Искусственные безобжиговый	Грануляция цементно-золь-ных смесей, с последующей обработкой в теплой среде	Безобжиговый зольный гравий

Природные пористые заполнители вулканического и осадочного происхождения

Актуальным является использование естественных природных пористых заполнителей.

Могут быть вулканического/осадочного и метаморфического происхождения. Природные пористые заполнители вулканического происхождения представляют собой обломки изверженной породы. К пористым ГП относят: пемзы, шлаки, туфы, пористые базальты, пеплы.

Пемза – излившаяся вулканическая ГП, губчатого строения состоящая из кислого вулканического стекла. Насыпная плотность щебня – 300…900 кг/м³, песка – 500…1200 кг/м³. R_сж=2,5…27 МПа.

Туфы – пористая порода, образовавшаяся из продуктов вулканических выбросов в виде пепла, песка и щебня. Это кислая ГП. ρ_н щебня = 600…800 кг/м³, песка = 700…1000 кг/м³, R_сж = 6…10 МПа.

Вулканический пепел – рыхлая, тонкообломочная ГП с частицами менее 5 мм, состоит из вулканического стекла и различных кристаллов. Состав от кислого до основного. ρ_ср=500…1300 кг/м³

Вулканические шлаки – пористые породы из вулканического стекла, имеют крупнозернистую ноздреватую структуру. Насыпная плотность щебня ρ_н=400…950 кг/м³, песка – 600…1300 кг/м³. R_сж=10…30 МПа.

Осадочного происхождения:

Пористые известняки – (СаСО₃), насыпная плотность щебня ρ_нас=750…1150 кг/м³, песка – 850…1350 кг/м³, R_сж=5…15 МПа.

Известняк-ракушечник – насыпная плотность щебня ρ_нас=800…1600кг/м³, песка – 900…1800 кг/м³, R_сж=0,4…15 МПа.

Известняковые туфы – осадки, выпавшие из углекислых известняков. Насыпная плотность щебня ρ_нас=800…1400кг/м³, песка – 900…1800 кг/м³, R_сж=5…15 МПа.

Технология получения заполнителей из пористых ГП, аналогична технологии производства из плотных ГП.