Крупный заполнитель

В качестве крупного заполнителя для тяжелого бетона применяют гравий и щебень из горных пород или щебень из гравия размером зерен 5 — 70 мм.

Гравии — зерна окатанной формы и гладкой поверхности размером 5 — 120 мм, образовавшиеся в результате естественного разрушения горных пород. Для бетона наиболее пригодна малоокатанная (щебневидная) форма зерен, хуже яйцевидная (окатанная), еще хуже пластинчатая и игловатая, понижающие прочность бетона.

Часто гравий залегает вместе с песком. При содержании в гравии песка 25 — 40% материал называют песчано-гравийной смесью . Гравий, подобно песку, может содержать вредные примеси пыли, ила, глины, органических кислот. Количество в гравии глинистых, илистых и пылевидных примесей, определяемых отмучиванием, не должно превышать 1% по массе. Содержание органических примесей устанавливают колориметрическим методом. Гравий при обработке его раствором едкого натра не должен придавать раствору окраску темнее цвета эталона.

Предварительную оценку прочности гравия производят испытанием на дробимость в цилиндре. Последняя определяется путем раздавливания пробы гравия в цилиндре статической нагрузкой. После этого пробу просеивают через сито с размером отверстия, соответствующим наименьшему размеру зерна в исходной пробе гравия, и устанавливают величину потери в массе. В зависимости от этой величины гравий (щебень) делят на марки: Др8 (при потере в массе 8%), Др12 (при 9 — 12%), Др16 (при 13 — 16%).

При строительстве промышленных и гражданских здании и сооружений прочность зерен гравия должна быть более чем в 1,5 — 2 раза выше прочности бетона. Гравий для бетона должен характеризоваться также петрографическим составом с указанием количества в нем зерен слабых пород, а также механической прочности на износ. Износ гравия определяют в полочном барабане. При этом необходимо знать сопротивляемость каменного материала скалыванию кромок, удару и истиранию при падении и изнашивании, при трении зерен гравия друг о друга или при ударе падающих с полки шаров. Показателем износа считают потерю (%) гравия в массе от первоначальной массы. По износу гравий делят на четыре марки: И-I, И-II, И-III и И-IV.

Гравий, предназначенный для бетонных конструкций, подвергающихся действию воды и низких температур, должен обладать определенной степенью морозостойкости. По степени морозостойкости гравий делят на марки: Мрз15, 25, 50, 100, 150, 200 и 300. Морозостойкость гравия определяют непосредственным замораживанием или испытанием в растворе сернокислого натрия. Гравий считается морозостойким, если в насыщенном водой состоянии он выдерживает без разрушения многократные (15 и более циклов) попеременные замораживание при температуре -17°С и оттаивание. При этом потеря в массе после испытания составляет не более 5%. Для марки Мрз15 и 25 циклов допускается потеря массы до 10%.

Морозостойкость гравия можно определить не только непосредственным замораживанием и оттаиванием, но и ускоренным испытанием раствора сернокислого натрия. Сущность этого метода заключается в том, что вместо замораживания образцы погружаются в насыщенный раствор сернокислого натрия и затем высушивают при температуре 105 — 110°С. Кристаллы сульфата натрия, образующиеся при этом в порах материала, давят на стенки пор сильнее, чем частицы льда. При испытании сернокислым натрием число циклов меньше, чем при замораживании: один цикл в растворе сернокислого натрия приравнивается 5 — 20 циклам испытания замораживанием в зависимости от степени морозостойкости гравия. В случае получения неудовлетворительных результатов при испытании сернокислым натрием производят испытание непосредственным замораживанием, результаты этого испытания являются окончательными.

Наиболее экономично для приготовления бетона применять крупный гравий, так как благодаря меньшей его суммарной поверхности требуется меньше цемента для получения прочного бетона. Допустимая крупность зерен гравия зависит от размеров бетонируемой конструкции . Для хорошей укладки бетонной смеси гравий должен применяться не крупнее 1/2 части минимального размера сечения конструкции и не больше 3/4 наименьшего расстояния между стержнями арматуры. В плитах, где бетонная смесь укладывается легче, допускается применять наибольшую крупность зерен, равную 1/2 толщины плиты. Для бетонирования массивных гидротехнических сооружений применяют гравий крупностью зерен более 70 мм.

Хорошим зерновым составом гравия считается тот, в котором имеются зерна разной величины, при этом пустотность гравия оказывается наименьшей. Зерновой состав гравия определяется просеиванием 10 кг сухой пробы через стандартный набор сит с размерами отверстий 70, 40, 20, 10 и 5 мм. За наибольшую крупность зерен гравия Днаиб принимают размер отверстий сита, на котором полный остаток не превышает 5% навески, и за наименьшую крупность гравия Днаиб — соответствующих размеру отверстия одного из верхних сит, через которое проходит не более 5% просеиваемой пробы.