Зерновой состав заполнителей

Зерновой состав заполнителей существенным образом влияет на получение раствора и бетона заданных свойств при минимальном расходе вяжущего вещества. В растворе и бетоне вяжущее тесто расходуется на обволакивание поверхности зерен заполнителя и заполнение промежутков (пустот) между ними. В идеальном случае наименьший расход вяжущего достигается тогда, когда и удельная поверхность, и пустотность зерен заполнителя стремится к минимуму. Удельная поверхность тем меньше, чем больше крупность частиц заполнителя. Так, удельная поверхность смеси зерен крупностью 2,5... 5 мм, взятая из расчета на 1 м3 абсолютного объема заполнителя, составляет 1 600 м2, а для пылевидных частиц размером 0,05... 0,16 мм — 160000 м2.

В отличие от удельной поверхности объем пустот в заполнителе теоретически не зависит от крупности зерен. Для сокращения пустотности заполнителя в его состав вводят зерна меньшего размера, которые заполняют промежутки между более крупными частицами. Однако это увеличивает удельную поверхность заполнителя и, следовательно, может привести к перерасходу вяжущего для обволакивания зерен. Поэтому отношение между зернами разного размера в заполнителе должно быть оптимальным, при котором объем пустот и суммарная поверхность зерен требуют минимального расхода вяжущего для получения не расслаиваемой смеси определенной удобоукладываемости, а раствора и бетона — заданной плотности и прочности.

Для оценки зернового состава заполнителей используют ситовой анализ. Пробу заполнителя просеивают через стандартный набор, состоящий из десяти сит с отверстиями (мм): 70; 40; 20; 10; 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 и 0,16. По зерну 5 мм проходит граница между мелким и крупным заполнителями. Зерновой состав песка устанавливают на ситах с размерами отверстий 5...0,16 мм, крупного заполнителя — 70... 5 мм.

После просеивания пробы на каждом сите остаются частицы размером большим размера отверстий данного сита, но меньшим размера отверстий вышележащего, более крупного, сита. Фракция заполнителя — это вся совокупность зерен, размер которых находится в этих пределах. Поставляемые на строительство заполнители могут быть полифракционными, т.е. состоящими из зерен разных фракций, и монофракционными. Например, щебень с размерами, зерен 5...20 мм является полифракционным, а щебень, размеры зерен которого 10... 20 мм, — монофракционным.

Взвешиванием каждой фракции устанавливают частные остатки на данном сите и вычисляют их относительное содержание в процентах. Затем определяют полные остатки на ситах Аi как сумму частных остатков на данном сите и на ситах с большим размером отверстий. Полные остатки сопоставляют со стандартными требованиями к зерновому составу заполнителя, представленными в табличной или графической форме. По результатам сопоставления делают вывод о целесообразности использования заполнителя данного зернового состава в бетонах и растворах.