Щебень для бетона
Для бетона пригоден щебень из скальных горных пород (гранитов, известняков, песчаников и др.) и искусственных камневидных материалов (металлургических шлаков, керамики). Качество щебня как макроструктурной составляющей определяют крупностью, гранулометрическим составом и формой зерен, свойствами их поверхности (шероховатость, наличие смятых участков, чистота), свойствами исходной породы (прочность, морозостойкость, водопоглощение, минералогический состав и др.).
По гранулометрическому составу щебень может быть фракционированный (или сортовой) и рядовой.
Наибольшая крупность щебня определяется размерами бетонируемых элементов, а также густотой арматуры. Обычно крупность щебня должна составлять не более Д минимального сечения элемента конструкции и не более наименьшего расстояния между стержнями арматуры железобетонной конструкции. Для бетонирования плит, полов и покрытий допускают наибольшую крупность зерен щебня до 7з толщины плиты. При бетонировании массивных элементов сооружений можно применять и очень крупный щебень. Для изготовления бетонов специального назначения (например, высокопрочных, дорожных и аэродромных) наибольшая крупность щебня устанавливается 40, 20 и в отдельных случаях 10 и 5 мм. Такая крупность щебня не только улучшает физические свойства бетона, но и увеличивает прочность бетона при изгибе и растяжении.
Для создания плотных смесей, которые обладали бы хорошими технологическими свойствами, применяют разнозернистый щебень, пустотность которого составляла бы не более 45%, а гранулометрический состав укладывался бы в предельные кривые. Для формирования макроструктуры с поровой цементацией предпочтительно применять прерывистый гранулометрический состав с исключением промежуточной фракции (например, при составе 40-20, 20-10 и 10-5 мм отсеивают фракцию 10-5 мм). В этом случае улучшаются технологические свойства смесей и повышаются механические свойства бетонов.
При взаимодействии цементного теста с поверхностью зерен щебня протекают физико-химические процессы, которые обусловливают прочность сцепления (адгезию) цементного камня со щебнем, а следовательно, и определяют прочность бетона в особенности при растяжении.
Высокое сцепление обеспечивает свежедробленый чистый щебень из известняков, металлургических шлаков. При использовании щебня из пород тонкопористой текстуры прочность сцепления с цементным камнем выше. Повышение шероховатости, уменьшение количества смятых участков также способствует увеличению сцепления цементного камня с зернами щебня.
По показателю прочности щебень должен быть примерно в 2 раза больше прочности бетона марки 350 и выше, который в инженерной конструкции будет подвергаться воздействию воды и низких температур; при этом водопоглощение щебня не должно быть более 3%. Если бетон не будет подвержен замерзанию, водопоглощение щебня может быть до 5%. Для бетонов марки 300 и ниже прочность щебня должна быть больше марки бетона в 1,5 раза. Для специальных бетонов (например, дорожного, аэродромного и др.), которые работают в конструкциях на изгиб и растяжение, следует определять прочность щебня на растяжение, которая в 1,5-2 раза должна превышать прочность бетона при растяжении (меньшее значение для щебня из известняков, песчаников, большее – для щебня из изверженных пород). Указанные требования к прочности сохраняются для щебня, изготовленного из дорожного клинкера, металлургических плотных шлаков. При этом следует учитывать, что сцепление цементного камня с поверхностью шлакового щебня, как правило, больше.
Щебень для бетона не должен содержать вредных примесей в виде сернистых и сернокислых соединений, корродирующих цементный камень, глинистых веществ, заметно снижающих качество бетона, и органических соединений, которые при заметном их содержании, в конечном счете, разрушают бетон. Морозостойкость щебня в каждом отдельном случае устанавливается проектом сооружения, и должна быть не ниже морозостойкости бетона.
Похожие статьи