Строительные материалы и изделия

Материалы для тяжелого бетона

Тяжелый бетон, применяемый для изготовления фундаментов, колонн, балок, пролетных строений мостов и других несущих эле­ментов и конструкций промышленных и жилых зданий и инже­нерных сооружений, должен приобретать определенную проч­ность в заданный срок твердения, а бетонная смесь должна быть удобной в укладке и экономичной. При использовании в не защи­щенных от внешней среды конструкциях бетон должен иметь повышенные плотность, морозостойкость и коррозиестойкость. В зависимости от назначения и условий эксплуатации бетона в сооружении предъявляются соответствующие требования к со­ставляющим его материалам, которые предопределяют его со­став и свойства, оказывают влияние на технологию производ­ства изделий, их долговечность и экономичность.

• Для приготовления тяжелых бетонов применяют портландце­мент, пластифицированный портландцемент, портландцемент с гидравлическими добавками, шлакопортландцемент, быстротвер - деющий портландцемент (БТЦ) и др. Цемент выбирают с уче­том требований, предъявляемых к бетону (прочности, морозо­стойкости, химической стойкости, водонепроницаемости и др.), а также технологии изготовления изделий, их назначения и усло­вий эксплуатации.

Марку цемента выбирают в зависимости от проектируемой прочности бетона при сжатии:

• Для приготовления бетонной смеси применяется питьевая, а также любая вода, не содержащая вредных примесей (кислот, сульфатов, жиров, растительных масел, сахара), препятствую­щих нормальному твердению бетона. Нельзя применять воды бо­лотные и сточные, а также воды, загрязненные вредными приме­сями, имеющие водородный показатель pH менее 4 и содержа­щие сульфаты в расчете на ионы S04 более 2700 мг/л и всех других солей более 5000 мг/л. Морскую и другую воду, содер­жащую минеральные соли, можно применять, если общее количе­ство солей в ней не превышает 2%. Пригодность воды для бетона устанавливают химическим анализом и сравнительными испыта­ниями прочности бетонных образцов, изготовленных на данной

воде и на чистой питьевой воде и испытанных в возрасте 28 сут при хранении в нормальных условиях. Воду считают пригодной, если приготовленные на ней образцы имеют прочность не мень­ше, чем у образцов на чистой питьевой воде.

« К добавкам для бетонов относятся неорганические и органи­ческие вещества или их смеси, за счет введения которых в конт­ролируемых количествах направленно регулируются свойства бе­тонных смесей и бетонов либо бетонам придаются специальные свойства. В основу классификации добавок для бетонов положен эффект их действия. По этому признаку добавки для бетонов делят на следующие группы:

1. Регулирующие реологические свойства бетонных смесей. К ним относятся пластифицирующие, увеличивающие подвиж­ность бетонных смесей; стабилизирующие, предупреждающие расслоение, и водоудерживающие, уменьшающие водоотделение.

2. Регулирующие схватывание бетонных смесей и твердение бетонов. К ним относятся добавки, замедляющие схватывание, ускоряющие схватывание и твердение, и противоморозные, т. е. обеспечивающие твердение бетона при отрицательных темпера­турах.

3. Добавки, регулирующие пористость бетонной смеси и бе­тона. К ним относятся воздухововлекающие, газообразующие и пенообразующие добавки, а также уплотняющие (воздухоуда­ляющие или кольматирующие поры бетона).

4. Добавки, придающие бетону специальные свойства: гидро­фобизующие, уменьшающие смачивание, повышающие противо­радиационную защиту, жаростойкость; антикоррозионные, т. е. увеличивающие стойкость в агрессивных средах; ингибиторы кор­розии стали, улучшающие защитные свойства бетона к стали; добавки, повышающие бактерицидные и инсектицидные свойства.

5. Добавки полифункционального действия, одновременно регулирующие различные свойства бетонных смесей и бетонов: йластифицирующе-воздухововлекаюіцие; пластифицирующие, по­вышающие прочность бетона, и газообразующе-пластифицирую - щие.

6. Минеральные порошки — заменители цемента. К этой группе относятся тонкомолотые материалы, вводимые в бетон в количестве 5...20%. Это золы, молотые шлаки, отходы камне - дробления и др., придающие бетону специальные свойства (жа­ростойкость, электропроводимость, цвет и др.).

В качестве пластифицирующих добавок наибольшее распро­странение получили поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Поверхностно-активные добавки представляют собой особую группу органических веществ, введение которых в бетонные (рас­творные) смеси позволяет существенно улучшить их удобоукла - дываемость. Вместе с тем поверхностно-активные добавки позво­ляют уменьшить водоцементное отношение и соответственно со­кратить расход цемента без снижения прочности материалов и изделий. Использование поверхностно-активных добавок в малых

дозах (0,05...0,2% от массы цемента) позволяет на 8... 12% уменьшать удельный расход цемента в бетонах и растворах. Вместе с тем поверхностно-активные добавки повышают водоне­проницаемость, морозостойкость, коррозиеустойчивость И вообще долговечность материалов в конструкциях. Этим самым приме­нение поверхностно-активных добавок способствует повышению эффективности капиталовложений в строительство. По указан­ным причинам поверхностно-активные добавки в цементно-бе­тонной технологии приобретают все большее значение как у нас, так и за рубежом.

Действие поверхностно-активных добавок на цементные си­стемы основано на следующих положениях физической химии. Поверхностно-активные вещества способны повышать поверхно­стное натяжение у поверхности раздела фаз, например на грани­цах раздела фаз вода — твердое тело, вода — воздух. Мельчай­шие частицы поверхностно-активных веществ адсорбируются, т. е. прочно связываются с внутренней поверхностью раздела тел, образуя на этих поверхностях молекулярные слои толщиной в одну молекулу. Величина этого адсорбционного слоя относится к диаметру цементной частицы так же, как толщина спички к высоте 30-этажного здания. Однако применение в малых дозах добавок поверхностно-активных веществ к цементным системам существенно меняет свойства их.

Поверхностно-активные добавки, используемые в цементах, растворах и бетонах, по определяющему эффекту действия на цементные системы можно условно разделить на три группы: гидрофилизующие, гидрофобизующие и воздухововлекающие.

Гидрофилизующие добавки при затворении вяжущего водой предотвращают на определенный срок слипание отдельных це­ментных частиц между собой. В этом случае несколько замедля­ется коагуляция новообразований, а вместе с тем высвобожда­ется некоторое количество воды, которое обычно как бы застре­вает в коагуляционных структурах. По этой причине требуемая удобоукладываемость смеси с добавкой достигается при меньшем количестве воды затворения, чем у смеси без добавки. Наиболь­шее распространение получили гидрофилирующие добавки на ос­нове лигносульфатов — сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ). Эта добавка несколько замедляет твердение бетона в раннем возрасте и поэтому на заводах ЖБИ ее применяют в сочетании с добавками — ускорителями твердения.

Суперпластификаторы — новые эффективные разжижители бетонной смеси — в большинстве случаев представляют синте­тические полимеры — производные меламиновой смолы или нафталинсульфокислоты. Применяют суперпластификатор С-3 (НИИЖБ) — на основе нафталинсульфокислоты, суперпласти­фикатор 10-03 (ВНИИЖелезобетон) — продукт конденсации сульфированного меламина с формальдегидом и др. При введе­нии в бетонную смесь суперпластификатора резко увеличивается ее подвижность и текучесть. Воздействуя на бетонную смес®’,"

как правило, в течение 2...3 ч с момента введения, суперпласти­фикаторы под действием щелочной среды подвергаются частич­ной деструкции и переходят в другие вещества, безвредные для бетона и не тормозящие процесса твердения. Суперпластифика - хоры, вводимые в бетонную смесь в количестве 0,15...1,2% от массы цемента, разжижают бетонную смесь в большей мере, чем обычные пластификаторы. Пластифицирующий эффект сохраня­ется, как правило, 1...2 ч после введения добавки, а через 2...3 ч он уже невелик. Суперпластификаторы используются в бетонах как единолично, так и в комплексе с другими добавками, на­пример с сульфитно-дрожжевой бражкой (СДБ) и нитрит-нит- рат-хлоридом кальция (ННХК). При использовании комплекс­ной добавки содержание каждой добавки составляет: «10-03» — 0,3...1,2%; ННХК—1,5...2,5% и СДБ — 0,1... 1,15% от массы це­мента. Суперпластификаторы позволяют существенно снизить В/Ц, повысить подвижность смеси, изготовить изделия высокой прочности, насыщенных арматурой из изопластичных смесей.

Гидрофобизующие добавки, как правило, существенно повы­шают нерасслацваемость, связанность бетонной (растворной) смеси, находящейся в покое. При действии внешних механиче­ских факторов (при перемешивании, укладке и т. д.) бетонная или растворная смесь с добавкой отличается повышенной плас­тичностью. Такое свойство гидрофобизующих смесей объясняет­ся специфическим смазочным действием тончайших слоев по­верхностно-активных веществ, распределяемых в смеси. Кроме того, эти добавки предохраняют цементы от быстрой потери активности при перевозке или хранении. В качестве гидрофоби­зующих добавок раньше применялись в основном природные продукты — некоторые животные жиры, алеиновая и стеарино­вая кислоты. Развитие химической промышленности дало воз­можность широко использовать новые гидрофобизующие добав­ки— битумные дисперсии (эмульсии и эмульсосуспензии), наф­теновые кислоты и их соли, окисленные, синтетические жирные кислоты и их кубовые остатки, кремнийорганические полимеры И др.

Воздухововлекающие добавки позволяют получать бетонные (растворные) смеси с некоторым дополнительным количеством воздуха. Чтобы повысить пластичность смеси, обычно увеличива­ют объем вяжущего теста. Вовлекая воздух, увеличивается объ­ем вяжущего теста без введения лишнего цемента. Поэтому удобоукладываемость такой системы повышается. К тому же воздухововлекающие добавки образуют и ориентированные слои, активные в смазочном отношении. Широко применяют воздухо­вовлекающие добавки на основе смоляных кислот: смолу нейтра­лизованную воздухововлекающую (СНВ), омыленный древесный пек и др.

К ускорителям твердения цемента, увеличивающим нараста­ние прочности бетона, особенно в ранние сроки, относятся хлорид кальция, сульфат натрия, нитрит-нитрат-хлорид кальция и др.

Влияние хлористого кальция на повышение прочности бетона объясняется его каталитическим воздействием на гидратацию C3S и C2S, а также реакцией с СзА и C4AF. Ускорители твердения не рекомендуется применять в железобетонных кон­струкциях и предварительно напряженных изделиях с диамет­ром арматуры менее 5 мм и для изделий автоклавного тверде - ния, эксплуатирующихся в среде с влажностью более 60%. Сульфат натрия может вызвать появление высолов на изделиях.

В нитрит-нитрат-хлориде кальция ускоряющее действие хло­рида сочетается с ингибирующим действием нитрата кальция,

Противоморозные добавки — поташ, хлорид натрия, хлорид кальция и др. — понижают точку замерзания воды, чем способ­ствуют твердению бетона при отрицательных температурах.

Для замедления схватывания применяют сахарную патоку и добавки СДБ, ГКЖ-Ю и ГКЖ-94.

Пено - и газообразователи применяют для изготовления яче­истых бетонов. К пенообразователям относятся клееканифоль­ные, смолосапониновые, алюмосульфонафтеновые добавки, а так­же пенообразователь ГК. В качестве газообразователей приме­няют алюминиевую пудру ГІАК-3 и ПАК-4.

Комбинированные добавки, например пластификатор СДБ, ускоритель твердения (хлористый кальций) с ингибитором (нит­ратом натрия), способствуют экономии цемента. При этом уско­ритель твердения нейтрализует некоторое замедление твердения смеси в раннем возрасте.

Специальные добавки обеспечивают получение водонепрони­цаемых растворов или бетонов, регулируют сроки схватывания и др.

• Песок — рыхлая смесь зерен крупностью 0,16...5 мм, образо­вавшаяся в результате естественного разрушения массивных горных пород (природные пески). Природные пески по минерало­гическому составу подразделяются на кварцевые, полевошпато­вые, известняковые, доломитовые. Из природных песков наиболь­шее применение для тяжелого бетона получили кварцевые пески.

В качестве мелкого заполнителя применяют пески повышен­ной крупности, крупные, средние и мелкие — природные и обо­гащенные; пески из отсевов дробления и обогащенные из отсевов дробления.

На качество бетона большое влияние оказывают зерновой состав песка и содержание в нем различных примесей: пылевид­ных, илистых, глинистых частиц, петрографический состав, в том числе содержание вредных примесей, включая органические. Со­держание этих примесей устанавливают отмучиванием. Количе­ство их не должно превышать 3% в природном песке и. из отсе­вов. Наиболее вредной в песке является примесь глины, которая обволакивает отдельные зерна песка и препятствует сцеплению их с цементным камнем, понижая прочность бетона. Глинистые и пылевидные примеси в песке повышают водопотребность бе­тонных смесей и приводят к понижению прочности и морозо­стойкости бетона. Очищать песок от глинистых и пылевидных частиц можно промывая его водой в пескомойках. В природных песках могут содержаться также в большом количестве органи­ческие примеси (гуминовые кислоты, остатки растений, пере­гной), которые вступают в реакцию с твердеющим цементом и понижают прочность бетона. Содержание органических примесей устанавливают колориметрическим методом — обработкой пробы песка 3%-ным раствором едкого натра. Если после обработки песка цвет раствора не оказывается темнее эталона (цвета креп­кого чая), то песок признается доброкачественным.

Испытуемый песок можно считать пригодным, если прочность образцов раствора из него оказывается не меньше прочности образцов с тем же песком, но промытым сначала известковым молоком, а затем водой.

Зерновой состав песка имеет особое значение для получения качественного бетона. Песок для бетона должен состоять из зе­рен различной величины (0,16..,5 мм), чтобы объем пустот в нем был минимальным; чем меньше объем пустот в песке, тем меньше требуется цемента для получения плотного бетона. Зерновой со­став песка определяют просеиванием сухого песка через стан­дартный набор сит с размерами отверстий (сверху вниз) 10; 5; 2,5; 0,63; 0,315; 0,16 мм. Высушенную до постоянной массы пробу песка просеивают сквозь сита с круглыми отверстиями диаметром 10 и 5 мм. Остатки на этих ситах взвешивают и вы­числяют с точностью до 0,1%.

Из пробы песка, прошедшего сквозь указанные выше сита, отвешивают 1000 г (G) песка и просеивают его последовательно сквозь набор сит с отверстиями размером 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 и 0,16 мм. Остатки на каждом сите взвешивают (G,) и вычис­ляют:

частный остаток на каждом сите — как отношение массы остатка на данном сите к массе просеиваемой навески (щ) — вычисляют с точностью до 0,1%:

ai = (Gi/G) 100,

полный остаток (А) на каждом сите — как сумму частных остатков на всех ситах с большим размером отверстий плюс остаток на данном сите — вычисляют с точностью до 0,1%:

At = CZ2.5 - f-Й1.25 “Ь... "І" Ш,

где 02,5 , 01,25, ... — частные остатки на ситах с большим размером отверстий начиная с сита размером отверстий 2,5 мм, %; а,— частный остаток на данном сите, %.

Модуль крупности песка Мк (без фракций гравия с размером зерен крупнее 5 мм) определяют как частное от деления на 100 суммы полных остатков на всех ситах, начиная с сита с размером отверстий 2,5 мм и кончая ситом с размером отверстий 0,16 мм;

модуль крупности песка вычисляют с точностью до 0,1%:

Лік = (-^2,5 —|— -4| ,25 +Ло,63 +А),315 “Г Ло. іб)/ 1 00.

По величине модуля крупности песок делят на повышенной крупности Мк — 3...3.5, крупный с ЛД > 2,5, средний Мк = 2,5...2,0, мелкий Мк = 2,0...1,5 и очень мелкий Л1к = 1,5...1,0; полные остат­ки на сите № 063 (% по массе) соответственно равны: 65...75,

45.. .65, 30...45, 10...30 и менее 10.

Выбор мелких заполнителей для бетона производят по зерно­вому составу и модулю крупности, содержанию пылевидных и глинистых частиц, петрографическому составу, в том числе со­держанию вредных примесей, включая органические примеси и потенциально реакционноспособные породы и минералы, а при применении дробленых песков — по пределу прочности исходной породы при сжатии в насыщенном водой состоянии.

Зерновой состав мелкого заполнителя должен соответствовать указанному и на графике (рис. 6.1). При этом учитывают только зерна, проходящие через сито с круглыми отверстиями диамет­ром 5 мм.

Песок, отсеянный на ситах двух близких номеров, имеет большую пустотность (40...42%). При наилучшем сочетании в песке крупных, средних и мелких зерен пустотность уменьшается до 30%. Хорошим по крупности зерен считается песок, у которо­го пустотность не превышает 38%.

Пески с модулем крупности 1,5...2 допускается применять в бетонах класса В15, а также для бетонов подводной зоны кон­струкций мостов. Использование этих песков в бетонах класса В15 и выше допускается при соответствующем технико-экономи­ческом обосновании. Пески с модулем крупности 2,5 и более ре­комендуется применять для бетонов класса В25 и выше.

Для обеспечения качественного зернового состава песка и его постоянства в составе бетонной смеси применяют фракцио-

Рис. 6.1. График зерново­го состава песка:

1 — допускаемая нижняя граница крупности песка (модуль крупности 1,5); 2 — рекомендуемая нижняя гра­ница крупности песка (мо­дуль крупности 2,0) для бе­тонов прочностью 20 МПа и выше, а также для бетонов безнапорных бетонных и же­лезобетонных труб; 3 — ре­комендуемая нижняя грани­ца крупности песка (модуль крупности 2,5) для бетонов прочностью 35 МПа и выше, а также для бетонов напор­ных и низконапорных же­лезобетонных труб; 4 — до­пускаемая верхняя граница крупности песков (модуль крупности 3,25)
нИрованный песок, составленный из двух фракций: крупной и мелкой, раздельно дозируемых при приготовлении бетонной сме - си Разделение исходного песка на две фракции производят п0 граничному зерну, соответствующему размеру отверстий кон­сольных сит 1,25 или 0,63 мм. Допускается применять готовые смеси фракций в требуемом соотношении, а также смеси песков природных или из отсевов дробления.

Зерновой состав мелкого заполнителя

Размер отверстия Полные остатки на коит-

контрольного сита, мм: рольных ситах, %:

2,5 0...20

1,25 5...45

0,63 20...70

0,315 35...90

0,16 90...100

Проход через сито № 016 10 ..0

Модуль крупности 1,5...3,25

При несоответствии зернового состава природных песков тре­бованиям ГОСТа следует применять в качестве укрупняющей добавки к мелким пескам крупные фракции природного или дробленого песка, а также крупный песок из отсевов Дробления, а для понижения модуля крупности — мелкие пески.

Использование в качестве мелких заполнителей песков из отсевов дробления и их смесей с природными песками допускает­ся при условии обеспечения заданной удобоукладываемости бе­тонной смеси без перерасхода цемента. В природном песке, пред­назначенном для бетонов, допускаются зерна гравия или щебня

размером более 10 мм — до 0,5% до 10% по массе.

Насыпная плотность квар­цевого песка зависит от степе­ни уплотнения, влажности и пустотности. Сухой и рыхло насыпанный кварцевый песок имеет насыпную плотность

1500.. . 1600 кг/м. На рис. 6.2 приведены кривые изменения объема разных песков в зави­симости от их влажности. Наи­меньшая насыпная плотность кварцевых песков соответст­вует влажности 5...7%. При дозировке песка для изготовле­ния бетона или приемке песка необходимо учитывать содер­жание в нем воды.

• В качестве крупного запол­нителя для тяжелого бетона

Применяют Гравий И щебень из горных пород ИЛИ щебень Из гравия размером зерен 5...70 мм.

Гравий — зерна окатанной формы и гладкой поверхности размером 5...70 мм, образовавшиеся в результате естественного разрушения горных пород. Качество гравия характеризуется: зерновым составом и формой зерна, прочностью, содержанием зерен слабых пород, наличием пылевидных и глинистых при­месей, петрографической характеристикой, плотностью, пористо­стью, пустотностью и водопоглощением. Для бетона наиболее пригодна малоокатанная (щебневндная) 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 отму - чиванием, не должно превышать 1% по массе.

Оценку прочности гравия производят испытанием на дроби - мость 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 делят на марки: Др8 (при потере в массе до 8%), Др12 (свыше 8 до 12%), Дріб (свыше 12 до 16%) и Др24 (свыше 16 до 24%).

Для конструкции промышленных и гражданских зданий 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 прочностью 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-ІІ, И-ІІІ 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 F 15, 25, 50, 100, 150, 200 и 300. Морозостойкость гравия определяют непосредственным замора­живанием или испытанием в растворе сернокислого натрия. Гра­вий считают морозостойким, если в насыщенном водой состоянии он выдерживает без разрушения многократные (15 циклов и бо­лее) попеременные замораживание при температуре —17°С и от­таивание. При этом потеря в массе после испытания составляет

р более 5%. Для марок F 15 и 25 допускается потеря массы

; ю%.

Морозостойкость гравия можно определить не ТОЛЬКО не­посредственным замораживанием и оттаиванием, но и ускорен­ием испытанием раствора сернокислого натрия. Сущность этого метода заключается в том, что в место замораживания образцы погружают в насыщенный раствор сернокислого натрия и затем весушивают 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 приравнивают к 5... 10 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 '/г минимального разме­ра сечения конструкции и не больше 3/4 наименьшего расстояния между стержнями арматуры.

Для бетонирования массивных гидротехнических сооружений применяют гравий крупностью зерен более 70 мм.

Хорошим зерновым составом гравия считается тот, в котором имеются зерна разной величины, что создает наименьшую пустот­ность. Зерновой состав гравия определяется просеиванием 10 кг сухой пробы через стандартный набор сит с размерами отвер­стий 70, 40, 20, 10 и 5 мм. Зерновой состав каждой фракции или смеси нескольких фракций гравия должен находиться в пределах, указанных на графике рис. 6.3. За наибольшую крупность зерен гравия Д«аиб принимают размер отверстий сита, на котором полный остаток не превышает 10% навески, и за наименьшую крупность гравия Днаим — размеры от­верстия одного из верхних СИТ, через которое проходит не более 5% просеиваемой пробы. Ниже приведены зна­чения полных остатков на контрольных ситах при рас­севе гравия (шебня) фрак­ций от 5 (3) до 10 мм, свы­ше 10 до 20; свыше 20 до 40 и свыше 40 до 70 мм.

7—707

'При рассеве гравия (щебня) смеси фракций от 5 (3) д0 20 мм полные остатки на контрольных ситах должны соответство­вать указанным далее:

Щебень получают путем дробления массивных горных пород, гравия, валунов или искусственных камней на куски размером

5.. . 120 мм. Для приготовления бетона обычно используют щебень, полученный дроблением плотных горных пород, гравия, доменных и мартеновских шлаков. Дробление производят в камнедробил­ках. При этом получают не только зерна щебня, но и мелкие фракции, относящиеся по крупности к песку и пыли. Зерна щебня имеют неправильную форму. Лучшей считается форма, приближающаяся к кубу и тетраэдру. Вследствие шероховатой поверхности зерна щебня лучше сцепляются с цементным камнем в бетоне, чем гравий, но бетонная смесь со щебнем менее под­вижна.

По дробимости, морозостойкости, зерновому составу, износу к щебню предъявляют такие же требования, как и гравию.

Прочность щебня характеризуется маркой, соответствующей пределу прочности горной породы при сжатии в водонасыщен­ном состоянии и определяемой по дробимости щебня при сжа­тии (раздавливании) в цилиндре. Щебень имеет следующие мар­ки: 200, 300, 400, 600, 1000, 1200, 1400. При этом щебень высшей категории качества из изверженных и метаморфических горных пород должен иметь марку не ниже М800, из осадочных карбонатных пород — не ниже М600. Щебень марок по прочно­сти 1400, 1200 и 1000 не должен содержать зерен слабых пород более 5 % по массе, а марок 800, 600 и 400 — не более 10% и 300 и 200 — не более 15% по массе. По прочности исходной горной породы марка щебня при сжатии в насыщенном водой состоянии должна быть выше марки бетона в 1,5...2 раза. В от­дельных случаях допускается применение щебня марки ниже указанной, но только при условии испытания в бетоне и при соответствующем технико-экономическом обосновании.

Зерновой состав шебня устанавливают с учетом £>„аим и Dm „б зерен - Наибольший размер зерен шебня применяют в бетонах в зависимости от вида изделия, насыщенности арматуры и толщины изделия. Так, для балок, колонн, рам наибольший азмер зерен должен быть не более 3/4 наименьшего расстояния меЖДУ стержнями арматуры, а для плитных изделий — не более Ч2 толщины плиты. Подобно гравию, щебень по крупности зерен делят на четыре фракции: 5... 10, 10...20, 20...40 и 40...70 мм.

В зависимости от формы зерен ГОСТ 8267—82 устанавливает три группы щебня из естественного камня: кубовидную, улучшен­ную и обычную. Содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в них не превышает соответственно 15, 25 и 35% по массе. К пластинчатой и игловатой форме зерен относят такие, в которых толщина или ширина их меньше длины в 3 раза и более.

Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из изверженных и метаморфических пород, в щебне из гравия и в гравии для всех видов тяжелого бетона не должно превышать 1 % по массе, а в щебне из осадочных пород в зависимости от вида конструкции и ее назначения — не более 2...3%, в том числе глины в комках — не более 0,25%.

Щебень, гравий и щебень из гравия должны применяться, как правило, в виде фракций, раздельно дозируемых при приго­товлении бетонной смеси.

Применяемые фракции в зависимости от наибольшей круп­ности зерен заполнителя указаны ниже:

Содержание различных фракций в крупном заполнителе при подборе состава бетона должно соответствовать указанному в табл. 6. 1 и обеспечивать получение плотной смеси.

В качестве крупного заполнителя для всех видов тяжелого бетона сборных и монолитных конструкций, изделий и деталей Должны использоваться щебень и щебень из гравия с содержани­ем зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы в количе­стве не более 35% по массе.

Морозостойкость крупных заполнителей должна обеспечить получение бетона требуемой марки по морозостойкости. Для бе-

тона гидротехнических сооружений морозостойкость щебня j гравия указана ниже:

Щебень высшей категории качества для бетона должен иметь марку по морозостойкости не ниже F 25.

Шлаковый щебень получают дроблением шлака, который об разуется в процессе доменной плавки металлов (доменный шлак или при сжигании минерального топлива (топливный шлак) Шлаки должны обладать кристаллической структурой и не имет признаков распада. Шлаковый распад является результатом перехода одних соединений шлака в другие под действием газов, содержащихся в воздухе, и влаги. Этот переход сопровождается увеличением объема образующихся новых соединений, что вызы­вает растрескивание и распад кусков шлака.

В зависимости от крупности зерен щебень для бетона из до­менного шлака выпускают тех же фракций, что и щебень из горных пород: 5...10; 10...20; 20...40 и 40...70 мм. Содержание зерен пластинчатой и игловатой формы не допускается более 25% по массе.

Прочность щебня характеризуется маркой, определяемой по| его дробимости при сжатии (раздавливании) в цилиндре в сухом! состоянии. Марка шлакового щебня по прочности бывает Др 15, 25, 35, и 45. Для приготовления бетона используют щебень с плотностью не менее 1000 кг/м3, содержание пылевидных частиц для щебня марок Др15 и 25 допускается не более 2% по массе, а для щебня марок Др35 и Др45 — 3% по массе.

По морозостойкости щебень подразделяется на шесть марок от F15 до F200. Щебень марки Др15 используют для бетонов высокой прочности (40 МПа и выше), а щебень марок Др25 н менее используется для бетона прочности 30 МПа и менее.

Шлаковый щебень используют в бетонных и железобетонных

сооружениях гражданских и промышленных зданий, не рекомен­дуется его применение в конструкциях, эксплуатирующихся в „роточных водах.