Цемент. Для тяжелого бетона применяют любой вид цемента, рассмотренные нами ранее и отвечающие требованиям ГОСТ. Марку цемента назначают в зависимости от проектной марки бетона. Обычно марка цемента в 1-1,5 раза выше, чем марка бетона.
Мелкий заполнитель. В качестве мелкого заполнителя для тяжелого бетона применяют песок, состоящий из зерен размером от 0,16 до 5 мм и средней плотностью 1800 кг/м3. Для приготовления тяжелых бетонов пригодны речные, овражные пески, а также пески, полученные дроблением твердых горных пород.
Качество песка определяется его минералогическим составов и содержанием вредных примесей.
Песок должен состоять из зерен различных размеров (фракций), при этом количество фракций устанавливается на основе проверенных рекомендаций так, чтобы зерна более мелкой фракции заполняли пустоты более крупной фракции.
Зерновой состав определяют рассевом высушенной до постоянной массы пробы 1 кг через набор стандартных сит с отверстиями 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16 мм и вычисляют частные и полные остатки: и .
Зерновой состав можно представить графически и сравнить с областью допустимых пределов колебаний зернового состава, или используют показатель модуль крупности:
МК = (А2,5 + … + А0,16)/100.
В зависимости от модуля крупности песок подразделяется: крупный МК > 2,5; средний МК = 2-2,5; мелкий МК = 1,5-2 и очень мелкий МК = 1-1,5.
Для бетонов рекомендуется применять крупный, средний и мелкий песок. Если песок не удовлетворяет требованиям ГОСТ по зерновому составу, его фракционируют и затем смешивают фракции в нужном количестве.
Мелкие частицы (пыль, ил, глина) увеличивают водопотребность бетонной смеси и, следовательно, расход цемента. Поэтому содержание в песке зерен, проходящих через сито 0,16, не должно быть более 10% по массе, при этом количество пылевидных, илистых и глинистых частиц определяется отмучиванием, их не должно быть более 0,1-0,5%, т.к. глина набухает при увлажнении, тем более в песке не должно быть комков глины. Очистку песка осуществляют промывкой.
Ко вредным примесям относят также и продукты разложения остатков растений в виде органический кислот, которые понижают прочность бетона и иногда и разрушают цементный камень. Наличие органических примесей определяют колориметрическим методом (цветовой). Песок считается пригодным для бетона, если жидкость – 3% раствора NaOH над песком не окрашивается или приобретает цвет светлее эталона (эталон имеет светло-желтый цвет).
В природном песке могут содержаться и неорганические примеси, т.к. пирит – FeS и другие сернокислые соединения, которые вызывают химическую коррозию.
Слюда также относится к вредным примесям, т.к. легко раскалывается по плоскостям спайности.
Аморфный кремнезем, вступая в химическую реакцию с щелочами, вызывает расширение и растрескивание бетона. В песке допускается содержание сульфатов до 1%, а слюды до 0,5%.
Крупный заполнитель. В его качестве применяют гравий и щебень, размеры зерна крупного заполнителя 5-70 мм. При бетонировании массивных конструкций можно применять щебень крупностью до 150 мм.
Зерна гравия имеют окатанную форму и гладкую поверхность. Обычно гравий содержит песок, глину, пыль и другие вредные примеси.
Щебень получают дроблением горных пород, и их зерна имеют угловатую форму (идеальная форма – куб). Более шероховатая поверхность способствует лучшему сцеплению с цементным камнем, поэтому для бетонов марок выше 300 обычно применяют щебень.
Качество крупного заполнителя определяется минералогическим составом исходной горной породы, зерновым составом, формой зерен и содержанием вредных примесей.
Прочность горной породы при сжатии в насыщенном водой состоянии должна быть в 1,5-2 раза выше прочности бетона. Прочность крупного заполнителя определяется путем раздавливания в цилиндре. Дробимость определяют по:
По дробимости щебень имеет марки 200, 300, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400.
Слабых зерен для щебня марок 1200, 1400 менее 5%, для марок 400, 600, 800, 1000 менее 10%, для марок 200, 300 менее 15%.
