Мелкий заполнитель
Мелкий заполнитель — песок — может быть природным или искусственным.
Природный песок — это рыхлая обломочная порода, образовавшаяся в результате естественного разрушения (выветривания) скальных горных пород, например гранита. По минеральному составу различают кварцевые пески, полевошпатные, карбонатные и некоторые другие. Кварцевые пески лучше по качеству. Их чаще применяют для изготовления бетонов и строительных растворов.
По условиям образования различают речные, морские и овражные (горные) пески. Зерна речных и морских песков имеют окатанную форму и гладкую поверхность, так как истираются при переносе водой. У овражных и горных песков зерна преимущественно угловатые. В таких песках содержится больше глинистых и органических примесей. В морских песках могут присутствовать обломки раковин, которые легко разрушаются и снижают прочность бетона.
Искусственный песок получают дроблением твердых горных пород либо некоторых попутных продуктов промышленности, например металлургических шлаков.
В зависимости от зернового состава (ГОСТ 8736—85) различают песок повышенной крупности, крупный, средний, мелкий и очень мелкий.
Зерновой состав песка для изготовления бетона должен соответствовать требованиям стандарта.
Для бетона классов В25 и выше рекомендуется использовать крупный песок с модулем крупности более 2,5.
Пески с Мк = 1,5...2 допускается применять в бетонах класса до В15.
Если зерновой состав песка не соответствует требованиям стандарта, его фракционируют, т.е. рассеивают с помощью сит с размером отверстий 1,25 или 0,63 мм на две фракции. Полученные фракции затем смешивают в соотношении, которое устанавливает строительная лаборатория.
Применение мелких песков, обладающих большой удельной поверхностью зерен, приводит к перерасходу цемента в бетоне. Поэтому их целесообразно использовать в качестве мелкой фракции фракционированных песков. Мелкие пески употребляют для изготовления бетона только при надлежащем экономическом обосновании. При этом обязательно вводить в состав бетона или раствора пластифицирующие или воздухововлекающие добавки.
При изготовлении бетонных смесей, предназначенных для перекачивания бетононасосами, рекомендуется несколько увеличивать в песке содержание мелких частиц. Вместе с цементом такие частицы образуют пластичное тесто, из которого в процессе перекачивания смеси формируется пристенный смазывающий слой. Это уменьшает сопротивление смеси, сокращает расход электроэнергии на ее транспортирование по бетоноводам. Общее содержание в песке частиц размером менье 0,315 мм должно быть 15...20%, в том числе пылевидных частиц крупностью 0,06...0,16 мм — до 3...7%. Если в природном песке недостает самой мелкой фракции, вводят тонкомолотые минеральные добавки — пылевидную золу ТЭС, каменную муку, но не более 20% от массы цемента. Большее содержание тонкомолотых добавок не рекомендуется, так как может вызвать расслоение бетонной смеси или раствора.
Во всех случаях содержание в песке глинистых, илистых и пылевидных частиц ограничивают. Глина и ил обволакивают зерна песка, препятствуя их сращиванию с цементным камнем. Тонкие пылевидные частицы обладают большой удельной поверхностью и, следовательно, им требуется больше цементного теста для обмазки. Поэтому в зависимости от назначения бетона содержание таких частиц допускается в пределах 1...3 % по массе, в том числе комьев глины — не более 0,25 %.
В песке для гидротехнического бетона сернистых и сернокислых соединений должно быть не более 1 %, слюды в соответствии с условиями работы бетона — 1...3 %.
Опасны и органические примеси в песке. Они могут присутствовать в виде остатков корней растений, органических кислот. Эти вещества замедляют твердение цемента и снижают его потенциальную прочность. Наличие органических примесей проверяют колориметрической (цветовой) пробой, обрабатывая песок 3%-ным раствором NaOH. Если раствор NaOH не окрашивается или окрашен светлее эталона (у эталона светло-желтый цвет), песок считают пригодным для изготовления бетона. При цвете раствора темнее эталона проводят специальные исследования такого песка.