Искусственные заполнители в легком бетоне

Искусственные заполнители в легком бетоне

Искусственные наполнители в большинстве случаев встречаются под фирменными названиями, но более удобно и правильно классифицировать их по методу изготовления. К первой группе относятся заполнители, которые получают в результате вспучивания, что наблюдается при нагревании глинистых и кремнистых сланцев, глины, перлита, диатомовых сланцев, вермикулита и обсидиана. Вторая группа отличается наличием специальных процессов охлаждения, при действии которых достигается то же вспучивание доменных шлаков.К третьей группе относят промышленные шлаки.

Вспученная глина и сланцы

Данные материалы изготавливаются при осуществлении нагрева сырья в постоянно вращающейся печи до момента плавления, что достигается при температуре 1000-1200°С.

Дальнейшее вспучивание материалов происходит при защемлении образующихся в них газов. Таким образом, получается пористая структура, что сохраняется и при охлаждении. В результате, удельный вес вспученного материала оказывается гораздо ниже, чем до процесса нагревания. Нередко сырье измельчают перед обжигом, что облегчает нагрев.

В некоторых случаях используют измельчение после вспучивания, к примеру, как при создании патентованного американского наполнителя, что изготавливается из вспученного сланца, что известен под названием хейдит (керамзит). Для того чтобы предотвратить спекание частиц, используют специальное покрытие, что обладает более высокой температурой плавления, нежели сланец. В итоге получают сферические частицы вспученного сланца, обладающего полунепроницаемой глазурованной поверхностью.

Их водопоглощение ниже, нежели у частиц без такого покрытия, составляя 12-34%. Стоит отметить тот факт, что частицы с покрытием гораздо легче транспортировать, а также перемешивать. При этом бетон обладает лучшей степенью удобоукладываемости, но при этом он существенно дороже.

Бетон на вспученном сланце или глине обладает объемной массой в пределах 1360-1760кг/м³, но допускается вероятность приготовить бетон, объемная масса которого составляет 800кг/м³.

Бетон на вспученном сланце либо глине в большинстве случаев обладает более высокой степенью жесткости, нежели на других легких заполнителях.

Перлит

Перлит представляет собой стекловидную вулканическую породу. В случае быстрого нагревания до температуры начального плавления (900°С) он начинает вспучиваться при образовании пара, вследствие чего образуется ячеистый материал с объемной массой 80-240кг/м³. Бетон, приготовленный на перлитовом заполнителе, обладает пониженной степенью жесткости, а также большей усадкой, используясь преимущественно для теплоизоляции.

Вермикулит

Это материал, что отличается пластинчатой структурой и напоминающий слюду. Когда вермикулит нагревают до температуры 650-1000°С он начинает резко увеличиваться в объеме более чем в 30 раз, что вызвано расслоением тонких пластинок. В итоге, объемная масса составляет около 64-192кг/м³.

Бетон, изготовленный на вермикулитовом заполнителе, обладает крайне низким уровнем жесткости, а также высокой усадкой, но при этом обладает отменными теплоизоляционными свойствами.

Доменный шлак

Вспученный доменный шлак или шлаковая пемза изготавливается методом обрызгивания расплавленного шлака, который выходит из доменной печи (на производстве чугуна) с определенным объемом воды. Естественно, при этом образуется пар, который вспучивает шлак, что находится в пластичном состоянии, вследствие чего он затвердевает, создавая пористые частицы, что внешне напоминают пемзу.

Используется вспученный шлак достаточно много лет. Выпускается материал в виде насыпной объемной массы 320-880кг/м³, что зависит от деталей процесса охлаждения, а также гранулометрического состава. Для заполнителей шлаковая пемза должна соответствовать определенному стандарту: 877:1939, при этом воздушный охлажденный шлак: стандарту 1047:1952. Таким образом, бетон, изготовленный на данном материале, обладает объемной массой 960-1760кг/м³.

Коксовый шлак

Данный материал схож с котельным шлаком до такой степени, что между ними невозможно провести четкой границы.

В том случае, если используются котельные шлаки в виде мелкого и крупного заполнителя, можно получить бетон, объемная масса которого составляет 1120-1360кг/м³, но нередко для того чтобы улучшить удобоукладываемость смеси необходимо использовать природный песок, и лишь в этом случае объемная масса бетонного раствора составит 1760-1840кг/м³.

Данная порошкообразная топливная зола представляет собой остаток от горения пылевидного угля, который получают на современных электростанциях. Вполне возможно превратить ее в гранулы, после чего снова произвести спекание. Небольшой объем несгоревшего топлива, что находится в золе, постоянно поддерживает горение, а спекшиеся гранулы представляют собой отменный заполнитель с массой около 960кг/м³.