Вредные примеси в песке и других заполнителях
На качество бетона влияет наличие в песке и других заполнителях вредных примесей, которые замедляют твердение и схватывание раствора.
Вредные примеси можно условно разделить на несколько групп:
- органические загрязнения, препятствующие нормальной гидратации цемента;
- примеси, способствующие образованию на поверхности фракций оболочек, которые препятствуют крепкому сцеплению заполнителя и цемента;
- растворимые соли, которые могут служить причиной появления коррозии арматуры;
- некачественные зерна заполнителя, ухудшающие характеристики бетона.
Если во время замеса возникла химическая реакция между заполнителями и цементным камнем, то весь заполнитель (или его часть) может оказаться вредным.
Органические загрязнения
Если в природных заполнителях, которые являются достаточно прочными и износоустойчивыми, присутствуют органические примеси, они становятся непригодными для использования. Это связано с тем, что природные примеси мешают нормальной гидратации цемента.
Появление природных загрязнений в песке является следствием распада растительных веществ, таких как дубильная кислота. Как правило, продукты распада встречаются в виде ила или гумуса. В крупном заполнителе органические примеси встречаются редко.
Чтобы установить количество органических примесей в заполнителе, используют специальную пробу в соответствии с BS 812: 1960 или ASTM С 40—56Т. Если проба показывает, что примеси имеются, то переходят к испытанию заполнителя в бетоне.
Примеси, образующие оболочку на зернах
Глинистые частицы способны обволакивать фракции песка, образую оболочку, что становится препятствием для нормального сцепления заполнителя и цементного камня. Нарушение нормального сцепления приводит к уменьшению сроков эксплуатации и снижению прочности бетонной конструкции.
Помимо глинистых частиц, такими же свойствами обладают и некоторые другие примеси, такие как ил и пылевидные загрязнения. Ил является природной мелкодисперсной примесью с размером частиц до 0,06 мм. Пылевидные частицы попадают в заполнитель в результате измельчения горной породы. Как правило, каменную пыль и другие малопрочные примеси удаляют из заполнителя еще на камнедробильном заводе путем промывки водой.
Встречаются примеси, обволакивающие отдельные фракции, которые образуют крепкое сцепление цементного раствора с заполнителем. Такое сцепление сложно нарушить в процессе промывки. Специалисты говорят о том, что если такие оболочки обладают химической устойчивостью и не проявляют вредного воздействия на бетон, то такие примеси применять можно, однако появляется опасность повышенной усадки бетона.
Илистые и пылевидные загрязнения могут, как образовывать оболочку, так и иметь вид малопрочных частиц. Если их содержание будет повышенным, это приведет увеличению водопотребности смеси, а, следовательно, к разрушению бетона.
Контроль количества этих частиц в заполнителе происходит согласно BS 882: 1954. Допустимое суммарное содержание этих примесей не должно превышать: 1% для крупнозернистого заполнителя, 3% для полученного из гравия песка или для природного, 10% для измельченного песка, полученного путем дробления горной породы.
Растворимые соли
Наличие солей в морском или речном песке может привести к поглощению бетоном влаги из воздуха и, как следствие, к коррозии арматуры.
Слабые и дефектные фракции
Проводя анализ качества зерен заполнителя, нередко можно обнаружить в его составе примеси фракций слабых и выветрелых горных пород. Согласно нормам и стандартам, необходимо строго контролировать количество таких дефектных частиц.
К наиболее распространенным типам дефектных зерен относятся: малопрочные, мягкие и слабые фракции, а также зерна, которые увеличиваются в объеме при замерзании или увлажнении (ведет к нарушению целостности бетона).
К слабым и малопрочным зернам можно отнести частицы сланца и другие частицы примесей с низкой плотностью. Мягкие примеси, такие как частицы угля и дерева, также можно отнести к категории слабых частиц, так как они вызывают шелушение и образование полостей в бетоне. Специалисты указывают на то, что содержание (2 – 5%) малопрочных частиц в составе заполнителя будет негативно влиять на уровень прочности бетона. В составе бетона, который будет подвергаться истиранию (по условиям эксплуатации), таких частиц быть не должно.
Примеси, которые могут вызвать увеличение бетона в объеме, являются марказит и пириты. Содержание в заполнителе частиц пиритов диаметром 4,8 - 9,5 мм должно вызывать серьезные опасения.
Допустимое количество слабых и малопрочных пород закреплено в стандарте ASTM С 33—61.