Легкие заполнители для бетонов

К легким заполнителям относят керамзитовый гравий и песок, аглопоритовый щебень и песок.

Керамзитовый гравий представляет собой искусственный пористый материал, получаемый обжигом вспучивающихся силикатных горных пород. Он имеет окатанную шаровидную или эллипсоидную форму. В зависимости от размеров зерен подразделяется на фракции: от 2,5 до 10, св. 5 до 10, св. 10 до 20 и св. 20 до 40 мм или смесь фракций от 5 до 20 и св. 5 до 40 мм. По насыпной плотности имеет марки 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, по прочности при сдавливании в стальном цилиндре марки П15, П25, П35, П50, П100, П125, П150, П200, П250, П300, П350 и П400 с пределом прочности до 10 МПа и более, должен выдерживать не менее 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания с потерей массы не более 8 %.

Сырьем для керамзитового гравия служат легкоплавкие глинистые породы, способные при обжиге вспучиваться. Это глины, суглинки, глинистые сланцы, трепелы, диатомиты и др. Вспучиваемость сырья определяется коэффициентом, который выражается отношением объема вспученной массы к объему абсолютно сухого сырца, он должен быть более 2. Вспучивание происходит при обжиге глинистого сырья при температуре 1050 – 1250 °С в результате выделения: химически связанной воды из глинистых минералов и слюд; СО₂ – в результате сгорания органических примесей и диссоциации карбонатов; О₂ – из-за диссоциации Fe₂O₃; SO₂ и SO₃ из сульфатов.

Для повышения качества керамзита вводят различные добавки: лигносульфонаты технические, древесные опилки, уголь, торф и др. Переработка сырья и формование гранул выполняется пластическим и полусухим способами. По пластическому, наиболее распространенному способу, переработанная и увлажненная до 18–26 % глина поступает в ленточный пресс, снабженный перфорированной плитой. Выдавленные через отверстия жгуты разрезаются на брикеты, равные их диаметру. Формование гранул может также выполняться на дырчатых вальцах, где глиняная масса захватывается и продавливается через отверстия внутрь цилиндра. Обжигают керамзитовый гравий во вращающихся печах.

Керамзитовый песок имеет размер зерен от 0,16 до 5 мм, марки по насыпной плотности 500, 600, 700, 800, 900, 1000 и 1100. Изготавливают его дроблением керамзитового гравия. На изготовление 1 м³ песка расходуется 1,8–2 м³ гравия. Эта технология неэкономична: стоимость песка в два раза превышает стоимость гравия.

Наиболее совершенной является технология обжига песка в печах кипящего слоя, когда теплоноситель продувается через слой гранул, в результате чего они выходят из спокойного состояния и переходят в состояние непрерывного движения.

Щебень и песок аглопоритовый представляют собой искусственный пористый материал, получаемый из легкоплавких глин на агломерационных установках с последующим дроблением.

По крупности зерен аглопорит подразделяется на щебень фракций от 5 до 10, св. 10 до 20 и св.20 до 40 мм и песок фракций от 0,16–1,25;св. 1,25 до 2,5 и св. 2,5 до 5 мм.

По насыпной плотности щебень имеет марки 400, 500, 600, 700, 800 и 900, песок – 600, 700, 800, 900, 1000 и 1100. По прочности щебень подразделяется на марки от П25 до П350. Морозостойкость – не менее 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания.

Сырьем для изготовления аглопорита служат малопластичные слабовспучивающиеся глины, суглинки и др., в качестве добавок – уголь, шлак, опилки, лигносульфонаты технические. Гранулы формуются из подготовленной сырьевой массы продавливанием через перфорированную решетку ленточного пресса или же при помощи дырчатых вальцев, затем они поступают на агломерационную машину, где происходит спекание гранул в крупные пористые конгломераты на решетке за счет принудительного просасывания воздуха через шихту. Максимальная температура обжига составляет 1400–1600 °С. Затем производится дробление и рассеивание на фракции.

Керамзитовые и аглопоритовые щебень и песок применяют для изготовления легких бетонов, могут использоваться в качестве теплоизоляционных материалов.