Технология заполнителей бетона

Сырьевая база основных нерудных строительных материалов.

Заполнители из природных плотных каменных пород имеют наибольшее применение. Они используются для получения обычных тяжелых бетонов, а также бетонов специального назначения.

Основной сырьевой базой являются плотные природные каменные горные породы, которые по происхождению делят на 3 группы: изверженные, осадочные, метаморфические.
Изверженные породы образовывались в результате застывания расплавленной магмы. Их структура и свойства завися от условий, в которых остывала магма. Изверженные горные породы подразделяют на:

• 
  Глубинные горные породы (интрузивные) образовались при медленном остывании и имеют зернисто-кристаллическую структуру.
  
• 
  Излившиеся горные породы (эффузивные) образовались при быстром остывании, не успев кристаллизоваться; имеют стекловатую, скрытокристаллическую, порфир (с кристаллическими вкраплениями) структуру.
  

По химическому составу изверженные горные породы делятся на:
а) кислые (SiO₂ > 65%);
б) средние (SiO₂ = 55…65%);
в) основные (SiO₂ < 55%).
Кислые породы: гранит, авгит, гранит:
ρ = 2600÷2700 кг/м³
R_сж=100 – 250 МПа
Средние: ортоклазовые горные породы: сиенит, авгит, сиенит, ортоклазовый порфир:
ρ = 2600÷2800 кг/м³
R_сж=120 – 250 МПа
- с кислым и средним плагиоклазом: диорит, порфирит;
ρ = 2800÷3000 кг/м³
R_сж=150 – 280 МПа;
Основные: габбро, диабаз, базальт:
ρ = 2900÷3300 кг/м³
R_сж=200 – 500 МПа
Осадочные горные породы образовались как результат разрушившихся первичных горных пород под давлением воды, ветра, переменной температуры, химической и биохимической коррозии.
Обломочные осадочные горные породы образовали залежи песка и гравия. Это рыхлые породы, представляющие собой скопление обломков материнской горной породы, чаще всего зерна кварца, как наиболее стойкие.
Пески с содержанием кварца более 60% (нередко до 95%) называют кварцевыми . с содержанием зерен полевого шпата до 50% - кварцево-полевошпатными.
Большинство эксплуатируемых месторождений песка и гравия аллювиального происхождения, они образованы речными отложениями. Вода не только переносит и переотлагает залежи песка и гравия, но одновременно промывает и сортирует их. Зерна в таких отложениях имеют более или менее окатанную форму.
Песок и гравий горные (овражные) ледникового происхождения не отсортированы, залегают в виде песчано-гравийных смесей и часто загрязнены глинистыми примесями.
Эоловые залежи песков образованы ветром (дюны, барханы). В бетонах применяются ограничено, т.к. они очень мелкие и их зерна имеют гладкую поверхность. песчаники, уплотненные пески (кварцевые) склеенные сцементированы веществами принесенными водой. Некоторые виды песчаников (кремнистые, известковые) достаточно прочны (до 150 МПа) и применяются для производства заполнителей.
Обломочные песчаные породы обычно сцементированы - песчаники, кварцевые пески склеенные сцементированы веществами принесенными водой. Некоторые виды песчаников (кремнистые, известковые) достаточно прочны (до 150 МПа) и применяются для производства заполнителей.

Карбонатные осадочные горные породы (известняки, доломиты) широко применяются для производства заполнителей. Плотные кристаллические известняки имеют плотность до 2700 кг/м³ и R_сж до 200 МПа. Образующий минерал – кальцит (CaCO₃). Известняки стойки при воздействии щелочей в среде портландцементного камня и отличаются хорошим сцеплением с ним в бетоне.

Доломит (CaCO₃·MgCO₃) может быть твердым и прочным.
Эти карбонатные породы распространены в различных регионах и составляют около 60% камня перерабатываемого на щебень.
Метаморфические горные породы образовались в результате изменения изверженных или осадочных горных пород в толще земной коры под действием температуры и давления. Из метаморфических горных пород для производства заполнителей используют:
- метаморфизированые граниты – гнейсы, отличающиеся от гранитов слоистым строением, что увеличивает в щебне количество пластинчатых зерен;
- метаморфизированые кремнистые песчаники – кварциты, представляющие собой породу сросшихся кристаллов кварца, но имеют недостаточное сцепление с ПЦ камнем;
- метаморфизированые известняки – мраморы, образовались в результате перекристаллизации известняков, имеют R_сж до 300 МПа, при дроблении образуют зерна шероховатой поверхности обеспечивающие сцепление с поверхностью ПЦ камня.
При разработке месторождений нужно соблюдать требования по охране окружающей среды.
Сырье необходимо добывать бережно, стремиться к его полному и экономичному (безотходному) использованию; после выработки – работы по восстановлению ландшафта и рекультивации земель.