Великими наповнювачами в бетоні служать гравій, щебінь, а також щебінь з гравію.
Гравій являє собою осадочную гірську породу у вигляді скупчення зерен розмірами 5. 70 мм округлої, окатанной форми і з гладкою поверхнею. У гравій входить деяка кількість піску. При вмісті піску 25. 40% матеріал називають піщано-гравійної сумішшю.
Щебінь отримують дробленням масивних щільних гірських порід на шматки розмірами 5. 70 мм. Зерна щебеню - незграбної форми і з більш розвиненою, ніж у гравію, шорсткою поверхнею. Завдяки цьому зчеплення з цементним каменем у щебеню вище, ніж у гравію. Для високоміцного бетону переважно застосовувати щебінь, для бетонів середньої міцності (15. 30 МПа) - дешевий місцевий гравій, а не привізною щебінь.
Для характеристики зернового складу крупний заповнювач необхідно знати його найбільшу і найменшу крупність. Найбільша крупність заповнювача D відповідає розміру отворів стандартного сита, на якому повний залишок ще не перевищує 10% по масі. Найменша крупність d визначається розміром отворів першого з сит, повний залишок на якому перевищує 95%, тобто через нього проходить не більше 5% проби, яку просівають. Найменша крупність зазвичай дорівнює 5 мм.
Найбільша крупність заповнювача повинна відповідати розмірам бетонируемой конструкції і відстані між стрижнями арматури. Щоб заповнювач при бетонуванні рівномірно, без зависань, розподілявся в обсязі конструкції, його найбільшу крупність призначають з урахуванням виду і розмірів конструкції і густоти армування.
Щебінь або гравій застосовують, як правило, фракціонованим. Зазвичай використовують 2. 3 фракції. Зерновий склад кожної фракції заповнювача або суміші фракцій призначають таким, щоб забезпечити мінімальну витрату цементу в бетоні. Щебінь або гравій визнають задовільними за зерновим складом, якщо крива їх просіювання потрапляє в область, обмежену ламаними лініями.
Міцність заповнювачів впливає на міцність бетону. Вимоги по міцності встановлюють тільки для крупного заповнювача, оскільки зазвичай застосовуються як дрібний заповнювач кварцові піски свідомо міцніше бетону: межа міцності при стисненні кварцу понад 1000 МПа, а максимальна міцність бетону по ГОСТ 26633-85 становить 80 МПа.
Морозостійкість щебеню та гравію повинна забезпечувати отримання проектної марки бетону по морозостійкості. Визначають її шляхом циклічного заморожування і відтавання проби заповнювача в водонасиченому стані. Для попередньої оцінки морозостійкості дозволяється прискорювати випробування шляхом насичення проби в розчині сірчанокислого натрію і подальшого висушування її. По морозостійкості великі заповнювачі підрозділяють на сім марок: 15, 25, 50, 100, 150, 200 і 300. Марка заповнювача по морозостійкості характеризує число циклів заморожування - відтавання, при якому втрата маси проби не перевищує 5% (виняток становлять марки F15 і F25 , для яких встановлена межа 10%).
Для виготовлення легких бетонів застосовують пористі наповнювачі. Вони бувають природні і штучні. Природні наповнювачі отримують шляхом дроблення пористих гірських порід - вулканічного туфу, пемзи, вапняного туфу, вапняку-черепашнику і деяких інших. Вони відносяться до місцевих матеріалами і використовуються для будівництва в районах, незначно віддалених від родовища. Більш поширені штучні пористі наповнювачі, які поділяють на спеціально виготовлені і наповнювачі з відходів промисловості.
До спеціально виготовленим пористим заповнювачів відносять керамзит, аглопорит, спучений перліт, спучений вермикуліт, шлакову пемзу, зольний гравій. З відходів промисловості використовують паливні шлаки і золи.
Керамзит - продукт випалення спучуються глин. Його отримують у вигляді гранул округлої форми розміром 5. 40 мм (керамзитовий гравій). При нагріванні до температури 1100. 1200 ° С в легкоплавку глині починаються процеси газовиділення. У цьому ж температурному інтервалі глина розм'якшується. Утворені гази спучують масу.
Отримані в результаті випалення гранули керамзиту нагадують в зламі структуру застиглої піни. Пори здебільшого замкнуті, розміром не більше 1 мм. Цей легкий і міцний заповнювач з насипною щільністю не більше 600 кг / м3 - основний матеріал для виготовлення легкобетонних конструкцій.
Керамзитовий пісок отримують дробленням некондиційних зерен керамзитового гравію до крупності 0.16. 5 мм або шляхом випалу сировини в підвішеному стані.
Аглопорит випускають у вигляді пористого щебеню, гравію або піску
і отримують при випалюванні на спікальних (агломераційних) решітках гліносодержащего сировини, паливних зол або шлаків з добавкою 8. 10% палива (кам'яного вугілля). Висока температура, що розвивається при згорянні вугілля, призводить до спікання шихти, а утворюються гази кілька спучують масу, що в підсумку призводить до отримання пористого матеріалу.
Спучені перліт і вермикуліт отримують високотемпературної обробкою сировини, що містить невелику кількість хімічно зв'язаної води. Для виготовлення спученого перліту сировиною служать вулканічні стеклообразниє породи (перліт, обсидіан), а для спученого вермикуліту - гідрослюд. При температурі близько 1000 ° С обпалюється порода розм'якшується, а що утворюється водяна пара спучує частки, збільшуючи їх в 5. 20 разів. Виходять дуже легкі пористі заповнювачі - шебень і пісок, які використовуються в основному для. виробництва теплоізоляційного бетону.
Шлакову пемзу виготовляють шляхом поризації розплаву металургійного шлаку при швидкому охолодженні його водою. Шматки шлаковой пемзи дроблять і поділяють на фракції. Це один з найдешевших пористих заповнювачів, але не найкращий: шлаковая пемза занадто. важка.
Зольний гравій отримують випалюванням окатанних гранул, що складаються з пилоподібної золи ТЕС з невеликою добавкою палива. Можна також через товлять безобжіговиє зольний гравій, в якому окремі частинки золи скріплені в єдине ціле в'язкою речовиною, наприклад портландцемент. Паливні шлаки утворюються в топках при спіканні і частковому спученні неорганічних домішок, що містяться у вугіллі. Цей матеріал характеризується значною неоднорідністю властивостей, що обмежує його застосування в якості пористого заповнювача.
Основна характеристика пористого заповнювача - насипна пліт-I ність в сухому стані. Для крупного пористого заповнювача встановлені марки за насипною густиною від 250 до 1200 кг / м3, а для пористого піску - від 100 до 1400 кг / м3. Крупні пористі заповнювачі поставляють окремо за фракціями 5. 10, 10. 20 і 20. 40 мм.
Міцність визначають шляхом роздавлювання проби крупного пористого заповнювача в циліндрі. Значення міцності для кожного виду наповнювачів різні. У керамзитового гравію, наприклад, вона становить 0,6. 2,5 МПа.
Морозостійкість пористих заповнювачів повинна відповідати марці не нижче F15.
Завдяки розвиненій системі пір наповнювачі здатні поглинати значну кількість води замішування, причому швидкість водопогло-щення особливо велика в перші 15. 20 хв, тобто в момент приготування і укладання легкобетонну суміші (15). Інтенсивне всмоктування води в початкові терміни пов'язано з наявністю великих пір. Надалі поступово насичуються тонкі пори і капіляри.