Что такое агрегат? Типы, свойства и использование

В строительной отрасли термин «наполнитель» относится к широкой категории гранулированного материала, который является основным компонентом многих строительных материалов. Заполнители формируются из твердых материалов и обеспечивают прочность и устойчивость жизненно важных строительных материалов, таких как бетон и асфальт.

Благодаря широкому использованию на дорогах, мостах, зданиях и другой инфраструктуре, заполнители являются одними из наиболее важных элементов современного мира. Понимание их свойств, типов и применения жизненно важно для современных специалистов в области строительства.

Что такое агрегат?

Агрегат — это термин, обозначающий сбор гранулированного материала, который используется в строительной отрасли. К заполнителям относятся такие материалы, как гравий, песок, щебень и переработанный бетон. Эти материалы составляют основной элемент строительных смесей, таких как бетон и асфальт. Эти материалы придают связующим веществам твердый компонент, который добавляет вещества и прочности, вокруг которых связываются жидкие элементы.

Типы агрегатов

Существует несколько различных типов заполнителей, каждый из которых различается по размеру, материалу и прочности. Профессионалы в области строительства выбирают типы заполнителей для своих проектов, исходя из требований к прочности и технологичности, экологических соображений, стоимости и стандартов безопасности.

Мелкие заполнители

Мелкие агрегаты определяются как частицы диаметром менее 5 мм. Самый распространенный мелкий заполнитель – песок. Мелкие заполнители, такие как песок, обеспечивают некоторый объем и прочность, но предлагают и другие преимущества, включая удобоукладываемость и гладкость. Это обычный заполнитель в штукатурке, лепнине и каменных изделиях, таких как раствор.

Грубые заполнители

Грубые заполнители содержат крупные частицы диаметром от 5 до 40 мм и более. Распространенные типы крупных заполнителей включают гравий, щебень и переработанный бетон. Этот тип заполнителя обеспечивает наибольшую прочность и объем, но может ограничивать обрабатываемость. Эти типы заполнителей являются лучшими для устойчивости в несущих проектах.

Переработанные заполнители

Переработанные заполнители — это материалы, полученные из переработанного бетона, асфальта и других отходов сноса. Переработка этих продуктов помогает снизить потребность в создании новых продуктов и уменьшить количество отходов, отправляемых на свалки.

Легкие заполнители

Легкие заполнители – это заполнители, общая объемная плотность которых ниже, чем у стандартных строительных заполнителей. Некоторые легкие заполнители производятся из таких продуктов, как глина, сланец, перлит, пемза, доменный шлак и сланец. Для большинства этих продуктов, за исключением пемзы, производители должны расширять их так, чтобы они имели вдвое больший объем, но меньшую плотность, чем другие заполнители того же размера. Легкие заполнители полезны, когда снижение общего веса проекта жизненно важно, а также при производстве бетонных блоков и сборных железобетонных элементов.

Тяжелые агрегаты

Тяжелые заполнители используются там, где требуется высокая плотность и вес. Тяжелые заполнители подходят для проектов, требующих большой грузоподъемности, радиационной защиты, лучших акустических характеристик и большей устойчивости к ударам и вибрации. Тяжелые заполнители включают такие материалы, как бариты, железная руда, магнетит и феррофосфорный шлак.

Морские агрегаты

Морские заполнители представляют собой песок и гравий, добытые со дна моря. Эти заполнители различаются как по качеству, так и по размеру: от мелкозернистых до крупнозернистых. Морские заполнители полезны для производства товарного бетона, а также для пополнения прибрежных территорий, истощенных эрозией и мелиорацией земель.

Декоративные заполнители

Декоративные заполнители – это те, которые строители и ландшафтные дизайнеры используют в декоративных целях. К ним относятся такие материалы, как цветной гравий, измельченное стекло и декоративные камни для садов, дорожек и патио.

Свойства агрегата

Свойства агрегатов определяют их производительность, что влияет на то, для каких приложений они лучше всего подходят.

Распределение частиц по размерам

Распределение частиц по размерам относится к диапазону размеров частиц, присутствующих в конкретном заполнителе. Хорошо сортированная смесь заполнителей содержит частицы разного размера, что обеспечивает лучшее уплотнение, поскольку между частицами меньше пустот. Плохо сортированная смесь содержит чрезмерное количество частиц одинакового размера, что может привести к увеличению пустот между частицами. Грубые заполнители более подвержены проблемам с сортировкой, чем смеси мелких заполнителей.

Форма и текстура

Угловые и шероховатые заполнители обеспечивают лучшее сцепление между гранулами, чем гладкие и округлые частицы. Углы и шероховатая текстура обеспечивают лучшее сцепление поверхности и придают строительным смесям большую прочность и долговечность. Гладкие и округлые частицы помогают повысить обрабатываемость и гладкость, но обеспечивают меньшую прочность.

Сила

Прочность типа заполнителя напрямую влияет на прочность на сжатие и долговечность бетона или асфальта. Сильные заполнители, такие как щебень, высокопрочные бетонные заполнители и щебень, лучше всего подходят для таких проектов, как дорожные работы, высотное строительство и подпорные стены, которые зависят от их несущей способности и долговечности.

Долговечность и надежность

Заполнители должны обладать достаточной прочностью и надежностью, чтобы противостоять конкретным условиям окружающей среды. Это означает, что заполнитель выдержит и останется структурно прочным при воздействии циклов замораживания-оттаивания, изменений влажности, высоких температур и воздействия химических воздействий.

Одними из наиболее надежных заполнителей в этом отношении являются щебень, гравий и кремнистый песок. Не столь прочные заполнители – это легкие заполнители и переработанные заполнители с наличием загрязнений, реагирующих на химическое воздействие.

Пористость и абсорбция

Пористость — это мера того, сколько воздуха или пустот присутствует в совокупном веществе. Это уменьшает вес заполнителя, но увеличивает потенциал поглощения. Заполнители с низкой пористостью снижают потребность в воде для таких материалов, как бетон. Они также позволяют повысить прочность материала и повысить влагостойкость. К заполнителям с низкой пористостью и впитываемостью относятся гранитный и базальтовый щебень. Высокопористыми и впитывающими заполнителями являются щебень известняка и песчаника.

Удельный вес

Удельный вес конкретного заполнителя измеряет его плотность относительно плотности воды. Это свойство помогает предоставлять информацию производителям бетона, помогая им определить объемные пропорции заполнителей и других компонентов смеси.

Заполнители с более высоким удельным весом, такие как щебень, предпочтительнее в тех случаях, когда требуется прочность и долговечность. Заполнители с более низким удельным весом, такие как песок, обеспечивают меньшую прочность, но более высокую удобоукладываемость, большую теплоизоляцию и меньший вес.

Повреждающие вещества

Большинство заполнителей представляют собой натуральные вещества, поэтому часто присутствуют вещества, которые могут вызвать проблемы с производительностью или долговечностью в будущем. Повреждающие вещества могут включать в себя органические материалы, такие как вещества растений и животных, которые создают пустоты в заполнителе, а также избыток глины или ила, которые могут снизить обрабатываемость и прочность.

Некоторые переработанные заполнители содержат чрезмерное количество щелочей из цемента, которые могут вызвать чрезмерное расширение и растрескивание. Это снижает прочность и долговечность бетонных конструкций.

Объемная плотность

Объемная плотность — это измерение, которое рассчитывает общую массу и объем агрегатов, включая пустоты между частицами. Следовательно, заполнители с хорошо гранулированной смесью будут иметь более высокую объемную плотность, чем заполнители с плохо гранулированной смесью.

Некоторые проекты хорошо работают с заполнителями с более высокой объемной плотностью, а другие лучше работают с заполнителями с более низкой объемной плотностью. Заполнители с высокой объемной плотностью полезны в проектах дорожных оснований, радиационной защиты и несущих конструкциях. Смеси заполнителей с низкой объемной плотностью предпочтительны для легких конструкций, теплоизоляционных проектов и массивных бетонных конструкций.

Адгезия и когезия

Адгезия означает способность частиц заполнителя связываться с цементным тестом в таких смесях, как бетон. Хорошая адгезия имеет жизненно важное значение для обеспечения прочности смеси, которая может обеспечить устойчивость к растрескиванию и расслоению. Хорошо структурированные и чистые заполнители определенных минеральных составов, включающие такие химические вещества, как кремнезем, кальций, оксид алюминия и оксид железа, обеспечивают лучшую адгезию, чем другие типы.

Когезия измеряет способность совокупных частиц слипаться друг с другом. Это важное свойство, которое влияет на удобоукладываемость и однородность. Хорошо гранулированные смеси заполнителей обладают большей естественной когезией, чем смеси с концентрацией частиц одинакового размера. Кроме того, частицы угловатой формы более сцеплены, чем частицы округлой или гладкой формы.