Органические примеси в заполнителях

Влияние на свойства бетона

Природные заполнители, такие как щебень, гравий, песок могут оказаться непригодными для использования в бетоне в тех случаях, когда они содержат органические примеси, препятствующие гидратации цемента. Органические примеси обычно являются продуктами распада растительных веществ, главным образом дубильной кислот или её производных, и встречаются в виде гумуса (гумусовых или гуминовых кислот) в верхних слоях почвы или органического ила. Органические примеси чаще встречаются в песке, чем в крупном заполнителе.

Эти примеси препятствуют нормальному твердению цементного камня, особенно в ранние сроки, резко снижая прочность бетона. Однако в ряде случаев прочность бетонов на загрязненном заполнителе к 28-суточному возрасту может достигать значений прочности на чистом песке.

Определение содержания

Для проверки количества органических примесей в заполнителе используют калориметрическую пробу , .

(BS 812:1960, ASTM C 40-56T, ASTM 40-04 //Невиль 2010//). 

Заполнитель в стеклянном мерном цилиндре заливают 3% раствором едкого натра и после перемешивания оставляют на 24 часа. В зависимости от содержания органических примесей раствор окрашивается в желтоватый или коричневый цвет. Этот цвет визуально сравнивают с цветом приготовленного эталонного раствора, в качестве которого используют раствор танина, или стеклом, цвет которого идентичен цвету эталонного раствора. При наличии фотоколориметра или спектрофотометра сравнивают оптическую плотность раствора над песком с оптической плотностью эталонного раствора, которая в области длин волн 450 - 500 нм составляет 0,60 - 0,68.

Заполнитель пригоден для использования в бетонах или растворах, если жидкость над пробой бесцветна или окрашена значительно слабее эталонного раствора. При окраске жидкости незначительно светлее эталонного раствора содержимое сосуда подогревают в течение 2 - 3 ч на водяной бане при температуре 60 - 70 °C и сравнивают цвет жидкости над пробой с цветом эталонного раствора. При окраске жидкости одинаковой или более темной, чем цвет эталонного раствора, необходимо провести испытания заполнителя в бетонах или растворах, поскольку, например, даже небольшое количество примесей угля может вызвать темно-коричневую окраску .

Для этого изготавливают бетонные образцы на испытываемом заполнителе, в котором предполагается повышенное содержание органических примесей, и прочность этих кубов сравнивают с прочностью бетона того же состава, но приготовленного на заведомо доброкачественном заполнителе.

Как вариант, для проверки влияния органических примесей, содержащихся в песке, на прочность бетона готовят две бетонные смеси одинакового состава, но в одной из них применяют песок, промытый в известковом молоке (нейтрализующем органические кислоты), а затем в воде, в другой – промытый только в воде (органические примеси водой не отмываются, но промывка нужна для того, чтобы две пробы песка ничем, кроме содержания органических примесей, не отличались). Сравнение прочности бетона на этих двух пробах песка показывает, действительно ли вредны содержащиеся в песке органические примеси .

По методике 336/22, вып. 6.73 в качестве контрольного раствора сравнения при проведении колориметрической пробы используется раствор NH₄Fe(SO4)₂ (10,25 г/л). Оценка результатов испытания по TGL 22 963 или TGL 29 071.

Помимо колориметрической пробы существует методика определения содержания органических примесей по потере в весе пробы в результате ее обработки перекисью водорода .

Литература

1. Neville A.M, Brooks J.J. Concrete technology. 2nd ed. 2010. 442 с. С.57.

Нормативная документация

• ГОСТ 8735-88 Песок для строительных материалов. Методы испытаний
• ГОСТ 8269.0-97. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний