Delist.ru

Повышение эффективности малощебеночных бетонов путем комплексного использования бетонного лома (19.10.2010)

Автор: Балакшин Андрей Сергеевич

Показано, что призменная и кубиковая прочности малощебеночного бетона, а также значения коэффициента Пуассона, модуля упругости и коэффициента интенсивности напряжений незначительно отличаются от нормируемых величин для обычных тяжелых бетонов.

Установлена связь температурно-влажностных деформаций образцов малощебеночных бетонов в сухом и насыщенном водой состоянии, а так же морозостойкости малощебеночных бетонов с величиной капиллярных пор и «приведенным удлинением».

С помощью математического метода планирования эксперимента оптимизированы режимы тепловлажностной обработки. В результате обработки данных были получены многофакторные зависимости прочности малощебеночных бетонов через 12 ч после ТВО и 27 суток дальнейшего их твердения в нормальных условиях.

Получена зависимость величины удельной поверхности органоминеральной добавки от времени помола.

С помощью методов РФА и ДТА, электронной микроскопии установлено, что механохимическая активация отсева дробления способствует интенсивному взаимодействию его с гидратными образованиями цемента с возникновением мелкокристаллических соединений типа низкоосновных силикатов и гидрокарбоалюминатов кальция.

Практическая значимость.

Разработана технология эффективных малощебеночных бетонов с использованием щебня из бетона и органоминеральной добавки на основе отсевов дробления.

Разработана технология производства органоминеральной добавки с использованием механохимической активации отсевов дробления совместно с суперпластификатором С-3.

Получены малощебеночные бетоны, обеспечивающие прочность от 15 до 25 МПа и морозостойкость около120 циклов.

Внедрение результатов.

Разработанные рекомендации по производству изделий из малощебеночных бетонов были внедрены на Тучковском заводе ЖБИ ОАО «Бикор» при изготовлении фундаментных блоков в объеме 50 м3.

Апробация работы.

Результаты, полученные в диссертации, были доложены и обсуждены на научно-практических конференциях в Московском государственном строительном университете: «Строительство - формирование среды жизнедеятельности» в 2007 и 2009 годах.

На защиту выносятся:

- обоснование возможности повышения эффективности малощебеночных бетонов за счет комплексного использования щебня из бетона и отсевов дробления, образующихся при производстве щебня;

- технология получения органоминеральной добавки на основе отсевов дробления;

- закономерности изменения свойств малощебеночных бетонных смесей и процесса начального структурообразования ;

- закономерности прочностных и деформативных свойств, морозостойкости, трещиностойкости малощебеночных бетонов от главных факторов;

- влияние технологических факторов на структуру и свойства малощебеночных бетонов;

- опытно-промышленное опробование полученных результатов.

Объем работы.

Диссертация изложена на 123 листах машинописного текста, иллюстрирована 20 рисунками и 27 таблицами. Она состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка используемой литературы и приложений.

Содержание работы

Ежегодно подлежит сносу около 700,0 тыс. кв.м. жилого фонда. К строительным отходам, получаемым при сносе ветхого жилого фонда добавляются отходы, получаемые при реконструкции производственных и общественных зданий, инженерных сооружений, а также некондиционная продукция, скопившаяся на предприятиях строительной индустрии города.

Как показали исследования структура и свойства щебня из бетона существенно отличаются от исходных заполнителей и уступают им по качеству: у них отмечается более низкая плотность, более высокое водопоглощение и потери массы при испытании на истирание. Это связано, прежде всего, с наличием в поверхности заполнителя из дробленого бетона цементного раствора. Вопрос количественного содержания этого компонента в различных фракциях щебня из бетонного лома имеет существенное значение при формировании структуры и свойств бетонных смесей и бетонов. Содержание растворной составляющей в щебне из дробленого бетона фракции 10-20мм и 20-40мм примерно одинаково и соответствует ее количеству в исходном бетоне. В более мелкой фракции дробленого бетона 5-10 мм доля цементного раствора увеличивается и достигает 75%.

Кроме того, структура такого щебня включает в себя контактную зону между исходным зерном щебня и раствором, являющуюся наиболее слабым по прочности и высокопористым звеном в бетоне.

Содержание в щебне из бетонного лома цементного раствора приводит к повышенному водопоглощению заполнителя. Это ведет к тому, что сначала при затворении вода из бетонной смеси поглощается заполнителем, а затем, при затвердевании и образовании капиллярно-пористой структуры, происходит отсасывание воды из пор заполнителя в твердеющий цементный камень. Таким образом, щебень из бетона активно влияет на формирование как структуры цементного камня, так и контактной зоны между цементным камнем и заполнителем. Формирование цементного камня в этом случае происходит при пониженном водосодержании.

Для повышения эксплуатационных свойств бетонов на щебне из бетона существуют два способа: применение заполнителей из бетонов в смеси с природными или использование их в малощебеночных бетонах.

Систематические исследования рационального применения щебня из бетона, проведенные в МГСУ, подтвердили возможность рационального применения заполнителя из бетонного лома в смеси с природным заполнителем. Они показали, что введение щебня из бетона в смесь заполнителей в количестве 20-30% от массы крупного заполнителя из карбонатных пород позволяет получать бетоны с прочностью до 35-38 МПа практически при одинаковом расходе цемента на 1 м3 бетона по сравнению с бетоном на природном заполнителе.

Представляют интерес также малощебеночные бетоны, отличающиеся

повышенным содержанием мелкого заполнителя и повышенной тиксотропией.

При дроблении бетонного лома кроме крупного заполнителя образуется также и отсевы дробления в объеме около 25-30%, которые в настоящее время вообще не нашли применения в строительстве. Отсев дробления представляет собой частицы размером менее 5 мм. Они включают в себя обломки зерен крупного, мелкого заполнителя и цементного камня, который состоит из гидратированной и негидратированной части, составляющей от 40 до 60% по массе. Благодаря наличию высокого содержания негидратированной части цемента, отсев представляет собой высокоактивную минеральную добавку к цементам и бетонам. Опыт использования отходов дробления как наполнителя, например, в вяжущих низкой водопотребности, приводит к снижению расхода цемента до 50-60%.

Для подтверждения высказанных положений необходимо установление обобщенных зависимостей формирования структуры и свойств малощебеночных бетонных смесей и бетонов с заполнителями из бетонного лома и отсевами его дробления от главных факторов для организации их производства и прогнозирования эксплуатационных свойств.

Исследования проводились на следующих материалах.

Портландцемент Воскресенского цементного завода марки М500, с нормальной густотой 27.5%, портландцемент Подольского завода марки М400, с нормальной густотой 27%. Характеристики используемых цементов приведены в табл. 1,2,3.

Характеристики используемых цементов

№ Наименование цементов Активность

МПа Сроки схватывания,

ч-мин Удельная поверхность

м2/кг Нормальная густота,

загрузка...