Delist.ru

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

Автор: Балакшин Андрей Сергеевич

?=0.3 Rпр Модуль упруг. МПа

?=0.3 Rпр ?=0.5 Rпр

Контрольный 15.2 10.34 0.68 0.2 11400 10199

МЩБ 18.6 13.2 0.71 0.2 14053 12775

Малощебеночный бетон соответствуют требованиям СНиП 2.03.01-84 табл.9

Для малощебеночных бетонов была определена вязкость разрушения, по значению коэффициента интенсивности напряжений (Кс). Для этого были изготовлены образцы-призмы размером 10х10х40 см с надрезом глубиной 3,3 см, имитирующим трещину. Вычисление вязкости разрушения Кс, МН/м3/2, производилось по формуле:

Кс =(З P L 1/2/ Вd2)• ( 1,99 - 2,47 (l/d) +12,97 + 23,17 + 28,2 (l/d)

где P - разрушающая нагрузка, MH; L - расстояние между опорами при изгибе, м; В - ширина образца, м; d - высота образца, м; l - глубина надреза, м.

Значения коэффициентов интенсивности напряжений оказались одного порядка и составили: для бетона контрольного состава Кс= 2.24, для малощебеночного бетона Кс=2.13.

Морозостойкость определяли по ГОСТ 10069.3-95 «Дилатометрический метод ускоренного определения морозостойкости», которые показали, что составы бетонов из табл.9 соответствовали морозостойкости F150.

Исследования начального структурообразования показали, что малощебеночные бетонные смеси на щебне из бетона имеют более короткий период формирования структуры. Уменьшение содержания щебня из бетона и ведение добавки С-3 приводит к удлинению периода формирования структуры малощебеночных смесей.

Исследование особенностей структуры и свойств контактной зоны в образцах двух бетонов: бетона на гранитном щебне и бетона на щебне из бетона с помощью методов РФА и ДТА, а также микроскопических измерений показало, что контактная зона сцепления между цементным камнем и заполнителем в малощебеночных бетонах более плотная и прочная по сравнению с бетонами на гранитном щебне.

С помощью математического метода планирования эксперимента оптимизированы режимы тепловлажностной обработки. Основными факторами, определяющими прочность малощебеночного бетона, прошедшего тепловую обработку, были выбраны: время предварительной выдержки перед пропариванием, скорость подъема температуры в камере, время и температура изотермического прогрева. 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. Анализ результатов эксперимента показал, что одну и ту же прочность можно получить при различных сочетаниях переменных факторов.

Были проведены исследования отходов дробления бетонного лома. С помощью рентгенографического анализа зафиксированы следующие соединения: кварца (50 – 55 %), кальцита (25 – 30 %), ватерита, эттрингита, негидратированного портландцемента (около 50%), гидросиликатов и гидроалюминатов кальция, гидрослюд. Все это свидетельствует о том, что отсев, подвергнутый механохимической обработке, может стать основой для получения эффективной органоминеральной добавки.

Были проведены исследования по получению органоминеральной добавки (ОМД) путем домола мелкого отсева с суперпластификатором С-3. Измельчение ОМД осуществлялось в лабораторной вибромельнице при расходе добавки суперпластификатора С-3 от 0.4 до 2% от массы отсева. В табл.10 приведены данные по значению удельной поверхности ОМД в зависимости от времени помола.

Таблица 10.

Время помола и удельная поверхность ОМД

Удельная поверхность, м2/кг Время помола, мин

450-550 11

С помощью метода математического планирования эксперимента были проведены исследования влияния удельной поверхности ОМД, содержания в ней суперпластификатора С-3 и количества ОМД на водопотребность, плотность, и прочность цементных паст в составе 1:3 на монофракционном песке. В результате обработки экспериментальных данных были получены трехфакторные квадратичные модели в кодовом и натуральном значении переменных водопотребности (В) и прочности (R) цементного камня, содержащего ОМД:

В = 195,8 + 6 Х1 – 4.9 Х2 + 3 Х3 – 1.4 Х12 + 25.1 Х22 – 4.4Х32 – 1.3 Х1 Х2 - 3.3 Х1 Х3 + 9.3 Х2 Х3;

R = 45,7 – 1,6 Х1 + 1.3 Х2 – 1.4 Х3 - 1.2 Х12 – 3,5 Х22 + 0.8 Х32 - 0,3 Х1 Х2 + 0,7 Х1 Х3 – 1.5 Х2 Х3.

Анализ уравнений показывает, что водопотребность цементных паст снижается с увеличением содержания ОМД и ее удельной поверхности , а прочность зависит не столько от удельной поверхности ОМД, сколько от ее содержания в цементе.

На основании исследований были разработаны Рекомендации по приготовлению органоминеральной добавки на основе отходов дробления бетонного лома, включающие следующие операции: складирование исходных компонентов, сушку, помол, подачу ОМД в бункер готовой продукции.

Для исследования свойств малощебеночного бетона с органоминеральной добавкой был использован смешанный цемент с содержанием ОМД в количестве 35% с удельной поверхностью 450 м2/кг и содержанием суперпластификатора С-3 1.2% от массы ОМД.

Составы и свойства малощебеночных бетонов с органоминеральной добавкой и с подвижностью П1 представлены в табл.12 и 13.

Таблица 12.

Составы малощебеночных бетонов с ОМД

№ п/п ОК, см Расход материалов, кг/м3 В/Ц

Смеш.цемент Вода Песок Щебень

1 2 220 174 1059 729 0.79

2 3 270 174 1035 710 0.64

3 2.5 300 174 1025 703 0.58

Таблица 13

Свойства МЩБ с ОМД

Составы из табл.1,2 Капиллярная пористость, % Прочность, МПа Морозостойкость,

1 6.8 15.3 120

2 6.5 21.3 120

3 6.5 25.5 120

Основные выводы

загрузка...