ОТСЕВЫ ДРОБЛЕНИЯ ЩЕБНЯ В СОСТАВЕ ТЯЖЕЛЫХ БЕТОНОВ - Студенческий научный форум

VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

ОТСЕВЫ ДРОБЛЕНИЯ ЩЕБНЯ В СОСТАВЕ ТЯЖЕЛЫХ БЕТОНОВ

Ахтямов В.Ф. 1, Хафизова Э.Н. 1, Тенкачев Ш.З. 1
1Тюменский Государственный Архитектурно-Строительный Университет
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
________________________________________________________________________________

В статье рассматривается возможность использования отсевов от дробления щебня в производстве тяжелых бетонов. Изучены основные свойства заполнителей и тяжелых бетонов с использованием отсевов.

________________________________________________________________________________

Одним из способов удешевления конечной цены строительных материалов без снижения качественных показателей является использование в производстве отходов промышленности, в частности производства заполнителей для бетона. При производстве щебня из горных пород образуются тонны отходов (до 20-30 % от перерабатываемой горной массы), которые наиболее рационально применять в индустрии производства строительных материалов. В настоящее время применение в бетоне отсевов дробления не слишком распространено, хотя использование в бетоне щебня и отходов его производства в качестве мелкого наполнителя и заполнителя позволит сократить расходы на переработку горной массы в эксплуатируемых месторождениях и удовлетворить потребность в песке для бетона. Кроме того, использование отсевов может снизить нагрузку на действующие песчаные карьеры и предотвратить разработку новых, что благотворно повлияет на экологическую обстановку в местах добычи. Это будет способствовать рациональному использованию природных ресурсов и охране окружающей среды. Объем ежегодно образующихся на предприятиях по производству щебня отсевов дробления составляет порядка 21 млн.т. (по данным ФГУП «ВНИПИИСтромсырье»), что составляет порядка 15% от всего объема переработки скальных пород (около 140 млн.т.).

Целью научно-исследовательской работы являлось получение эффективных бетонов с использованием отсевов дробления щебня.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

  • обосновать возможность и целесообразность применения в тяжелом бетоне отсевов дробления, получаемых при производстве щебня;

  • изучить свойства отсевов дробления близлежащих месторождений;

  • изучить свойства бетонов с использованием отсевов дробления щебня;

  • провести опытно-промышленные испытания результатов исследования на заводе ЖБИ «Ротор» (п. Винзили, Тюменская область) и оценить технико-экономическую эффективность исследуемых бетонов.

Одним из преимуществ применения отсева от щебня в составе бетонной смеси является снижение себестоимости бетонной смеси (таблица 1), цена 1 м3 бетона класса В20 при применении природного крупного песка в качестве заполнителя – 3512,5 рублей, цена 1 м3 бетона класса В20 при применении отсева - 3427,5 рублей, что дает экономию 85 руб. на 1м3.

Таблица 1

Состав бетонной смеси для производства бетона класса В20

Компоненты смеси

Расход материалов на

1 м3 бетонной смеси, кг

Стоимость компонента, руб. (с НДС)

Цемент

300

1560

Щебень, фракции 5-20

1250

1100

Крупнозернистый песок

830

750

Отсев от дробления щебня

850

665

Добавка «Мурапласт»

2,4

96

Вода

125

6,5

Результаты определения физико-механических свойств отсевов щебня с карьеров Свердловской и Челябинской областей, проведённые в лаборатории строительных материалов ФГБОУ ВПО «ТюмГАСУ» и опытные испытания на заводе ЖБИ «Ротор» приведены в таблице 2.

Таблица 2

Физико-механические свойства отсевов Свердловской и Челябинской областей

Щебзаводы, карьеры

Горная порода

Модуль крупности

Фракции щебня 5 мм, %

ПГИ, %

Насып-ная плот-ность, кг/м3

Содержание глины в комках, %

Марка щебня по дробимости

Исетский гранитный карьер

гранит

2,3

10,2

6,0

1340

0,3

1200

Режевской щебеночный завод

гранит

2,57

11,2

4,0

1380

0,0

1000

Гумбейский щебеночный завод

грано-диорит

2,8

5,2

5,8

1630

0,0

1200

Крылосовский известняковый завод

доломит

1,7

3,8

6,3

1450

-

800

Монетный щебеночный завод

гранит

2,6

5,7

5,8

1400

0,0

1000

Волковский карьер

габбро-диориты

3,2

16,94

4,1

1370

0,05

1600

Петропавловский известняковый карьер

известняк

1,6

2,6

1,8

1300

-

800

Анализ полученных результатов показал, что отсевы от дробления щебня имеют небольшой разброс значений прочности.

Однако, как и любой строительный материал, отсев от производства щебня обладает рядом недостатков:

  • повышенное содержание слюды (применительно к отсевам производства ООО «Режевской щебеночный завод»);

  • чешуйки слюды вредны, поскольку не сцепляются с цементным камнем и могут способствовать развитию трещин и соответственно снижать прочность бетона;

  • запыленность отсева (проход через сито № 0,16 составил 16,5 %), способствует увеличению водопотребности бетонной смеси, что в конечном итоге снижает прочность готового бетона;

  • повышенная морозоопасность;

  • водопоглощение отсева от дробления щебня колеблется в пределах 12-23%, что снижает морозостойкость готовых бетонных изделий.

Для определения рационального зернового состава крупного и мелкого заполнителя исследовано влияние различных соотношений двух фракций на пустотность и насыпную плотность смеси (таблица 3). В качестве крупного заполнителя был использован щебень «Режевского щебеночного завода», в качестве мелкого заполнителя отсев от дробления щебня производства «Режевского щебеночного завода».

Таблица 3

Характеристики смеси крупного и мелкого заполнителя

Соотношение фракций, % массы

Насыпная плотность, кг/м3

Пустотность, %

0-10

10-20

30

70

1496

44,60

40

60

1517

43,82

50

50

1502

44,37

60

40

1486

44,97

70

30

1469

45,59

Определение свойств бетонной смеси и бетона проводилось по стандартным методикам, результаты представлены в таблице 4

Таблица 4

Свойства бетонов на основе отсевов дробления щебня

Щеб.заводы, карьеры

Наименование горной породы

Соотношение компонентов Ц:МЗ:КЗ

В/Ц

Плот-ность, кг/м3

Удобоукладываемость бетонной смеси

Прочность при сжатии, МПа, в возрасте 28 суток

ОК, см

марка

Исетский гранитный карьер

гранит

1:3:4

0,42

2360

7

П2

29,2

Режевской щебеночный завод

гранит

1:3:4

0,42

2350

8

П2

28,6

Гумбейский щебеночный завод

гранодиорит

1:3:4

0,38

2400

5

П2

30,0

Крылосовский известняковый завод

доломит

1:3:4

0,48

2280

9

П2

24,5

Монетный щебеночный завод

гранит

1:3:4

0,39

2400

5

П2

27,9

Волковский карьер

габбро-диориты

1:3:4

0,35

2450

7

П2

32,4

Петропавловский известняковый карьер

известняк

1:3:4

0,52

2250

9

П2

23,4

По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

  1. Выявлена возможность получения бетонов плотной структуры на полифракционном заполнителе, содержащем щебень и песок из отсевов дробления оптимального гранулометрического состава с пылевидной составляющей.

  2. Изучены свойства отсевов дробления щебня Свердловской и Челябинской областей и установлены оптимальные соотношения между крупным и мелким заполнителями.

  3. Получены бетоны классов по прочности на сжатие В20 на полифракционном заполнителе оптимального зернового состава, содержащем щебень и песок из отсевов дробления с пылевидной составляющей.

  4. Проведены опытно-промышленные испытания результатов исследования на заводе ЖБИ «Ротор» и выполнена оценка технико-экономической эффективности исследуемых бетонов.

Библиографический список

1. Харо О.Е., Левкова Н.С., Лопатников М.И., Горностаева Т.А.. Использование отходов переработки горных пород при производстве нерудных строительных материалов. Строительные материалы, № 9, 2003. - С. 18-19.

2. Левкова Н.С., Горностаева Т.А., Повышение эффективности комплексного использования сырья за счет отсевов дробления щебня из изверженных пород. Вестник БГТУ имени Шухова. 2003, №5, с. 308-311.

3. Баженов Ю.М. Многокомпонентные мелкозернистые бетоны. Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века, №10. 2001, с. 24.

4. Ю.М. Баженов, Л.А. Алимов, В.В. Воронин Развитие теории формирования структуры и свойств бетонов с техногенными отходами. Изв. вузов. Строительство – 1996, № 7 С. 55-58

5. Ахтямов, В.Ф. Проектирование тяжелых бетонов с использованием технологических отходов / В.Ф. Ахтямов, Э.Н. Хафизова // Сборник материалов XIV научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и соискателей ТюмГАСУ. – Тюмень: РИО ТюмГАСУ, 2015 г. – С. 10-15.

6. Ахтямов, В.Ф. Перспективы использования отсева от дробления щебня в производстве мелкоштучных изделий / В.Ф. Ахтямов, Э.Н.Хафизова // Сборник: Актуальные проблемы архитектуры, строительства, экологии и энергосбережения в условиях Западной Сибири: Сборник материалов международной научно-практической конференции: в 2 томах. Тюменский государственный архитектурно-строительный университет. 2015. С. 83-89.

7. Хафизова, Э.Н. Фасадные плиты с декоративными мелкозернистыми покрытиями на основе эпоксидных и стирол-акриловых композиций. // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Томский государственный архитектурно-строительный университет. - Тюмень, 2008.

8. Солонина, В.А. Свойства тяжелых цементных бетонов с комплексной добавкой на основе жидких отходов кожевенного производства / В.А. Солонина, А.А.Клюсов, Г.И.Бердов // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2006. - № 10. - С. 10-13.

Просмотров работы: 1267