Влияние технологических  параметров  на физико-механические свойства строительного  камня  из шлакощелочного  бетона  в  производственных условиях

June 30, 2018

   На МСП «Стройкомплект» были отработаны и уточнены технологические параметры процессов приготовления,  укладки, формования шлакощелочной бетонной смеси  и условий набора прочности бетона при производстве строительного камня из обычного и цветного шлакощелочного бетона на основе жидкого стекла с силикатным модулем Мс  = 1,5…1,7 и отходов камнепиления известняка ракушечника.

   Предварительно была проведена оптимизация составов  бетонов с использованием шлакощелочного вяжущего при помощи математического планирования эксперимента (МЭП). В результате работы были получены математические модели прочности, плотности и удобоукладываемости (в частности жесткости) бетонных смесей.

   По математическим моделям были определены оптимальные лабораторные составы шлакощелочного бетона, а также исследованы свойства этого бетона.  

   Была  получена  кубиковая прочность  на  осевое  сжатие,  призменная  прочность  на  осевое сжатие, морозостойкость, средняя плотность бетонного камня (Rкуб = 15…30 МПа; Rb = 18…22 МПа; модуль упругости Еb  = 15500…17500 МПа;   0 = 1990…2150 кг/м3 ; F50).

   Были подготовлены все предпосылки для проведения производственных испытаний. В результате производственных испытаний было выявлено, что технологический процесс при производстве строительного камня на Симферопольском МСП «Стройкомплект» предусматривает: объемное  дозирование исходных компонентов, их  совместное перемешивание, формование строительного камня и выдерживание в естественных условиях до набора отпускной прочности, испытание  образцов.

Производственные испытания осуществляли в целях получения однородной бетонной смеси в лопастном смесителе, объемом по загрузке 250 литров. В  процессе  производственных  испытаний  установлена  и  подтверждена  целесообразность использования оборудования предприятия для изготовления строительного камня из шлакощелочного бетона.

   В соответствии с результатами научно-исследовательских, опытно-промышленных и внедренческих работ получен состав шлакощелочного бетона на основе жидкого стекла с силикатным модулем Мс  = 1,5…1,7 и отходов камнепиления известняка ракушечника  для изготовления строительного камня, соответствующий требованиям ДСТУ БВ 2.7-16-95 и  ДСТУ БВ 2.7-25-95.

   В результате производственных испытаний был откорректирован технологический регламент в части оптимизации состава обычного и цветного  шлакощелочного бетона. В частности состав обычного шлакощелочного бетона после корректировки следующий:  расхода молотого доменного шлака – 335 кг на 1 м3  бетонной смеси; щебня из отходов камнепиления известняка ракушечника фракции 10 – 20 мм – 775 кг на 1 м3  бетонной смеси; песка из отходов камнепиления известняка ракушечника – 580 кг на 1 м3  бетонной смеси; жидкого натриевого стекла –201 литр, плотностью  = 1,145 г/см3  , на 1 м3  бетонной смеси.

   Состав цветного шлакощелочного бетона после корректировки следующий: расход молотого доменного шлака – 335 кг на 1 м3  бетонной смеси; щебня из отходов известняка ракушечника – 780 кг на 1 м3 бетонной смеси; песка из отходов камнепиления известняка ракушечника – 565 кг на 1 м3 бетонной смеси; жидкого натриевого стекла плотностью  0, 155 г/см3  – 212 литров на 1 м3  бетонной смеси; красного пигмента (железный сурик, ГОСТ 8135 – 74) – 10…11 кг на 1 м3  бетонной смеси.Дозирование компонентов производили на производственный объем в 225 литров бетонной смеси.

   В результате исследований были изготовлены  115 штук камней двух составов на обычном и цветном шлакощелочном бетоне. Выяснены технологические особенности  и технологические па- раметры при приготовлении бетонной  смеси и  формовании строительного камня.

   Также, при формовании камней  были изготовлены образцы кубов 10х10х10 см, не менее 12 штук, 4 образца призм обычного и 4 образца приз цветного ШЩБ на осевое сжатие размером 10х10х10 см, 5 образцов призм на растяжение размером 10х10х10 см. Через 28 суток естественного твердения были определены физико-механические характеристики образцов производственного состава.

   Необходимо отметить, что прочностные характеристики производственных составов отличаются от лабораторных характеристик на 15…40%. Так, например,  кубиковая прочность составляет Rкуб = 8…18 МПа.  Призменная прочность на осевое сжатие Rb  = 5…12,5 МПа; призменная прочность на осевое растяжение Rbt = 1,05…1,1 МПа; модуль упругости Еb  = 12200…17800 МПа; средняя плот- ность   0 = 1950…2100 кг/м3 ; средняя плотность пустотелого камня составила   0 = 1650 кг/ м3 ; морозостойкость составила F 25…35. Средняя прочность на сжатие строительного камня составила – из обычного ШЩБ 3,5 МПа, из цветного ШЩБ 2,5 МПа.

   Такое существенное отличие показателей прочности обусловлено во-первых, растворопотребностью, которая составила Р/Ш = 0,51. Смесь получалась относительно сухой.

   Во-вторых,  конструктивные особенности пустотелого строительного камня также повлияли на прочностные характеристики строительного камня.

Ребра жесткости строительного камня в некоторых местах были не уплотнены, из-за малой растворо- потребности бетонной смеси.

   В-третьих, было замечено, что более подвижные по удобоукладываемости шлакощелочные бетонные смеси имеют к 28 – ми суткам плотную и прочную цементно-песчаную растворную часть бетонного камня. Даже по цвету шлакощелочной цементный камень имел темно-синий цвет, что нельзя было сказать о шлакощелочном цементном камне ребер жесткости. В данном случае цементный камень имел обычный серый цвет, не отличающийся повы- шенной прочностью.

   Все эти причины связаны с технико-технологическими характеристиками формовочной установки. Были предприняты попытки существенно увеличить растворопотребность бетонной смеси. Это привело к нарушению технологического цикла распалубки строительного камня на данной формовочной установке. Проще говоря, строительный камень разрушался при немедленной разопалубке.

   В результате дальнейших исследований растворопотребности при формовании  строительного камня  были  обнаружены  удовлетворительные  параметры  водопотребности, разопалубчной прочности и времени виброуплотнения бетонной смеси, которые составили соответственно Р/Ш = 0,61; Р = 25 кг, т.е. усилие снятия металлической бортоснастки; общее время виброуплотнения бетонной смеси увеличилось на 4 секунды и составило 12…14 секунд.

   Именно при этих условиях технологического процесса приготовления строительного камня были изготовлены образцы кубиков, призм и камня, подвергнутых разрушающим усилиям при опреде- лении прочности и морозостойкости. Недостатком при проведении производственных испытаний следует считать неудовлетворительный технический контроль измерения порций компонентов бетонной смеси по объему при приготовлении бетонной смеси, а также контроль влажности щебня и песка из отходов камнепиления известняка ракушечника и растворошлакового отношения.

   Время уплотнения бетонной смеси при Р/Ш = 0,59…0,61 рекомендуется увеличить до 8 – 9 секунд. Общее время виброуплотнения составляет 13…14 секунд на изготовление 3-х камней одновременно.

 

   ВЫВОДЫ

 

   1). Свойства строительного камня из шлакощелочного бетона на жидком стекле с силикатным модулем Мс  = 1,5…1,7 и отходах камнепиления известняка-ракушечника удовлетворительно соответствуют требованиям ДСТУ на строительные камни;

   2). Существенным недостатком данной технологии является трудоемкость изготовления модифицированного жидкого стекла и его относительная дороговизна, а также технологические процессы, связанные с сушкой и помолом доменного гранулированного шлака;

   3). В целом данная технология производства строительного камня является экономически целесообразной по сравнению с другими технологиями по производству строительного камня из обычного бетона.

   4) Результаты производственных испытаний на МСП «Стройкомплект» являются предпосылкой и подготовкой для внедрения шлакощелочного бетона на основе водного раствора жидкого стекла с силикатным модулем Мс  = 1,5…1,7  и отходов камнепиления известняка ракушечника при производстве строительного камня, как  для малоэтажного строительства, так и для строительства зданий повышенной этажности.

 

 

Свищ И.С., к.т.н., доцент, Носатова Е.В., инженер. Национальная академия природоохранного и курортного строительства

Please reload

Избранное

Инвестиционное предложение

1/1
Please reload

Последние новости
Please reload

© 2019 by Miocom co.

 

Image provided by Lexe-I has not been altered and is used in compliance with CC License.

miocom@list.ru
 

+7(905)455-76-81

 

+7(928)967-36-62

Адрес:

 

Ул. Варфоломеева, 259; оф.409

 

Ростов-на-Дону; РФ