Статьи / Сыпучие и вяжущие материалы и смеси / Отчет по теме "Разработка рекоммендаций по применению щебня из кристаллических сланцев в бетонах
Заместитель ген.директора к.х.н., Чернин Е.И. Список исполнителей: СОДЕРЖАНИЕ Введение Введение.
Рациональное и грамотное применение разнообразных заполнителей в бетоне позволяет в определенной степени решить эти задачи. В настоящей работе представлены результаты исследований влияния щебня из кристаллических сланцев, получаемых при вскрышных работах на Лебединском горно-обогатительном комбинате. Основной целью работы являлась разработка рекомендаций по применению щебня из кристаллических сланцев Лебединского ГОКа при производстве бетонных смесей и бетонов. При этом были решены следующие частные задачи: - выполнены испытания щебня из кристаллических сланцев и определена возможность применения их в качестве заполнителей в бетонах; - исследовано влияние щебня из кристаллических сланцев на основные свойства бетонных смесей и бетонов; - рассмотрено влияние щебня из кристаллических сланцев на структуру и пористость бетонов; - определены основные эксплуатационные характеристики бетонов (морозостойкость, водонепроницаемость и пр.); - установлено влияние щебня из кристаллических сланцев на некоторые физико-механические характеристики бетонов (призменная прочность на сжатие, прочность на растяжение, модуль упругости). На основании выполненных исследований были разработаны "Рекомендации по применению щебня из кристаллических сланцев при производстве бетонных смесей и бетонов". I. Материалы и их характеристики Щебень из кристаллических сланцев Лебединского ГОКа производства ОАО "Дорстройматериалы" фракции 5-20 мм по зерновому составу соответствует требованиям ГОСТ 8267-93. Показатель удельной эффективной активности естественных радионуклидов в кристаллических сланцах Лебединского ГОКа производства ОАО "Дорстройматериалы" составляет 205Бк/кг, что соответствует I классу и допускает использование его в строительстве без ограничений (Прил.1). |
Химический состав кристаллических сланцев:
Компоненты | Содержание, в % |
SiO2 | 60,21 |
TiO2 | 0,63 |
Al2O3 | 15,36 |
Fe2O3 | 2,84 |
FeO | 5,78 |
MgO | 3,76 |
CaO | 1,17 |
Na2O | 0,37 |
K2O | 4,42 |
SO3 | 2,48 |
п.п.п. | 4,4 |
S сульф. | 1,24 |
3.2. Щебень Вяземского месторождения. Щебень из гравия кремнеземистых твердых пород Вяземского месторождения фракции 5-20 мм широко применяется в г. Москве для производства бетонных смесей и бетонов класса В 7,5 - В 25. По зерновому составу он соответствует требованиям ГОСТ 8267-93. |
Сравнительная эффективность использования оптимальной дозировки суперпластификатора С-3 в бетоне | ||||||||
NN | Расход материалов на 1 м3, кг | осадка конуса, см | align="center" R б, МПа | Экономия цемента | ||||
цемент | песок | щебень | вода | С-3(%) | ||||
1 | 400 | 510 | 1260 | 200 | --- | 4 | 30,0 | эталон |
2 | 320 | 680 | 1260 | 160 | 2,24(0,7) | 4 | 30,0 | 80 |
3 | 520 | 400 | 3260 | 200 | --- | 4 | 40,0 | эталон |
4 | 400 | 610 | 1260 | 160 | 2,8(0,7) | 4 | 40,0 | 120 |
5 | 460 | 460 | 1260 | 200 | --- | 4 | 34,5 | эталон |
6 | 400 | 560 | 1260 | 180 | 2,0(0,5) | 4 | 34,5 | 60 |
7 | 480 | 450 | 1200 | 240 | --- | 10 | 30,0 | эталон |
8 | 340 | 700 | 1200 | 170 | 2,24(0,7) | 10 | 30,0 | 140 |
9 | 575 | 355 | 1200 | 240 | --- | 5 | 30,0 | эталон |
10 | 400 | 650 | 1200 | 170 | 2,8(0,7) | 10 | 36,0 | 175 |
11 | 520 | 430 | 1160 | 260 | --- | 5 | 30,0 | эталон |
12 | 360 | 700 | 1160 | 180 | 2,52(0,7) | 15 | 30,0 | 160 |
13 | 575 | 375 | 1160 | 260 | --- | 15 | 34,5 | эталон |
14 | 400 | 660 | 1160 | 180 | 2,8(0,7) | 15 | 34,5 | 175 |
Таблица 1.1. Результаты испытаний мелкого заполнителя
Заполнитель | остатки*, %, на ситах размером | Модуль крупности, Мкр | Истинная плотность, кг/м3 | Средняя насыпная плотность, кг/м3 | Пустотность, % | Содержание глинистых и пылистых частиц, % | ||||||
5 | 2,5 | 1,25 | 0,63 | 0,32 | 0,16 | дно | ||||||
Песок кварцевый | 1,5 1,5 | 5,5 7,0 | 9,7 16,7 | 25,8 42,5 | 37,7 80,2 | 17,3 97,5 | 2,5 100 | 2,4 | 2630 | 1480 | 43,7 | 1,8 |
* - над чертой - частные остатки, под чертой - полные
Таблица 1.2. Результаты физико-механических испытаний крупных заполнителей
NN п/п | Наименование заполнителя | Остатка, % на ситах размером, мм | Истинная плотность, кг/м3 | Насыпная средняя плотность, кг/м3 | Пустот-ность, % | Содержание зерен пластинчатой и игловидной формы, % | Содержание пылистых и глинистых примесей, % | Прочность по дроби-мости, МПа | Морозо-стойкость, циклы, не менее | |||
20 | 10 | 5 | дно | |||||||||
1 2 | Щебень Лебединского ГОКа Щебень Вяземского ГОКа | 8,8 2,7 | 67,2 53,8 | 21,1 36,1 | 2,9 7,7 | 2850 2540 | 1310 1430 | 54 42 | 44,5 1,5 | 0,8 1,9 | 120,0 80,0 | 200 200 |
Было проведено 3 группы опытов. В опытах 1-й группы использовался щебень из кристаллических сланцев Лебединского ГОКа. В опытах 2-й группы использовался щебень из кремнеземистых пород Вяземского ГОКа. Подвижность смесей в опытах 1-й и 2-й группы соответствовала марке П-3 по ГОСТ 7473-94 (12-15 см осадки конуса). В опытах 3-й группы в состав смеси вводилась добавка С-3 в количестве 0,5% от массы цемента.
Введение в состав смесей суперпластификатора С-3 (см опыты 5, 6,7 и 8) позволило сократить начальное водосодержание примерно на 15% и повысило удобоукладываемость (подвижность) бетонной смеси с 12 - 13 см до 20 см осадки конуса. При этом прочность бетона возросла с 19,4- 19,5 МПа в возрасте 7 суток и с 28,8-33,4 МПа в возрасте 28 суток соответственно до 28,6-29,8 и 39,8-41,6 МПа. При этом следует отметить, что если в возрасте 7 сут. прирост прочности бетона на разных заполнителях за счет введения добавки был практически одинаковым, то в возрасте 28 сут. прирост прочности бетона на щебне из кристаллических сланцах составлял 20%, а на щебне из кремнеземистых пород он составлял около 40%. |
Таблица 2.1. Влияние вида крупного заполнителя на свойства бетонных смесей и бетонов
NN состава | Вид щебня* | Расход материалов, в единицах массовой доли цемента | Подвиж-ность смеси, см О. К. | Средняя плотность смеси кг/м3 | Ц/В | Прочность бетона, МПа, в возрасте | R7/R28 | Относительное изменение прочности,%, (Rл-Rв)/Rв в возрасте | ||||||
цемент | песок | щебень | вода | С-З | 7сут | 28сут | 7сут | 28сут | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | ||
1 | Л | 1,00 | 3,25 | 4,75 | 0,85 | - | 14 | 2520 | 1,2 | 9,3 | 15,2 | 0,61 | ||
4 | В | 1,00 | 3,25 | 4,75 | 0,91 | - | 15 | 2400 | 1,1 | 9 | 14,2 | 0,63 | ||
+3,3% | +7,0% | |||||||||||||
2 | Л | 1,00 | 2,39 | 3,45 | 0,63 | - | 13 | 2495 | 1,6 | 13,1 | 21,9 | 0,58 | ||
5 | В | 1,00 | 2,38 | 3,45 | 0,68 | - | 14 | 2395 | 1,47 | 13,8 | 22,8 | 0,6 | ||
-0,5% | -3,9% | |||||||||||||
3 | Л | 1,00 | 1,85 | 2,72 | 0,5 | - | 13 | 2495 | 2 | 19,4 | 33,4 | 0,58 | ||
6 | В | 1,00 | 1,85 | 2,72 | 0,54 | - | 12 | 2395 | 1,84 | 19,5 | 28,8 | 0,68 | ||
-0,5% | +16,0% | |||||||||||||
7 | Л | 1,00 | 1,95 | 2,73 | 0,44 | 0,005 | 20 | 2500 | 2,3 | 28,6 | 39,8 | 0,75 | ||
8 | В | 1,00 | 1,94 | 2,72 | 0,46 | 0,005 | 20 | 2405 | 2.18 | 29,8 | 41,6 | 0,71 | ||
-4,0% | -4,3% |
* Л - щебень Лебединского ГОКа, В - щебень Вяземского месторождения.
III. Исследование влияния особенностей крупного заполнителя на структуру и основные эксплуатационные характеристики |
Таблица 3.1. Влияние крупного заполнителя на структуру и свойства бетонов
NN состава | Вид щебня* | Расход материалов, в единицах массовой доли цемента | Подвиж-ность смеси, см О. К. | Средняя плотность смеси кг/м3 | Водопоглоще-ние по массе, Wm, % | Параметры пористости | ||||||
цемент | песок | щебень | вода | С-З | Wo, % | (лямбда) | (альфа) | |||||
1 | Л | 1 | 3,25 | 4,78 | 0,83 | - | 16,4 | 2500 | 6,7 | 16,8 | 5,2 | 0,5 |
2 | В | 1 | 3,27 | 4,79 | 0,87 | - | 16,0 | 2360 | 7,2 | 18,0 | 4,7 | 0,5 |
3 | Л | 1 | 1,83 | 2,69 | 0,54 | - | 15,0 | 2490 | 5,5 | 13,7 | 3,9 | 0,4 |
4 | В | 1 | 1,83 | 2,71 | 0,54 | - | 14,5 | 2370 | 6,4 | 15,2 | 4,6 | 0,5 |
5 | Л | 1 | 1,95 | 2,73 | 0,44 | 0,005 | 15,0 | 2520 | 4,5 | 11,3 | 3,2 | 0,5 |
6 | В | 1 | 1,95 | 2,69 | 0,49 | 0,005 | 14,0 | 2370 | 4,6 | 10,8 | 4,1 | 0,4 |
Таблица 3.2. Влияние крупного заполнителя на основные эксплуатационные характеристики бетонов
NN составов | Прочность бетона, МПа изменение прочности, % количество циклов | Водонепрони-цаемость, МПа | |||
0 | 2 | 3 | 5 | ||
1 | 31,6/0 | 32,7/+3,5 | 33,7/+7 | 31,3/-2 | 0,8 |
2 | 32,2/0 | 33,2/+3,1 | 31,7/-3 | 30,5/-5 | 0,8 |
3 | 35,9/0 | 35,7/-0,5 | 36,2/+2 | 34,8/-3 | 1,0 |
4 | 37,6/0 | 38,0/+1,1 | 37,2/-1 | 38,7/+3 | 1,0 |
Примечание:
1. Перед чертой - прочность бетона, МПа; после черты - изменение прочности, %.
2. Составы бетонов указаны в таблице 3.1.
IV. Определение физико-механических характеристик бетонов |
Таблица 4.1. Основные физико-механические характеристики бетонов
NN состава | Вид щебня* | Расход материалов, Ц:П:Щ:В:С-З | Подвиж-ность смеси, см О. К. | Средняя плотность смеси кг/м3 | Прочность бетона, МПа | Модуль упругости Ex10-4 МПа | Rр Rкуб
| Rпр Rкуб | ||||||
цемент | песок | щебень | вода | С-З | кубов | призм | растяжение | |||||||
1 2 | Л В | 1 1 | 1,95 1,92 | 2,73 2,67 | 0,49 0,50 | 0,005 0,005 | 9,0 9,5 | 2520 2370 | 40,1 41,6 | 30,0 34,9 | 2,15 2,24 | 2,86 3,22 | 0,054 0,054 | 0,75 0,84 |
Заключение |
Список использованной нормативно-технической документации
ГОСТ 7473-94 | Смеси бетонные. Технические условия |
ГОСТ 8267-93 | Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия |
ГОСТ 82690-97 | Щебень из естественного камня, гравий и щебень из гравия для строительных работ. Методы испытаний |
ГОСТ 8735-88 | Песок для строительных работ. Методы испытаний |
ГОСТ 8736-94 | Песок для строительных работ. Технические условия |
ГОСТ 10060-95 | Бетоны. Методы определения морозостойкости |
ГОСТ 10180-90 | Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам |
ГОСТ 10181-2000 | Смеси бетонные. Методы испытаний |
ГОСТ 127304-78 | Бетоны. Методы определения показателей пористости |
ГОСТ 127305-84 | Бетоны. Методы определения водонепроницаемости |
ГОСТ 23732-79 | Вода для бетонов и растворов. Технические условия. |
ГОСТ 24452-80 | Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона |
Список литературы ЗАО Научно-исследовательский проектно-технологический институт "Стройиндустрия" 1. Общие положения 1.1. Настоящие "Рекомендации по применению щебня из кристаллических сланцев Лебединского ГОКа в бетонных смесях и бетонах" разработаны на основании комплекса научно-исследовательских работ, выполненных ЗАО НИПТИ "Стройиндустрия". 2.3. В качестве крупного заполнителя рекомендуется применение щебня из кристаллических сланцев фракции 5-20 мм или 20-40 мм, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 8267-93 и ГОСТ 26633-91, истинная плотность которого не должна превышать 2850 кг/м3, с содержанием зерен пластинчатой и игловидной формы не более 45%, прочность щебня по дробимости рекомендуется не менее 100 МПа. |
Материалы предоставлены ООО"ТМО Совтех" |
Предоставлено компанией ООО 'ТМО Совтех' г.Москва, Б.Черкасский пер.15 тел.(095)923-98-86
Другие статьи раздела "Сыпучие и вяжущие материалы и смеси"
- 02.09.2005 Цемент. История возникновения. Разновидности. Портландцемент, белый цемент, шлакопортландцемент, другие виды. Состав.
- 02.09.2005 Примеры применения габионных конструкций для укрепления берегов и регулирования русел рек, озер и водохранилищ ...
- 02.09.2005 Краткое описание асбестоцементных изделий.
- 02.09.2005 Щебень в качестве крупного заполнителя для бетонов.
- 02.09.2005 Советы по выбору и использованию выравнивающих смесей Ветонит для потолка, стен, пола. Правила нанесения.
- 02.09.2005 Самовыравнивающиеся смеси для пола Ветонит. Описание, разновидности. Способы укладки смесей Ветонит.
- 02.09.2005 Современные суперпластификаторы для сухих строительных смесей
- 02.09.2005 Модифицирующие добавки к сухим строительным смесям
- 02.09.2005 Примеры применения габионных конструкций для укрепления берегов и регулирования русел рек, озер и водохранилищ, защиты .
- 02.09.2005 Современные декоративные штукатурки - состав, условия применения, премущества. Советы по этапам нанесения штукатурки.
- 02.09.2005 Вяжущие материалы: глина, известь, цемент, гипс
- 31.05.2011 Нерудные строительные материалы в Санкт-Петербурге
- 12.08.2011 Достоинства керамзитового песка
- 15.08.2011 Строим из керамзита
- 22.08.2011 Крепкий фундамент для кирпичной печи.
- 29.08.2011 Какие виды щебня используют в современном строительстве?