Все статьи : Сухие смеси, сыпучие материалы : Щебень |
ЗАО Научно-исследовательский проектно-технологический институт "Стройиндустрия"
Заместитель ген.директора к.х.н., Чернин Е.И.
Зав. отделом технологии бетонов,
эксперт программы "Московское качество", к.т.н. Гольденберг Л.Б.
Список исполнителей:
Гольденберг Л. Б. зав. отделом, к. т. н., руководство темой, составление отчета;
Заболовский Ю.З. ст. инженер, проведение экспериментов, обработка результатов, участие в составлении отчета;
Магдеев А. У. ст. инженер, участие в проведении экспериментов;
Позднякова И. В. ст. техник, оформление отчета;
Титов В. А зав. отделом, участие в экспериментах ;
Чернин Е. И. зам. директора, участие в экспериментах, составление отчета.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
I. Материалы и их характеристики.
II. Исследование влияния особенностей щебня на свойства бетонных смесей и бетонов.
III. Исследование влияния особенностей крупного заполнителя на структуру и основные эксплуатационные характеристики.
IV. Определение физико-механических характеристик бетонов.
V. Рекомендации по применению щебня из кристаллических сланцев Лебединского ГОКа в бетонных смесях и бетонах.
VI. Отзыв лаборатории ГУП НИИЖБа.
Заключение
Приложения
Санитарно-эпидемиологическое заключение,
Протокол сертификационных испытаний
Сертификат соответствия Государственным нормативным документам,
Разрешение на применение Знака соответствия,
Результаты сертификационных испытаний щебня из природного камня для строительных работ,
Протокол сертификационных испытаний
Введение.
В последние годы при производстве бетонных и железобетонных изделий имеет место дефицит высококачественных крупных заполнителей (щебня и гравия).
В качестве крупного заполнителя для производства тяжелого бетона применяются в основном природные каменные материалы, в частности, магматические глубинные (гранит, габбро и др.), магматические излившиеся (базальт, диабаз и др.), осадочные (плотные известняки, песчаники кремнистые и др.) и метаморфические (кварцит) породы. Однако в последние годы все большее применение находит щебень из отходов промышленности (различных шлаков), попутно добываемых и вскрышных пород [1].
Использование отходов промышленности, попутно добываемых и вскрышных пород в качестве заполнителей в бетонах обеспечивает их утилизацию и освобождает для нужд промышленности или сельского хозяйства значительные территории, занимаемые в настоящее время отвалами, позволяет расширить сырьевую базу производства бетонных и железобетонных изделий, позволяет заменить привозной крупный заполнитель местными материалами, снижает транспортные расходы, приводит к сокращению стоимости материалов для производства бетонных смесей, бетонных и железобетонных изделий.
Сланцевый
"язык" в карьере |
I. Материалы и их характеристики
Для проведения опытно-экспериментальных исследований были использованы следующие материалы:
1. Портландцемент марки ПЦ 400 Д 20, выпускаемой ОАО "Мальцовский цемент" (г. Брянск). Нормальная густота цемента составляла 27%. Сроки схватывания: начало - 2 ч 15 мин, конец - 4 ч 45 мин. Минералогический состав цемента следующий, в %: С3S - 58; C2S - 21; C3A - 7; C4AF - 14. Ложное схватывание у цемента отсутствовало.
2. Мелкий заполнитель - песок кварцевый Орешкинского месторождения. Результаты физико-механических испытаний песка по ГОСТ 8735-88 представлены в таблице 1.1. Как видно, указанный песок относится к средним, его модуль крупности Мкр=2,4, полный остаток на сите размером 0,63 мм равен 42,5%. Пустотность в рыхло-насыпном состоянии составляет 44%, содержание пылистых и глинистых примесей, определяемых отмучиванием равно 1,8%. Указанный песок соответствует требованиям ГОСТ 8736-94 и ГОСТ 26633-91 и может применяться при производстве бетонов.
3. Крупный заполнитель
В качестве крупных заполнителей в работе применялись щебень из кристаллических сланцев Лебединского ГОКа ОАО "Дорстройматериалы" фракции 5-20 мм и щебень из гравия кремнеземистых пород Вяземского месторождения фракции 5-20 мм. Результаты испытаний крупных заполнителей по ГОСТ 8269.0-97 представлены в таблице 1.2.
3.1. Щебень из кристаллических сланцев Лебединского ГОКа производства ОАО "Дорстройматериалы".
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).
На предприятии-изготовителе все получаемое сырье (кристаллический сланец) подвергается испытаниям при входном контроле на соответствие стандарту предприятия СТП 00186803-6.10-42-2002, разработанному на Лебединском ГОКе.
Отличительной особенностью исследуемого щебня по сравнению с заполнителем Вяземского месторождения является повышенная "истинная" плотность исходной горной породы - 2850 кг/м3 и высокая пустотность - 54%. Содержание пылевидных частиц незначительно. Морозостойкость заполнителя превышает марку F 200, что делает возможным его применение для бетонов конструкций, к которым предъявляются повышенные требования по морозостойкости. Прочность щебня по дробимости составляет 120 МПа, что достаточно велико. Однако следует отметить повышенное содержание в щебне зерен пластинчатой и игловидной формы - 44,5%. В соответствии с ГОСТ 8267-93 щебень Лебединского ГОКа относится к 4-й группе (предельное содержание лещадных зерен - не более 50%).
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".
Дата публикации 21.12.15
Ваш Дом
Ваш Дом
Смотрите также
Посетителям:
Компаниям:
Copyright © 1999-2024 ВашДом.Ру - проект группы
«Текарт»
По вопросам связанным с работой портала вы можете связаться с нашей службой поддержки или оставить заявку на рекламу. Политика в отношении обработки персональных данных
А
Республика Адыгея
Республика Алтай
Алтайский край
Амурская область
Архангельская область
Астраханская область
Б
Республика Башкортостан
Белгородская область
Брянская область
Республика Бурятия
В
Владимирская область
Волгоградская область
Вологодская область
Воронежская область
Д
Республика Дагестан
Е
Еврейская АО
З
Забайкальский край
И
Ивановская область
Республика Ингушетия
Иркутская область
К
Республика Кабардино-Балкария
Калининградская область
Республика Калмыкия
Калужская область
Камчатский край
Республика Карачаево-Черкесия
Республика Карелия
Кемеровская область
Кировская область
Республика Коми
Костромская область
Краснодарский край
Красноярский край
Республика Крым
Курганская область
Курская область
Л
Ленинградская область
Липецкая область
М
Магаданская область
Республика Марий Эл
Республика Мордовия
Москва
Московская область
Мурманская область
Н
Ненецкий АО
Нижегородская область
Новгородская область
Новосибирская область
О
Омская область
Оренбургская область
Орловская область
П
Пензенская область
Пермский край
Приморский край
Псковская область
Р
Ростовская область
Рязанская область
С
Санкт-Петербург
Самарская область
Саратовская область
Республика Саха
Сахалинская область
Свердловская область
Севастополь
Республика Северная Осетия
Смоленская область
Ставропольский край
Т
Тамбовская область
Республика Татарстан
Тверская область
Томская область
Тульская область
Республика Тыва
Тюменская область
У
Удмуртская республика
|
Комментарии
(1)Отлично
Оценка: