Новости
09.05.2023
с Днём Победы!
07.03.2023
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2023
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

КЕРАМЗИТОБЕТОН НА ОТСЕВАХ ДРОБЛЕНИЯ КАРБОНАТНЫХ ПОРОД

Авторы:
Город:
Тольятти
ВУЗ:
Дата:
18 февраля 2018г.

В Самарской области накоплено большое количество отходов, которые нарушают экологическое равновесие и занимают значительные площади, пригодные под сельскохозяйственные угодья. Актуальной задачей современной промышленности является внедрение безотходных технологий и переработка многочисленных промышленных отходов отраслей народного хозяйства.

В Самарской области природное минеральное сырье, из которых производятся строительные материалы, представлено карбонатными породами и глинами. Из этих горных пород осадочного происхождения получают цемент, известь, керамические материалы (кирпич, черепица, керамзитовый гравий и др.), щебень фракции 5 – 20 мм, 20 – 40 мм и 40 – 80 мм, бутовый камень, песок, минеральный порошок.

Карбонатные породы отличаются высокой неоднородностью по плотности и минералогическому составу. Во время добычи и переработки природного горного сырья на щебень, используемого в качестве крупного заполнителя бетонов, образуются техногенные отходы (отходы дробления) крупностью до 20 мм. На каждый 1 м3 получаемого щебня образуется приблизительно до 30 % техногенных отходов. Отсевы дробления карбонатных пород складируются в отвалы производства дробильно-сортировочных заводов. Проблема полного использования отсевов дробления карбонатных пород в Самарской области не решена. Применение данных отсевов дробления ограничено ввиду их низкой прочности и водостойкости. Но применение их в строительстве привлекательно ввиду их экологической безопасности, возможности снижения транспортных расходов и обеспечения ресурсосбережения. Например, отсевы дробления Жигулевского карьера частично используются малыми предприятиями г. Тольятти при производстве керамзитобетонных блоков в качестве мелкого заполнителя.

Уникальный и единственный в своем роде керамзитобетон выделяется на фоне остальных строительных материалов для возведения сооружений именно тем, что он полностью изготовлен из натурального, природного сырья, а точнее - керамзита (фракции 5-20 мм), цемента и воды. В более плотных бетонах используется песок. Простой состав керамзитобетона обеспечивает оправданно занятое первое место в экологичности его производных продуктов, которые не оказывают никакого вредного воздействия на здоровье человека и состояния окружающей среды. Производство керамзитобетона практически не имеет вредных отходов. В состав керамзитобетона не входит никаких других составных компонентов, которые при нагревании или под воздействием пара выделяют вредные токсины. Керамзитобетон не поддается воздействию воды и пара и поэтому он не гниет, на нем не образовывается плесень, грибки и прочие разрушительные факторы. Керамзитобетон отлично удерживает тепло, при этом он не задерживает влагу, что другими словами называется «живой и дышит». При том, что он хороший теплоизоляционный материал, помещение, построенное из керамзита, который входит в состав керамзитобетона, отлично вентилируется, воздух не застаивается и не образуются грибки и плесени внутри помещения.

Благодаря своим размерам и легкости керамзитобетонных блоков сокращается время закладки стен примерно в три раза. Это существенный показатель при строительстве. Состав керамзитобетона также обеспечивает звукоизоляцию, которую не могут обеспечить обычный бетон, дерево или кладка из обожженного кирпича.

Качественные керамзитобетонные блоки на рынке стройматериалов Самарской области пользуются большим спросом. Их применение в строительстве малоэтажных и высотных зданий значительно снижает количество цементного раствора при кладке стен, ускоряет сам процесс возведения здания, что приводит к снижению себестоимости строительства. Керамзитобетонные блоки обладают высокой долговечностью, огнестойкостью, длительно сохраняют конструкционную прочность в условиях пожара, улучшают теплозащитные свойства здания в целом благодаря снижению теплопотерь через несущие конструкции.

В зависимости от свойств используемых сырья, добавок и технологий производства могут быть получены керамзитобетоны с различными показателями плотности и прочности.

Для оценки возможности применения отсевов дробления карбонатных пород как сырья для производства керамзитобетона были исследованы керамзитобетоны, изготовленные с применением отсевов дробления, полученных при производстве щебня из карбонатных пород Жигулевского карьера, и для сравнения - с применением природного песка Волжского месторождения. Характеристики отсевов дробления карбонатных пород и песка Волжского месторождения сведены в табл. 1.

Песок из отсевов дробления карбонатных пород по значению модуля крупности относится к группе песка «средний», Мкр=2,34. Используемые в данных исследованиях отсевы дробления содержат 23,79 % зерен крупностью 5-10 мм и 2,52 % - 10-20 мм.

Сравнивая свойства природного песка и отсевов дробления карбонатных пород, необходимо отметить основные различия между этими материалами. Природный песок в основном является кварцевым, имеет гладкую поверхность и округлую форму зерна. Состав отсевов дробления аналогичный составу исходных карбонатных пород, форма зерна угловатая и шероховатая. Сцепление с цементным камнем поверхности зерен отсевов дробления более сложное, отличное от сцепления поверхности зерен природного песка с цементным камнем. Шероховатая поверхность зерен отсевов дробления более активна, что способствует более крепкому слипанию частиц. Развитая поверхность зерна способствует увеличению его водопоглощения.


Таблица 1.

Характеристика Волжского песка и отсевов дробления карбонатных пород

 

 

Характеристика

Наименование материала

 

Волжский песок

Отсевы дробления

0-20 мм

Отсевы дробления

0-5 мм

Насыпная

плотность, кг/м3

 

1470

 

1600

 

1490

Гранулометрический состав Остатки на ситах, мм (частные/полные)

20

 

10

 

2,52

2,52

 

 

5

 

23,79

26,31

 

 

2,5

0,4

0,4

17,98

44,29

24,4

24,4

 

1,25

0,4

0,8

11,35

55,64

15,4

39,8

 

0,63

1,2

2,0

3,83

59,47

5,2

45,0

 

0,315

30,0

32,0

8,4

67,87

11,4

56,4

 

0,16

66,0

98,0

8,84

76,71

0,16

68,4

 

<0,16

2,0

100

23,29

100

31,6

100

М кр.

1,33

2,34

Для выполнения исследований был использован композиционный портландцемент ЦЕМ II / А-К (Ш-П) 32,5Б.

В качестве крупного пористого заполнителя     для изготовления керамзитобетона использовался керамзитовый гравий крупностью 5 – 10мм марки П100 и П75 и дробленый керамзит марки П50 (табл. 2).



Таблица 2.  

Физико-механические свойства керамзита

 

 

№ пробы керамзита 5-10 мм

 

 

Марка по насыпной плотности

 

 

Водопо- глощение,

%

 

 

Коэффициент формы зерен заполнителя

 

 

Содержание расколотых зерен, %

 

 

 

Марка по прочности

1

М1000

12

1,50

22

П100

 

2

 

М600

 

16

 

1,60

 

5

 

П75

 

дробленый

 

М450

 

28

 

 

 

П50

 

Изготовленные керамзитобетонные образцы (кубики 100х100х100мм) из бетонной смеси различных составов выдерживались в течение 28 суток в нормальных условиях твердения. Результаты экспериментов представлены в таблицах 3 и 4.

Таблица 3.

Составы бетонных смесей и прочность керамзитобетонов на природном Волжском песке

 

 

 

 

№ состава

Расход материалов на 1 м³ керамзитобетона, кг

 

Средняя плотность бетонов, кг/м³

 

Прочность бетона при сжатии, МПа

 

 

Цемент

Керамзит

марки по прочности

 

Природный Волжский песок

 

 

Вода

П75

П50

(дробленый)

1

339

370

123

314

204

1356

13,59

2

301

397

109

206

182

1181

10,7

3

237

421

86

109

142

1006

9,83



Таблица 4.

Составы бетонных смесей и прочность керамзитобетонов на отсевах дробления карбонатных пород

 

 

 

№ состава

Расход материалов на 1 м³ керамзитобетона, кг

 

Средняя плотность бетонов, кг/м³

 

Прочность бетона при сжатии, МПа

 

 

Цемент

Керамзит марки по прочности

 

Отсевы дробления 0-20 мм

 

 

Вода

П100

П75

4

244

509

-

992

255

2040

16,60

5

214

-

445

867

204

1700

12,30

 

Анализ экспериментов исследований показал возможность применения отсевов дробления карбонатных пород для изготовления керамзитобетона.

Анализируя составы бетонных смесей и прочность керамзитобетонов, можно видеть, что использование в качестве мелкого заполнителя отсевов дробления карбонатных пород, содержащих 26,31 % зерен крупностью 5-20 мм, приводит к увеличению и средней плотности керамзитобетона и прочности при сжатии. Из табл. 4 отчетливо видно увеличение прочностных характеристик керамзитобетонных образцов на заполнителе из отсева дробления карбонатных пород Жигулевского карьера. Таким образом, для изготовления керамзитобетонных блоков в качестве мелкого заполнителя можно использовать отсевы дробления карбонатных пород Жигулевского карьера, что приводит к увеличению ресурсосбережения.