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%)

МАГНЕЗИАЛЬНЫЕ МЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ КОМПОЗИЦИИ С КОМПЛЕКСНЫМ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОГЕННОГО ОТХОДА

Авторы:
Город:
Рудный, Казахстан
ВУЗ:
Дата:
23 февраля 2016г.

Возрастающий интерес к магнезиальным материалам обусловлен малой энергоемкостью производства каустического магнезита; способностью вяжущего к интенсивному твердению; высокой прочностью, износостойкостью и  адгезией камня вяжущего к любым видам заполнителя. Сочетание каустического магнезита с природными и техногенными материалами расширяет ассортимент и увеличивает объем выпуска магнезиальных цементов. Преимущества смешанных вяжущих в улучшении физико-механических характеристик при одновременной экономии каустического магнезита и рациональном использовании природных и техногенных материалов [2, 3].

Мелкозернистые бетоны – перспективная разновидность композиционных материалов[1].Широкое применение техногенных заполнителей обеспечивает технологии мелкозернистых материалов ресурсосберегающий характер. Немногочисленны разработки, посвященные магнезиальным  мелкозернистым композициям.

Цель работы – оптимизация состава мелкозернистых магнезиальных композиций при комплексном использовании техногенного материала.

Композиции готовили на основе смешанного вяжущего, включающего каустический магнезит (30 – 50%) и тонкомолотые отходы обогащения скарново-магнетитовых руд (50 – 70%).В качестве заполнителя мелкозернистых композиций использованы различные фракции дробленых отходов обогащения скарново- магнетитовых руд. Композиции  затворяли раствором хлорида магния плотностью 1240 кг/м3. Образцы размером 40х40х160 мм твердели на воздухе.

При формировании фракционированного техногенного заполнителя в качестве основы принята двухфракционная смесь из частиц непрерывного зернового состава «1,25 – 5,0 мм»: «0,63 – 1,25 мм» с соотношением 1:0,41 (мас. часть), полученным в результате расчета.

Методом пошагового дополнения состава двухфракционной смеси мелкой фракцией «0,14 – 0,63 мм» получены вариации фракционированного заполнителя. Отмечено, что по мере увеличения доли фракции «0,14 – 0,63 мм» возрастает значение насыпной плотности, уменьшается пустотность (Табл.1).


    Таблица 1

Характеристика вариаций фракционированного заполнителя



Основные фракции заполнителя, мм

Содержание фракции

«0,14 – 0,63 мм»,

%

Насыпная плотность, кг/м3,

в состоянии

Пустотность, %, в состоянии

рыхлое

уплотненное

рыхлое

уплотненное

 

 

 

 

 

«0,63 – 1,25»

+

«1,25 – 5,0»

0

1268

1492

50,0

41,3

5

1306

1484

48,6

41,6

10

1308

1486

48,6

41,6

15

1313

1488

48,4

41,5

20

1317

1494

48,3

41,3

25

1326

1498

47,9

41,2

30

1332

1503

47,7

41,0

Для оптимизаци зернового состава фракционированного техногенного заполнителя использован метод математического планирования эксперимента. Исследованы мелкозернистые бетонные смеси с соотношением «смешанное магнезиальное вяжущее: заполнитель – 1: 2».. Количество затворителя обеспечивало получение равноподвижных формовочных масс с расплывом  конуса 120 – 130 мм. При достижении образцами необходимого возраста производили испытания на прочность. 

При помощи программы «Statistica 6.0»принята матрица, получены допустимые области смесей фракций на треугольных диаграммах. Исследуемая смесь  заполнителя составлена из трех фракций, мм: «0,14 – 0,63»; «0,63 – 1,25»; «1,25 – 5,0». Любая  смесь трех компонентов представлена точкой  в системе координат на треугольнике, определяемой тремя переменными (Табл.2).



Таблица 2  

Условия эксперимента





Факторы

Уровни варьирования

натуральный вид

кодированный вид

–1

0

+1

Доля фракции «1,25 – 5,0 мм»

X1

0,44

0,54

0,64

Доля фракции «0,63 – 1,25 мм»

X2

0,24

0,34

0,44

Доля фракции «0,14 – 0,63 мм»

X3

0,12

0,22

0,32

В результате обработки экспериментальных данных получены зависимости прочности  (R) и средней плотности (ρ) от исследуемых факторов – содержания фракций заполнителя, в виде уравнений регрессии:

Геометрическая интерпретация уравнений регрессий на Рисунке 1.

Наибольшие показатели прочности и плотности мелкозернистого бетона достигаются при преобладании в смеси крупной фракции «1,25 – 5,0 мм» – не менее 50%; при соотношении фракций «0,63 – 1,25 мм»: «0,14 – 0,63 мм», равном 1,1 – 2,0: 1,0.Высокие прочностные показатели бетона обусловлены формированием связей на контакте между камнем вяжущего и заполнителем.

Результаты исследования структуры методом электронной микроскопии (Рисунок 2) свидетельствуют о тесном срастании компонентов сложного по составу композиционного материала и корреспондируются с результаты физико-механических испытаний.




Сравнительные испытания мелкозернистых композиций на заполнителях природного и техногенного происхождения показали сопоставимые результаты и подтвердили принципиальную возможность получения мелкого заполнителя с использованием отходов обогащения
 руд.

Вывод. Показана возможность получения магнезиальных мелкозернистых композиций при многоцелевом использовании отходов обогащения скарново-магнетитовых руд с учетом дисперсности техногенного компонента.

 

Список литературы

1.     Баженов Ю.М. Многокомпонентные мелкозернистые бетоны // Строительные материалы, оборудование и технологии XXI века.–2001.–№ 10.– С.15.

2.     Зырянова В.Н., Бердов  Г.И.     Магнезиальные вяжущие вещества из высокомагнезиальных отходов

//Известия Вузов. Строительство. – 2005. – №10. – С. 46 – 53.

3.     Мирюк О.А.Смешанные магнезиальные вяжущие. –LAPLAMBERTAcademicPublishing.–2014. – 128 с.