Строительные материалы статьи

Глинитпесчаные бетоны из особо мелких Песков

И настоящее время приводятся иссле­довании но расширению возможности применения песчаных бетонов и строн - ге. шетие. Эти работы, ориентированные главным образом на использование круп­ных н средних по крупности песков, по омывают, что изготовление песчаных 'сюнои связано со значительным пере - ■расходом цемента по сравнению с его потреблением в равноподвижных бе - .тг.'пч'л'л Снеся к й - «гми

С крупным заполнителем.

Во многих районах нашей страны, особенно в Среднеазиатских республи­ках, — неограниченные запасы мелких барханных песков. Основную их массу составляют пески с модулем крупности -'Ь, р='0.05—0,07. В то же время для и*1 отовлеиия бетона в этих районах ис­пользуют привозные не только щебень, НО II Крупные и средние по крупности пески, что влечет за собой большие тран­спортные расходы.

В связи с этим изучена возможность получения бетонов марок 150—200 на основе особо мелких барханных песков мри расходах цемента, близких тем, ко­торые требуются в соответствии с нор­мативными документами для изготовле­ния обычного тяжелого бетона с круп­ным заполнителем.

Наиболее вероятным путем к достн - /чсиию ука<аииой цели является введе­ние в состав бетонной смеси микрона - пилняющих добавок, обладающих пуц - ноланическн. чи свойствами. При выборе микронаполнителя руководствовались 14 о доступностью, экономичностью и фиктивностью.

Отвальные горелые породы из тер-

■нконов шахт угольной промышленнос - .отвалы угольных разрезов широко распространены и являются дешевым сырьем. Основная н масса содержит незначительное количество угля (0,9— 2,6%), поэтому может применяться без дополнительного обжига при изготовле­нии строительных материалов. Наиболее ценные с точки зрения качества — при­родные горелые породы — глиежи, ха­рактеризующиеся повышенной гидравли­ческой активностью. Залежи глиежей разведаны в большинстве угольных рай­онов страны. Добавки, обладающие пуц - цоланнческими свойствами, могут при­готовляться и нз отходов кирпичной промышленности (на заводах глиняного кирпича даже при тщательно изученном сырье н правильно организованном тех­нологическом процессе количество отхо - юв определяется в 5—6%).

В результате выбора пуццоланичес кий добавки остановились на глинитах — обожженных глинах, в качестве кото­рых можно использовать горелые поро­ды, глиежи, отходы кирпичной про­мышленности.

Глннитный микронаполиитсль получа­ют путем помола обожженной глины сухим или мокрым способом. Обож­женные глины относительно легко из­мельчаются, поэтому микронаполннтель возможно было бы получать с помощью сухого помола. Однако последний име­ет существенный недостаток - - пыление.

Связи с этим помольные агрегаты и магистрали подачи глинита должны быть снабжены пылеосадительными си­стемами.

Более рациональным по сравнению с сухим помолом материалов является мокрый. Не. требуются сушка материа­лов, устройства пылеосадительных си­стем, продолжительность помола мень­ше. Эффективность мокрого помола в значительной степени зависит от водо - твердого отношения — от количества воды, обеспечивающего такую вязкость шлама, при которой измельчение мате­риала будет происходить быстрее.

Установлены наиболее благоприятные водотвердые отношения для ■ мокрого помола глинита — 0,5—0,8. Таким об­разов, оптимальное водотвердое отноше­ние должно находиться в этих преде­лах. Назначать его следует с учетом кон­кретных производственных условий, в частности, подвижности бетонной смеси.

Чтобы выявить влияние дисперсности микронаполннтеля иа подвижность бе­тонной смеси и прочность бетона, гли - нит измельчали до разной тоннны (ра «шчной удельной поверхности) и вводили в состав цементно-песчаиой смеси. При изготовлении последней ис­пользовали портландцемент марки 400 Чимкентского цементного завода (нор­мальная густота 24,5%, начало схваты­вание 2 ч 45 мин, конец — 4 ч 15 мни); бой глиняного кирпича, характеризую­щийся следующим химическим составом (% гю массе): ЭЮ* ='73,5; А12Оз=14,4; Ре20^=^,5б; Са0 = 0,92; Ма0=4,07;

N820 = 3,1; особо мелкий барханный песок с Л1и], = 0,06, насыпной массой 1,29 к г/л, истинной плотностью 2,6 г/см3.

Готовили бетонные смеси такого со­става; Ц:Гл:П:В= 1:0,43:4,08:0,66. Уп­лотняли на виброплощадке с амплиту­дой колебаний 0,35 мм и частотой 50 Гц. Тепловая обработка — пропари - ваии(, по режиму 2+7 + 2 ч при темпе­ратуре изотермической выдержки 85± ±1°с. Перед тепловой обработкой об­разцы выдерживали 12 ч, а после изго­товления образцы хранили в камере нормального твердения при температуре 20±2 “С и относительной влажности 90%.

Испытания показали, что повышение дисперсности микронаполиителя способ­ствует росту прочности бетона. Так. с увеличением дисперсности глинита с 2200 до 7000 см2/г прочность бетона г. о- высилась иа 110%. При этом с глинит - ным микронаполнителем, характеризую­щимся дисперсностью 2200 см2/г, при­рост прочности к 28-суточному возрасту составляет 29%, а при удельной позер.- яости 7000 см2/г — 45%. С. хеловательгх-, Увеличение дисперсности мнкронапо. Гг.:-- теля способствует росту прочности Сі - Тона как сразу после пропаривания, так и при последующем твердении.

Кроме положительного эффекта в ви­де нарастания прочности, увеличение дисперсности глинита вызывает нек'.т - рое отрицательное действие — СИИЖсН?.е подвижности бетонных смесей. Наблю­дения показали, что в результате .•-=• дичеиия дисперсности микронаполкиті - Ля с 2200 до 7000 см2/г подвижность бетонных смесей изменилась в пределах ог 126 до 114 мм. Это значит, что по­вышение дисперсности глинита приво­дит к увеличению водопотребности бе­тонных смесей, что в свою очередь от­рицательно влияет на прочность бето­нов, изготовленных нз смесей оди.-; ковой подвижности.

Вследствие различной водопотребнетти глинитных микроиаполнителей были до­ставлены опыты по определению их вли­яния иа прочность бетона при постоян­ной подвижности смесей. В опытах ис­пользовали следующие составы СКВОїЙ Ц:Гл:П—1:0,43:4,08. Количество в:ты подбирали опытным путем и приникали таким, которое обеспечивало подвиж­ность смесей в 120 мм расплыва ков;.а.

Результаты опытов показали, что и

При ПОСТОЯННОЙ ПОДВИЖНОСТИ СМеСъг. С ростом дисперсности ыннита прочв. тть бетона возрастает. Вместе с тем пр?: уве­личении дисперсности микронаполньтвля с 2200 до 7000 см2/г количество втды для получения равноподвижной Ы«си возрастает примерно иа 15 л/м3. Повы­шенное же водосодержание, несмотт. в на более высокие прочности получаемого бетона, отрицательно сказывается вго долговечности. По этой причине в > = -:е- стве оптимального был выбран диг::; ;он дисперсностей глинитного микроиапо*ки - теля в пределах 4000—5000 с. м2/г.

При подборе оптимальных составов бетонных смесей был реализован у-.тод планируемого эксперимента по таду центрального композиционного ро 'та - бельного плана второго порядка тля трех факторов: хь хг, х3 соответственно - расходы цемента, глинита, песка, г-тто - твердое отношение для всех со':: і в о в было постоянным н равным 0,18, т го

Сей 20 40 с. Основные уровни и ин­

Тервалы варьирования факторов подоб­раны такими, чтобы эксперимент мож­но было воспроизвести в промышленных условиях. Б качестве параметра опти­мизации принята прочность бетона че­рез 12 ч и 28 сут после пропаривания.

В результате реализации метода пла­нируемого эксперимента установили, что из всех рассмотренных факторов, дейст­вующих на прочность бетона, наиболее сильное положительное влияние оказы­вает тонконзмельченный глинит: самый крутой подъем кривой «прочность бето­на— расход микроиаполнителя». Наи­более стабильно оно просматривается па росте прочности бетона, твердеюще­го при повышенных температурах теп­ловой обработки.

Увеличение содержания микронапол - ннтеля способствует интенсивному на­бору прочности как в процессе тепловой обработки, так и при последующем твердении в нормальных температурно­влажностных условиях. При дальнейшем увеличении содержания микронаполни­теля в составе бетонной смеси сверх оп ределеиного уровня интенсивный набор прочности наблюдается н в процессе пропаривания, но далее в нормальных

Прочности

Такая зависнмосп. иричиосш Гм-юна от расхода тоикоизмельченнот глмннта объясняется тем. что вследствие его высокой днснерсностн но сравнению с портландцементом повышается плот­ность упаковки составляющих бетонную смесь компонентов. Обожженная глина способствует интенсивному связыва­нию выделяющегося при твердении це­мента гидроксида кальция и образова нию дополнительного количества ценен тирующих новообразований. Особенно интенсивно этот процесс протекает при тепловой обработке бетона. С увеличе­нием расхода микронаполнителя проис­ходит некоторая перегрузка бетонной смеси тонкоднснерсными частицами. При дальнейшем твердении в нормальных ус­ловиях интенсивность вовлечения микро - наполнителя в процессы твердения бето­на снижается.

Опыты показывают, что при малых расходах песка мы получаем бетоны с высокой прочностью. > С увеличением содержания песка в бетоииой смеси прочность сначала снижается, ио далее постепенно растет. Такое влияние содер­жания песка в смеси на прочность бето­на объясняется тем, что при малых деляется прочностью цементно-1 ЛИНИ I иого камня. При повышенных расходах песка ои начинает выполнять роль кар­каса, что способствует росту прочности бетона.

Характер кривых, определяющих или яиие содержания цемента в бетонной смеси на прочность бетона, показывает, что увеличение его расхода при фикси­ровании остальных компонентов на ну­левом уровне ведет к некоторому сни­жению прочности бетона. Это объясня­ется снижением средней плотности бе­тона.

Полученные результаты исследовании укашвают на возможность изготовлять на основе изученных материалов бетоны марок 150 и 200. Оптимальные расходы компонентов для нх изготовления сле­дующие, кг: цемент 280—330, глинит 340, песок 1180—1130 (первые и вторые цифры соответственно для бетонов ма­рок 150 и 200).

Таким образом, изготовленные из оп­тимальных составов контрольные образ­цы— кубы размером 150X150X150 мм через 28 сут после тепловой обработки показали их прочность 16,1 и 20,9 МПа, что соответствует маркам бетона 150 и 200.