Разделы: Строительство
Размещена 23.11.2018.
Просмотров - 2195

ПОЛУЧЕНИЕ МЕЛКОЗЕРНИСТОГО БЕТОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗОЛЫ ГИДРОУДАЛЕНИЯ

Кульшикова Сауле Тюякбайевна

Киргизский государственный университет строительства, транспорта и архитектуры г.Бишкек

аспирант

Джусупова М.А. кандидат технических наук, Кыргызский государственный университет строительства, транспорта и архитектуры, Бишкек, Кыргызстан, заведующая отделом аспирантуры и магистратуры

УДК 691

В результате деятельности предприятий топливно-энергетического комплекса Кыргызстана образуются крупнотоннажные отходы.. Наиболее изученным как сырье для строительных материалов являются золошлаковые отходы, которые  составляет свыше 8 млн.т. в год.

Однако вопрос широкомасштабной  их утилизации  стоит довольно остро на сегодняшний день.

В зависимости  от отбора, горения и хранения отходы делятся на: зола гидроудаления,  золошлаковая смесь (ЗШС)  и топливный шлак.

В исследованиях при подборе состава мелкозернистого бетона (МЗБ) использована зола гидроудаления (ГУ), которая перемешивается с водой при влажности 40-50% и пневмонасосом транспортируется в золоотвалы.

Анализ химического состава золы ГУ и ЗШС показывает, что в них практически отсутствует свободная известь, потери при прокаливании составляют (12,13…15,30); содержание глинозема (Al₂O₃) -20,00..21,58%.

Различные приемы введения  золы ГУ к цементу показали, что наиболее эффективным является использование их в измельченном виде. Активизация позволяет значительно увеличить гидравлическую активность и стабилизировать физико-химические характеристики.

Разработанные ранее малоклинкерные вяжущие с содержание золы ГУ 10-50% рекомендованы для использования в мелкозернистых бетонах.

Регулирование гранулометрического состава является главным технологическим приемом для получения МЗБ.       При использовании непрерывной гранулометрии общим является повышенная пустотность в рыхлом состоянии, наименьшая   расслаиваемость, лучшая удобоукладываемость. Наилучшими прочностными и деформативными свойствами обладает бетон с зернами d_мах=10мм и 8-15 % зерен 5-10мм.  Закономерность свойственная МЗБ – при уменьшении соотношения Ц:Ш (от 1:3 к 1:2), оптимальное содержание в шлаке фракций < 0,16мм постоянно увеличивается.

В таблице 1 представлены 7 различных составов мелкозернистого бетона на основе золы гидроудаления ЦЗВ с содержанием золы 10, 30, 50%.

 

В качестве мелкого заполнителя использовался природный песок Васильевского месторождения и топливный шлак, который был предварительно разделен на грубые фракции 5-10 мм и мелкие менее 5мм.

Исследованиями установлено, что рациональной является такая гранулометрия шлака, которая обеспечивает минимальную водопотребность бетонной смеси для получения бетона требуемой  прочности и долговечности при оптимальном соотношении ЦЗВ:Ш.

Образцы из МЗБ на основе цементных зольных вяжущих (ЦЗВ) с содержащем  золы ГУ(10, 30, 50% ) и топливном шлаке характеризуются достаточной прочностью при сжатиикак при ТВО 5,11 - 24,3 МПа, так и в условиях нормального твердения от 6,41 МПа до 26,5 МПа.

Из приведенных данных следует, что почти  равнозначная подвижность смеси (5-6см) достигается при В/Ц 0,7-0,65 (состав 2), т.к. соотношение вяжущего к заполнителю 1:2 и 1:3. С увеличением количества шлакового заполнителя увеличивается водопотребность смеси. Образцы  из указанных составов характеризуются плотностью, находящейся в пределах 1860-1900кг/м³.

Образцы, подвергнутые ТВО, характеризуются прочностью 24,3МПа и 20,3 МПа. Образцы нормального твердения 28 суточного возраста состава 1:2 имеют более высокую прочность 26,5МПа, чем из состава 1:3 (21,6МПа).

По-видимому, в приведенных составах в зольной части цемента недостаточно более активной стеклофазы, поэтому в наборе прочности эффект повышения прочности золосодержащих цементов при ТВО не оказывается столь заметным.

В смесях 6 и 7 в качестве заполнителя используется смесь шлака фр 0-5 и фр5-10. В смеси 6 соотношение компонентов вяжущее – заполнитель составляет 1:2, а в см 7-1:3.

Смесь (6) отличается более низкой подвижностью 4,5  4,6  4см при В/Ц =0,61  0,6 и 0,59, а образцы  высокой плотностью (1850, 1800, 1850кг/м³) и прочностью 10,3 12,8 24,3 МПа при ТВО и 18,64 23,4 26,5МПа при нормальном твердении. Образцы из смеси (7) имеют плотность (1800, 1780, 1820кг/м³) и прочность 7,4 9,3 20,1МПа при ТВО и 10,2 14,4 21,6МПа при твердении в нормальных условиях.

Повышенные прочности образцов нормального твердения, показывают о доминирующей роли минералов клинкера в процессе гидратации и  наборе прочности, т.к. в последних образцах и степень гидратации выше.Более высокая плотность и прочность образцов из составов смеси 6-7 показывает о предпочтительном использовании в качестве заполнителя в МЗБ смеси шлака по гранулометрическому составу.

 Плотность образцов МЗБ на природных песках колеблется от 1970 - 2000кг/м³.

Для этой серии образцов выявлена закономерность: образцы, твердевшие в нормальных условиях в 28 суточном возрасте, характеризовались прочностью более высокой, чем при  тепловлажностной  обработке. Это можно объяснить превалирующей  ролью цементных минералов в процессе гидратации, чем активацией золы. Это подтверждено степенью гидратации цементного камня.

 Прочность образцов из МЗБ, изготовленных на композиционных вяжущих с более низким содержанием   золы гидроудаления (30 и 10%), характеризуются  более высокой прочностью, что подтверждает доминирующую роль клинкерных минералов в упрочнении цементно-зольного камня.

Установлено, что использование топливных шлаков в  качестве мелкого заполнителя в составе  МЗБ на основе композиционных цементоно-зольных вяжущих способствует получению изделии из МЗБ достаточно высокой прочности (М100-200). Целесообразно использование смеси топливных шлаков фр 5-10; фр 0-5мм.

В этих составах была произведена замена части цемента золой ГУ при расходе вяжущего 250кг/м³ без снижения прочности. Эта замена эффективна для пропаренного бетона в сравнении с бетонам естественного твердения. При замене цемента золой повышается удобоукладываемость бетонной  смеси, что можно объяснить пластифицирующим действием золы за счет того, что в золе в основном зерна округлой формы.

1. Баженов Ю.М. Высокопрочный мелкозернистый бетон для армоцементных конструкций. М., Госстройиздат. 1941.
2. Джусупова М.А., Кульшикова С.Т. «Композиционные вяжущие на основе отходов» Актуальная наука 2017 №5 Волгоград
3. ДжусуповаМ.А.,КульшиковаС.Т. «Особенностиполучениякомпозиционногоцементнозольноговяжущего» Regional Academy of Management European Scientific Foundation Institute Materials of theII International scientific-practical conference «THE EUROPE AND THE TURKIC WORLD: SCIENCE, ENGENEERING AND TECHNOLOGY» May 29-31 2017г. Измир, Турция
4. Баженов Ю.М. Высокопрочный мелкозернистый бетон для армоцементных конструкций. М., Госстройиздат. 1941
5. Абдыкалыков А.А. Оптимизация зернового состава наполнителя для бетонов / Сб. научных трудов КыргызНИИП строительства (1994-1995гг.) – Бишкек: Илим, 1995-с. 150-157.
6. Джусупова М.А., Талантбек кызы А. «Оптимизация зерновых составов бетонов с использованием компьютерного моделирования» Вестник КГУСТА им.Н. Исанова Вып 2(60), 2018г.

Рецензии:

18.12.2018, 7:47 Ашмаров Игорь Анатольевич
Рецензия: Статья на данную тему вызывает несомненный практический интерес и является актуальной. Однако необходимо добавить ряд разделов, которые являются обязательными для такого рода работ, а именно Цели и задачи, Материалы и методы, а также Научная новизна. См., пожалуйста, раздел Авторам, Требования к статьям в журнале "SCI-ARTICLE.RU" (URL: http://sci-article.ru/verxx.php?i=10). В результате Вы наполните все необходимые разделы текстом, в том числе новым по своему содержанию; автоматически прибавится текст статьи. Заключение также нужно сделать более значимым и оригинальным, сформулировать выводы. В тексте работы должны присутствовать внутритекстовые ссылки в скобках [1]. Статью следует доработать.



Комментарии пользователей:

18.12.2018, 9:37 Кульшикова Сауле Тюякбайевна Отзыв: Большое спасибо за рецензию!

Оставить комментарий