(495) 330 96 86

                           (495) 886 96 72

                           (916) 726 72 86  

 

 

 







Дополнительная обработка заполнителей для бетона

Рис. 1. Дополнительная обработка заполнителей для бетона    Отечественная промышленность по производству товарного бетона, заводы ЖБИ и ДСК, производящие сборный железобетон, используют в качестве заполнителей песок и щебень, как правило, не подвергавшиеся дополнительной обработке после их добычи. И если сама технология получения щебня включает дробление и сортировку материала, т.е. позволяет поставлять по крайней мере две фракции крупного заполнителя (5–20 и 20–40), то добытый песок обычно никак не обрабатывается.
  Исследованиями отечественных и зарубежных ученых показано, что, главным образом, от песка, как основного носителя поверхности, гранулометрия которого определяет пустотность заполнителя зависит расход цемента в бетоне. И поэтому именно природный песок, в первую очередь, должен быть подвергнут переработке.
  В настоящее время нет единого мнения о том, каковы должны быть критерии качества песка для изготовления железобетонных конструкций. Приемлемыми считаются пески, соответствующие стандарту, а лучшими из них – крупные пески, причем основным критерием, используемым для оценки качества, является модуль крупности. В то же время различными исследователями неоднократно указывалось, что при одинаковом модуле крупности удельная поверхность песков может отличаться в 1,5–1,8 раза и что модуль крупности не может служить надежной оценкой качества песка.
  Приблизительность используемых критериев, отсутствие привязки качества песка к классу бетона и техническим возможностям формующего оборудования не дают возможности оптимизировать состав песка, а использование необработанных песков приводит к значительному перерасходу цемента и снижению качества бетона.
  За использование необработанных заполнителей приходится платить дважды: во-первых, за случайный гранулометрический состав, наличие примесей и др., во-вторых, за нестабильность технологического процесса в связи с постоянно меняющимися характеристиками заполнителей, даже получаемыми от одного поставщика, сегрегацией песка в процессе разгрузки и др.
  Песок имеет также постоянно меняющуюся от замеса к замесу влажность, которую, из-за отсутствия экспрессных методов определения ее в потоке, приходится устанавливать органолептически оператору бетоносмесительного узла. Все это приводит к повышению стоимости бетона в связи с увеличением расхода цемента на 10–20%. В отдельных случаях, например, при изготовлении конструкций из песчаного бетона, перерасход цемента (по сравнению с использованием песка оптимального грансостава) составляет 80–140 кг/м3 или до 30%. Но и для массовых случаев в тяжелых бетонах увеличение расхода цемента в среднем на 15% – совершенно недопустимая величина.
  Одним из следствий применения песков без дополнительной обработки является поставка смерзшегося песка, разгрузка которого приводит к серьезным трудностям для заводов – использованию бурорыхлительных машин и др., причем проблемы не ограничиваются разгрузкой, т.к. смерзшиеся комья разгруженного песка не могут быть непосредственно использованы в технологическом процессе.
  Перерасход цемента в границах 15% при использовании необработанных речных, карьерных песков неоднократно подтверждался теоретическими и экспериментальными работами отечественных и зарубежных ученых, а также практикой бетонных работ за рубежом, где это положение отражено в нормативных документах по технологии бетона. Как известно, в подавляющем большинстве случаев за рубежом на заводы и стройки поставляются мытые сухие фракционированные (разделенные на 4–5 фракций) пески, что позволяет для каждой марки бетона и каждой удобоукладываемости бетонной смеси использовать оптимальный фракционный состав заполнителей. Соответственно, бетоносмесительные узлы заводов снабжены емкостями для хранения отдельных фракций песка и щебня, трактами подачи, управляемой компьютером системой дозировки.
  Причинами, по которым в России не используются фракционированные пески, являются, с одной стороны, неготовность потребителей принять, обработать и ввести в бетонную смесь несколько отдельных фракций песка, с другой – неготовность карьеров выпускать фракционированные пески из-за отсутствия спроса, а также серийного оборудования для их классификации.
  В действительности, такое оборудование уже давно разработано (например, институтом ВНИИПИстройсырье), апробировано и хорошо себя зарекомендовало в опытно-промышленных установках.
  По существу, в настоящее время сложилась ситуация замкнутого круга, когда заводы для того, чтобы принять отдельные фракции заполнителя, нуждаются в реконструкции, а карьероуправления, ГОКи из-за отсутствия заказов не приобретают соответствующее оборудование для производства фракционированных песков. Сложность проблемы усугубляется тем, что использование указанного оборудования эффективно только при значительных объемах переработки заполнителя, а это означает необходимость поставки фракционированного песка, как минимум на 3–4 завода.
  Если принять во внимание состояние промышленности нерудных материалов, а при поставке фракционированного песка отказаться от принципа дифференциации гранулометрического состава для каждого вида бетона, и ограничиться некоторыми усредненными характеристиками песка, то для большинства бетонов, используемых в стройиндустрии, можно указать грансостав песка по расходам цемента близкий к оптимальному. Получение песков указанной гранулометрии может быть организовано на карьере таким образом, что песок с требуемым соотношением фракций выдается в качестве готового продукта, а «лишние» фракции песка в разделенном виде накапливаются на картах намыва, откуда поставляются потребителям для других видов бетонов и растворов, например для кладочных растворов, отделочных материалов, пенобетонов.
  Таким образом, реальным выходом из создавшегося положения является приготовление на карьере фракционированного песка, состоящего из смеси определенных фракций, и поставка уже готового песка потребителю.
  Тогда потребитель работает в рамках существующего технологического процесса и не нуждается в установке дополнительного оборудования.
  Разумеется карьер, который должен установить оборудование по переработке песка (бункера, пульповоды, классификаторы, сгустители, обезвоживатели), должен компенсировать затраты увеличением его стоимости ориентировочно на 15 руб/м3. Стоимость сэкономленного цемента для Московского региона – не ниже 50 руб/м3, а в отдельных случаях эта цифра может достигать 100 руб/м3. Кроме того, существенна возможность стабилизации технологического процесса производства бетона. Классификация песка может сопровождаться использованием обезвоживателей, позволяющих получать песок с фиксированной влажностью, не превышающей 3%. Использование песка с низкой фиксированной влажностью исключает его смерзаемость и позволяет отказаться от ориентировочных методов оценки водосодержания бетонной смеси – установить весовую дозировку воды. Это, в свою очередь, приведет к дополнительной экономии цемента.
  В рамках программы подготовки заполнителей для бетона разработан расчетный аппарат, позволяющий оценить качество используемого песка по его гранулометрическому составу, форме зерен, количеству примесей и др. Очевидно, что критерием качества песка должна быть стоимость бетона на указанном песке, однако, в качестве промежуточного достаточного критерия оптимизации был принят расход цемента в м3 бетонной смеси. Рис. 2. Дополнительная обработка заполнителей для бетона
  Поскольку, помимо указанных выше характеристик песка, расход цемента определяется классом бетона и удобоукладываемостью бетонной смеси, то зависимости, оценивающие качество песка, были построены, как функция гранулометрии песка для конкретной марки бетона и удобоукладываемости бетонной смеси, и тогда они представлены в форме квадратного многочлена. Зависимости в виде симплекс-диаграмм, позволяют учесть весь комплекс факторов, влияющих на расход цемента.
  При разработке расчетного аппарата существенно как снижение количества факторов, используемых для оценки качества песка, так и возможность надежного их определения. Например, включение в число факторов удельной поверхности песка существенно упростило бы расчетный аппарат. Однако отсутствие лабораторной базы для определения удельной поверхности песка и приблизительность этой оценки не позволяют включить в расчетный аппарат в качестве фактора этот показатель. Показано, что в качестве критерия оптимизации следует принять рассев песка по стандартным ситам – операцию, постоянно выполняемую на заводах сборного железобетона, а в качестве факторов – прочность бетона (марку, класс) и удобоукладываемость бетонной смеси (ОК, жесткость) – характеристики, которые надежно могут быть определены в лаборатории завода.
  Ранжированием факторов, оценивающих качество песка, установлено, что количество цементного теста в бетоне слитной структуры (с заполнением с избытком межзернового пространства заполнителя) более чем на 90% определяется гранулометрией песка. Влияние же других факторов гораздо менее значимо. Так, влияние коэффициента формы (Кф) песка, зависящего, в основном, от его генезиса, было проанализировано и оценивается по расходу цемента не более, чем в 1% при Кф, изменяющемся от 1,0 до 1,5.
  Расчетный аппарат, устанавливающий зависимость расхода цемента от класса бетона, удобоукладываемости бетонной смеси и гранулометрии песка, позволяет решить две основные задачи: оценить качество предполагаемого к использованию песка (чаще всего параллельно с решением транспортной задачи) и установить гранулометрию «оптимального песка» для конкретного производства. Наличие расчетного аппарата позволяет также решить ряд промежуточных задач, например, оптимизировать состав песка поставкой его с двух карьеров с последующим их перемешиванием в процессе приготовления бетонной смеси, оценить целесообразность получения фракционированного песка на конкретном карьере и др.
  
  Выводы:
  1. Разработан расчетный аппарат, позволяющий оценить качество песков, используемых при производстве бетона, а также установить оптимальный гранулометрический состав песка.
  2. Показано, что оптимальный грансостав зависит от марки бетона и удобоукладываемости бетонной смеси.
  3. В связи с неготовностью заводов ЖБИ и ДСК к приемке и переработке песков, разделенных на фракции, предлагается организовать получение песка одного усредненного грансостава, близкого к оптимальному, непосредственно на карьере и использовать его при производстве бетонов основных строительных марок.
  4. Не вошедшие в объем указанного песка фракции предлагается разместить раздельно на картах намыва для отправки производителям других видов бетонов и растворов.
  5. В процесс классификации предлагается включить операцию обезвоживания, что позволит получить песок с фиксированной низкой влажностью и исключить его смерзаемость.
  6. Использование фракционированного песка для большинства конструкций позволяет применить его в качестве единственного заполнителя в тяжелом бетоне.
  7. Поставка фракционированного песка позволяет сократить расход цемента в тяжелом бетоне не менее, чем на 50 кг/м3 (для песчаных бетонов на 80–100 кг/м3), при одновременном улучшении структурных характеристик материала.

К.И. Львович, доктор техн. наук, проф.
По материалам журнала "Строительные материалы. Где их можно приобрести".



< Предыдущая   Следующая >
 
Знакомства в Москве для брака: добавить объявление | Куплю стаффордширского терьера на сайте Slando

На сайте

Сейчас 31 гостей онлайн


Из какого поисковика Вы пришли?

Google - 35.7%
Яндекс - 45.2%
Рамблер - 4.8%
Не помню - 14.3%

Голосов: 42
The voting for this poll has ended on: 02 Фев 2012 - 00:00
ИнфинСтоун I Новосёлам I Дополнительная обработка заполнителей для бетона
Copyright © 2012. InfinStone.ru.