CC BY
19
УДК 691:620.19
У. А. ЯМ ЛЕЕВ, Р. А. КУДРЯШОВА
БЛОКИ БЕТОННЫЕ ДЛЯ СТЕН ПОДВАЛОВ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ ОТ ДРОБЛЕНИЯ ЩЕБНЯ
Рассмотрены вопросы экономической эффективности использования попутных продуктов промышленности в производстве строительных изделий, направленные на совершенствование технологий.
На Кучуровском щебёночном заводе Ульяновской области скопились несколько миллионов кубометров песка от дробления каменных пород. Основными потребителями этих отходов должны были стать заводы железобетонных изделий и домостроительные комбинаты. Однако произошедшие несколько десятков лет назад случаи появления на поверхностях железобетонных изделий, изготовленных с применением высевок, шелушения и капель вязкой жидкости, вызвавшие рекламации строителей и потребовавшие дополнительных расходов на устранение возникающих дефектов, а также отсутствие стандартов на высевки от дробления щебня надолго ограничили область применения этих отходов.
В 1995 году был переиздан ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ. Технические условия» [1], в который были включены требования и к песку из отсевов дробления.
На кафедре «Строительные конструкции» совместно с кафедрой «Строительное производство и материалы» УлГТУ в соответствии с хоздоговором с ОАО «Завод ЖБИ-3» на перевод производства блоков для стен подвалов на мелкозернистый бетон на усреднённой пробе, отобранной из завезённой на завод партии высевок от дробления щебня из песчаника Кучуровского месторождения, был проведён комплекс физико-химических и механических испытаний самих высевок, а также бетона с их использованием. При петрографической разборке из полученных
групп зёрен были выделены зёрна, сомнительные по содержанию аморфных разновидностей кремнезёма (опока и халцедон - минералы с красноватым и черным оттенками). Испытание прокаливанием в муфельной печи при температуре 750°С в течение 2 минут (п. 16.2 [2]) привело к их разрушению, что подтвердило присутствие аморфного кремнезёма.
Количественная оценка реакционной способности заполнителя химическим методом была проведена в соответствии с методикой приложения [2]. В результате испытания установлено, что количество растворённого кремнезёма по результатам двух опытов составило 48,8 ммоль/л, что не превышает предельно допустимого значения для заполнителей (50,0 ммоль/л).
Присутствие в песке из отсевов дробления реакционно-способного аморфного кремнезёма в виде опала и халцедона приводит к проявлению реакций, которые могут вызвать коррозию бетона. Взаимодействие аморфного кремнезёма
8Ю2-пН20 при нормальной температуре происходит на контакте с твердеющим цементным камнем, содержащим щелочные окислы, суммарное количество которых в цементе по нормам должно быть в пределах 1%, но часто превышает это значение. В результате этой реакции кремнезём набухает, увеличиваясь в объёме и вызывая при этом появление внутренних напряжений. На поверхности бетона может появляться очаговая сетка трещин и, как результат, - шелушение. В некоторых случаях из трещин выде-
Таблица 1
Гранулометрический состав песка
Остатки на ситах Размер отверстий сит, мм Прошло через сито 0,16
2,5 1,25 0,63 0,315 0,16
Частные, г 30 10 60 560 320 20
Частные, % 3 1 6 56 32 2
Полные, % 3 4 10 66 98 100
© У. А. Ямлеев, Р. А. Кудряшова, 2004 Вестник УлГТУ 3/2004
л
Таблица 2
Рецептура мелкозернистого бетона и физико-механические свойства
Наименование компонентов смеси и показатели физико-механических свойств Мелкозернистый бетон класса В7,5
Портландцемент М400, кг 320
Песок из отсевов дробления Мкр=1,81, кг/м3 1385/1,0
Добавка СДО с =1,003 г/см3, л 20
Вода, л 186
O.K., см 3
Средняя плотность бетона, кг/м3 1928
Предел прочности при сжатии, МПа 10,8
Водопоглощение, % по массе 7,01
Морозостойкость 75
Водонепроницаемость 2
ляется жидкое стекло {Ш20 • п или К20 • тЗЮ2) в виде капель вязкой жидкости.
Такие дефекты категорически недопустимы для конструкций, работающих внутри помещений (панели покрытий и перекрытий, стеновые панели и перегородки) с лицевой поверхностью, подвергающейся отделке.
Однако умеренное образование высолов и поверхностное шелушение не приводят к значительным потерям прочности, поэтому возможно использование высевок от дробления щебня в конструкциях, эксплуатирующихся ниже уровня земли (сваи, фундаментные блоки, подушки, лотки теплотрасс и т. д.).
Помимо химических исследований песок от дробления был подвергнут испытанию на определение его физико-механических характеристик в соответствии с требованиями ГОСТ 8736-93 [1]. Были определены гранулометрический состав и модуль крупности песка, приведённые в табл.1.
Содержание зёрен крупностью свыше 5 мм составило 9 %, а зёрен крупностью свыше 10 мм - 3 %. По модулю крупности и гранулометрическому составу песок из отсевов дробления в соответствии с ГОСТ 8736-93 относится ко второму классу, к группе мелких песков. Средняя насыпная плотность песка составила 1,38 кг/л.
Содержание в песке пылевидных, глинистых и илистых частиц составило 3 % , что находится в пределах допустимого по ГОСТ 8736— 93 для песка из отсевов дробления второго класса для мелкой группы (10 %). Содержание глины в комках составило 0,06 %, что также меньше допустимого - 2 %. В пределах допустимого оказалось и содержание в песке органических примесей.
Подбор оптимального состава мелкозернистого бетона класса В 7,5 на исследованном пес-
ке из отсевов дробления и портландцементе М 400 Новоульяновского цемзавода производился по методу абсолютных объёмов.
В результате лабораторных испытаний мелкозернистого бетона был выбран его номинальный состав и определены его основные характеристики в соответствии с действующими стандартами.
Рецептура бетона и физико-механические свойства приведены в табл. 2.
Проведённые исследования позволили выпустить Технические условия ТУ 5835-02069378-004-96 и наладить массовый выпуск на заводе блоков бетонных для стен подвалов на основе относительно дешёвого материала - песка из отсевов дробления.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.ГОСТ 8736-93 Песок для строительных работ. Технические условия. - М.:Издательство стандартов, 1995. - 12 с.
2. ГОСТ 8269-87 Щебень из естественного камня и щебень из гравия для строительных работ. Методы испытаний. - М.: Издательство стандартов, 1987. - 13 с.
Ямлеев Усман Айнатулович, доктор технических наук заведующий кафедрой «Строительные конструкции» УлГТУ, Имеет монографии, статьи, изобретения и патенты в области строительных материалов и строительных конструкции.
Кудряшова Розалия Алексеевна, кандидат технических наук доцент кафедры «Строительное производство и материалы». Область научных интересов - строительные материалы и технология их производства.
74
Вестник УлГТУ 3/2004
