CC BY
13
УДК5393.691.693
ЭКОНОМИЯ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ ПРИ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКЕ БЕТОНОВ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ДОБАВОК
Н. А. Сторожук, д. т. п., проф., Т. Н. Дехта, к. т. п., доц., Т. М. Павленко, асс.
Постановка проблемы. Тепловая обработка (пропаривание) бетонных и железобетонных изделий является эффективным способом ускорения твердения бетона. Однако в связи с высокой стоимостью энергоносителей в настоящее время возникает проблема сокращения продолжительности тепловой обработки, снижения температуры изотермического прогрева или полное исключение такого процесса из технологии изготовления изделий (конструкций). Поэтому разработка и применение эффективных способов получения отпускной прочности бетона в минимально допустимые сроки без значительных энергетических затрат является весьма актуальной.
Основной материал. Нами предложено для сокращения продолжительности тепловой обработки или снижения температуры изотермического прогрева применять добавку, полученную на основе шлама металлоперерабатывающих предприятий [1-3]. В настоящей работе рассматривается комплексная добавка на основе шлама (кека) ОАО "Днепрометиз". Состав добавки (по массе) [4]:
- шлам(кек)-80...90%;
- СДБ-10...20%.
Предлагаемую добавку целесообразно вводить в воду затворения бетонных смесей в количестве 2% от расхода цемента. При этом предварительно приготовляют концентрированный раствор добавки (10...20%), который и распределяют соответствующим дозатором. Контроль качества добавки ведут путем измерения плотности рабочего раствора.
Составы бетонных смесей подвижностью ОК~3...4см, которые использовали в исследованиях, приведены в таблице 1. Формовали образцы размером 10* 10* 10 см для твердения в естественных условиях и для каждого принятого режима тепловой обработки (после двухчасовой предварительной выдержки): 2 + 8 + 2и2 + 6 + 2 при температуре изотермического прогрева 80С (обычно применяемой на предприятиях стройиндустрии), 2+8+2 при пониженной температуре изотермического прогрева -60°С. Определяли прочность бетонов при сжатии через 2 часа после тепловой обработки и в возрасте 28 суток. Результаты испытаний приведены в таблице 2.
Таблица 1
Составы бетонных смесей
Материалы Бетонная смесь без добавки Бетонная смесь с добавкой
Цемент, кг 320 324
Песок, кг 580 588
Щебень, кг 1267 1292
Вода, л 205 185
Комплексная добавка, кг - 7,04
Плотность бетонной смеси, кг/м 2372 2397
Предложенная добавка при всех принятых режимах тепловой обработки повышает прочность бетонов по сравнению с прочностью бетонов без такой добавки, и не только устраняет недобор прочности пропаренного бетона в возрасте 28 суток, но и обеспечивает
получение несколько больших показателей по прочностным характеристикам в этом возрасте. Предложенная добавка более эффективна при пониженных температурах изотермического прогрева, что обеспечивает значительную экономию энергоресурсов.
Полученные результаты исследований (таблица 2) свидетельствуют о возможности снижения расхода цемента в бетонах с предлагаемой добавкой при получении равнопрочных бетонов. В соответствии с этим приведены соответствующие исследования.
Таблица 2
Прочность бетонов при различных режимах тепловой обработки
Вид бетона Прочность бетонов (МПа) при режимах тепловой обработки Прочность пропаренных бетонов (МПа) в возрасте 28 суток Прочность бетонов (МПа) после твердения в нормальных условиях 28 суток
2+8+2 (1=80оС) 2+6+2 (г=80°с) 2+8+2 (г=б0°с)
Без добавки 22,5 18,1 18,3 27,7 31,2
С комплексной добавкой 27,3 122 25,1 133 26,9 146 34,3 123 36,1 116
Примечание: числитель - прочность при сжатии (МПа); знаменатель - изменение прочности в % по отношению к прочности бетонов без добавки.
Составы бетонных смесей и прочностные характеристики бетонов, твердеющих в нормальных условиях, приведены в таблице 3. Эти же бетоны подвергались тепловой обработке. Режимы тепловой обработки применяли такие же, как и в предыдущих опытах. Результаты исследований показаны в таблице 4.
Таблица 3
Влияние комплексной добавки на состав бетонной смеси и предел прочности бетона
Основные показатели Бетонные смеси (бетоны)
без добавки с добавкой
Расход материалов на 1 м3:
цемент, кг 320 292
песок, кг 580 604
щебень, кг 1267 1298
вода, л 205 185
комплексная добавка, кг - | 6,32
Плотность бетонной смеси, кг/м3 2372 2386
Предел прочности бетона |при 30,3 30,7
сжатии, МПа
Анализ экспериментальных данных позволяет сделать выводы о том, что предлагаемая добавка при получении равнопрочных бетонов позволяет снизить расход цемента на 10... 12% как в бетонах, подвергаемых тепловой обработке, так и в бетонах естественного твердения (в сравнении с бетонами без добавок); она является более эффективной для бетонов с пониженным расходом цемента (для тощих бетонов).
Таблица 4
Влияние режимов тепловой обработки на прочность бетонов
Вид добавки Прочность бетонов (МПа) при режимах тепловой обработки Прочность пропаренных бетонов (МПа) в возрасте 28 суток Прочность бетонов I (МПа) после твердения в нормальных условиях 28 суток
2+8+2 (г=80°с) 2+6+2 (г=80°с) 2+8+2 (г=60°с)
Без добавки 19,1 16,3 16,4 24,6 27,1
С комплексной 24,7 22,2 24,2 29,9 31,2
добавкой 129 136 148 122 115
Примечание: то же, что и для табл. 2.
Выводы. Предложена и испытана комплексная добавка в бетоны на основе шламов (кека) металлоперерабатывающих предприятий. Показано влияние добавки на прочностные характеристики бетонов, подвергаемых тепловой обработке при различных режимах, и бетонов естественного твердения. Добавка не только устраняет недобор прочности пропаренного бетона в возрасте 28 суток по отношению к бетонам без добавки, но и обеспечивает получение несколько более высоких показателей. Более эффективна добавка при пониженных температурах изотермического прогрева и для бетонов с низкими расходами цемента.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Сторожук Н. А., Павленко Т. М., Дехта Т. Н., Фролова Т. Ф. Вторичные минеральные ресурсы Приднепровья в технологии бетонов и строительных растворов // Новини науки Придншров'я: 1нженерш дисциплши, 2006. - № 4. - С. 14-23.
2. Сторожук Н. А., Дехта Т. Н., Данильченко Е. Ю. Добавка в бетон на основе шламов металлоперерабатывающих предприятий // Вюник Придншровсько! державно! академи будiвництва та архггектури. - Д.: ПДАБА, 2005. - № 3. ~ С, 58-61.
3. Сторожук Н. А., ДехтаТ. Н., Данильченко Е. Ю. Эффективная добавка в строительные растворы // Вюник Придншровсько! державно! академи будiвництва та архггектури. - Д.: ПДАБА, 2005. -№ 10. - С. 32-38.
4. Патент 10428 (Укра!на). Домшка в бетонну сумш / Сторожук М. А., Дехта Т. М. Ликова С. О. ~ Опубл. в Бюл. 2005, №11.
