Научная статья на тему 'ОТСЕВЫ ДРОБЛЕНИЯ ГРАНИТА КАК КОМПОНЕНТНЫЙ ФАКТОР ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ БЕТОНА. ЧАСТЬ I. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОТСЕВОВ'

ОТСЕВЫ ДРОБЛЕНИЯ ГРАНИТА КАК КОМПОНЕНТНЫЙ ФАКТОР ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ БЕТОНА. ЧАСТЬ I. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОТСЕВОВ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
124
45
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Строительные материалы
ВАК
RSCI
Ключевые слова
КОМПОНЕНТНЫЙ ФАКТОР / COMPONENT FACTOR / ОТСЕВ КАМНЕДРОБЛЕНИЯ / ГЕНЕЗИС ОТСЕВА / SCREENING GENESIS / ИДЕНТИФИКАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ / IDENTIFICATION CHARACTERISTICS / СТРУКТУРООБРАЗУЮЩАЯРОЛЬ / STONE CRUSHING SCREENING / STRUCTURE FORMATION ROLE

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Макеев Алексей Иванович, Чернышов Евгений Михайлович

Формулируется проблема рассмотрения отсевов камнедробления как компонентного фактора формирования макро-, микро - и наноструктуры конгломератных строительных композитов. На примере структурообразования традиционных и высокотехнологичных цементных бетонов дается обоснование механической, механохимической и физико-химической роли фракционных разностей отсевов дробления гранита. В этом контексте представляются данные по генезису отсевов и их структурно-значимым идентификационным характеристикам. При этом рассматриваются рядовой отсев, обогащенный отсев, выделенные из рядового отсева индивидуальные фракционные разности, выделенная сушкой из пульпы гидроудаления пылевидная часть отсева. Априори прогнозируется проявление роли видов отсевов в процесса хформирования каркасной составляющей (из зерен макро - и мезофракций) и матричной составляющей (из зерен микро - и нанофракций отсева и продуктов гидратации цемента) структуры бетона.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Макеев Алексей Иванович, Чернышов Евгений Михайлович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Granite Crushing Screenings as a Component Factor of Concrete Structure FormationPart 1. Problem Definition. Identification of Screenings as a Component Factor of Structure Formation

The problem of consideration of stone crushing screenings as a component factor of the formation of macro-, micro-, nano-structures of conglomerate building composites is formulated.On the example of structure formation of traditional and high-tech cement concretes, the substantiation of mechanical, mechanical-chemical and physical-chemical role of fractiondifferences of granite crushing screenings is made. In this context, data on the genesis of screenings and their structurally significant identification characteristics are presented. In addition,ordinary screening, enriched screening, individual fraction differences separated from the ordinary screening, a dust-like part of screening separated from the hydro-removed pulpby drying are considered. A priory, the projected manifestation of the role of types of screenings in the formation processes of the frame component (grains of macro - and meso-fractions)and the matrix component (grains of macro - nano-fractions of screening and products of concrete hydration) of the concrete structure.

Текст научной работы на тему «ОТСЕВЫ ДРОБЛЕНИЯ ГРАНИТА КАК КОМПОНЕНТНЫЙ ФАКТОР ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ БЕТОНА. ЧАСТЬ I. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОТСЕВОВ»

УДК 691:539.4

А.И. МАКЕЕВ, канд. техн. наук (makeev@vgasu.vm.ru),

Воронежский государственный технический университет (394006,

Е.М. ЧЕРНЫШОВ, д-р техн. наук, академик РААСН

г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84)

Отсевы дробления гранита как компонентный фактор формирования структуры бетона. Часть I. Постановка проблемы. Идентификация отсевов

Формулируется проблема рассмотрения отсевов камнедробления как компонентного фактора формирования макро-, микро- и наноструктуры конгломератных строительных композитов. На примере структурообразования традиционных и высокотехнологичных цементных бетонов дается обоснование механической, механохимической и физико-химической роли фракционных разностей отсевов дробления гранита. В этом контексте представляются данные по генезису отсевов и их структурно-значимым идентификационным характеристикам. При этом рассматриваются рядовой отсев, обогащенный отсев, выделенные из рядового отсева индивидуальные фракционные разности, выделенная сушкой из пульпы гидроудаления пылевидная часть отсева. Априори прогнозируется проявление роли видов отсевов в процессах формирования каркасной составляющей (из зерен макро- и мезофракций) и матричной составляющей (из зерен микро- и нанофракций отсева и продуктов гидратации цемента) структуры бетона.

Ключевые слова: компонентный фактор, отсев камнедробления, генезис отсева, идентификационные характеристики, структурообразующая роль.

Для цитирования: Макеев А.И., Чернышов Е.М. Отсевы дробления гранита как компонентный фактор формирования структуры бетона. Часть I. Постановка проблемы. Идентификация отсевов // Строительные материалы. 2018. № 4. С. 56-60.

A.I. MAKEEV, Candidate of Sciences (Engineering) (makeev@vgasu.vm.ru), E.M. CHERNYSHOV, Doctor of Sciences (Engineering) Academician of RAACS Voronezh Technical University University (84, 20-letiya Oktyabrya Street, 394006, Voronezh, Russian Federation)

Granite Crushing Screenings as a Component Factor of Concrete Structure Formation.

Part 1. Problem Definition. Identification of Screenings as a Component Factor of Structure Formation

The problem of consideration of stone crushing screenings as a component factor of the formation of macro-, micro-, nano-structures of conglomerate building composites is formulated. On the example of structure formation of traditional and high-tech cement concretes, the substantiation of mechanical, mechanical-chemical and physical-chemical role of fraction differences of granite crushing screenings is made. In this context, data on the genesis of screenings and their structurally significant identification characteristics are presented. In addi tion, ordinary screening, enriched screening, individual fraction differences separated from the ordinary screening, a dust-like part of screening separated from the hydro-removed pulp by drying are considered. A priory, the projected manifestation of the role of types of screenings in the formation processes of the frame component (grains of macro- and meso-fractions) and the matrix component (grains of macro- nano-fractions of screening and products of concrete hydration) of the concrete structure..

Keywords: component factor, stone crushing screening, screening genesis, identification characteristics, structure formation role

For citation: Makeev A.I., Chernyshov E.M. Granite crushing screenings as a component factor of concrete structure formation. Part 1. Problem definition. Identification of screenings as a component factor of structure formation. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2018. No. 4, pp. 56-60. (In Russian).

При целевом получении фракций щебня из горных пород сложилось представление об отсевах камнедробления как отходах производства. Между тем отсевы можно и следует рассматривать в качестве самостоятельного, наряду с крупным заполнителем компонентного фактора управления формированием однородно/ неоднородной конгломератной структуры бетонов.

Именно вопросу отсевов дробления гранита как компонентного фактора формирования структуры бетонов посвящена данная и последующие части статьи.

В обосновании факторов управления субстанциональными, геометрическими, субстанционально-геометрическими и статистическими критериальными характеристиками однородности/неоднородности (О/Н) макро- и микроструктуры плотных и поризованных бетонов [1] равноправное значение вместе с вопросами синтеза матрицы композитов имеют вопросы формирования систем сложения зернистых частиц различного размерного масштаба (крупного заполнителя, мелкого заполнителя, микронаполнителя, нанонаполнителя), выполняющих роль включений в матрице. В отношении практической реализации задач получения систем сложения зернистых частиц различного масштаба в структуре бетона как раз несомненный интерес представляет применение отсевов камнедробления полифракционного состава, которые несут в себе последствия трибо-технологических воздействий не только на их механиче-

ские, но и на механохимические характеристики и свойства. Вследствие этого формирование структуры бетонов с участием отсевов может определяться одновременным влиянием присутствующих в них макро- и микрофракций зернистых частиц, наделенных механической и механохимической активностью.

Такие отличительные особенности отсевов дробления должны быть поняты по механизму их проявления в процессах структурообразования конгломератных полимасштабных композитов и должны обоснованно учитываться и эффективно использоваться. Именно в такой постановке следует толковать ключевое словосочетание «компонентный фактор формирования структуры бетона».

В теории и практике раскрытия существа закономерностей проявления компонентного фактора не все однозначно ясно. По-прежнему требует развития и системного рассмотрения вопрос о закономерностях формирования структуры на макроуровне [2—4] (такие закономерности являются предметом механики зернистых сред); одновременно с этим много вопросов возникает в отношении процессов формирования структуры и на микроуровне [5—7], лимитируемых влиянием факторов физикохимии синтеза твердого состояния в системах с частицами коллоидного и наноразмерного диапазона.

Априори допускается, что применение отсевов камне-дробления предопределяет и включает их параллельное влияние как компонентного фактора на формирование

56

апрель 2018

jVJ ®

Рис. 1. Функциональная схема производства гранитного щебня и образования отходов камнедробления (отсевов и шлама) на ОАО «Павловск-Неруд»

макроструктуры (система сложения) и микроструктуры (система роста) бетона. Специфика широкодиапазонного (от макро- до нано-) фракционного состава частиц отсева и существа предполагаемого их влияния на структуро-образование бетона определяет возможности получения из отсевов многовариантных решений по формированию систем сложения и синтезу систем роста в однородно/неоднородной структуре бетона. Речь, в принципе, может идти: во-первых, о монофракционных системах сложения с повышенной пустотностью и пониженной плотностью упаковки; во-вторых, о полифракционных системах с регулируемой пустотностью и плотностью упаковки; в-третьих, не исключается также возможность получения полифракционных систем сложения с включением в них микро- и наноразмерных частиц, содержащихся в немалом количестве в отсевах; в-четвертых, представляются особо интересными как самостоятельные системы сложения из микро- и наноразмерных частиц.

Эти обозначенные возможности получения многовариантных решений отвечают условиям приготовления широкой номенклатуры смесей, и прежде всего для мелкозернистых бетонов с плотной и поризованной (например, крупнопористой, ячеистой) структурой. Такие разновидности мелкозернистых бетонов составляют базовый их набор не только для традиционных, но и для высокотехнологичных изделий, прежде всего гу-стоармированных и дисперсно-армированных с повышенной прочностью и трещиностойкостью, когда именно мелко- и микрозернистые структуры материала оказываются наиболее эффективными.

Для всех таких вариаций необходимым становится теоретическое рассмотрение и экспериментальное получение данных о возможностях формирования оптимальной структуры, необходимым предварительным условием чего видится учет генезиса и идентификационных характеристик рассматриваемого специфического сырьевого компонента, каковым являются отсевы дробления гранита.

Генезис отсева дробления гранита. Технология дробления гранита для получения целевого раз-нофракционного заполнителя для бетонов сопровождается неизбежным образованием того или иного количества отсева (рис. 1).

Получение целевого продукта и неизбежное образование при этом отсева иллюстрируются схемой геометрических и субстанциональных превращений и изменений горной породы при механическом измельчении (рис. 2).

Механическое измельчение гранита (многофазного, гетерогенного, полиминерального, неодно-

родного материала) при дроблении имеет определенную аналогию с естественным его преобразованием — процессом разрушения и изменения под влиянием температуры, воздействия воды, кислорода, углекислоты, биологического действия организмов среды и т. п. Результатом естественных процессов оказывается образование таких отличных друг от друга природных материалов, как обломочные крупно- и мелкозернистые фракции, кварцевые и полевошпатовые пески, глины и др. Понятно, что процесс естественного выветривания, включающий в себя физические, химические и иные явления, существенно сложнее просто механического (взрывного, ударного и истирающего) разрушения и глубже по его последствиям. Тем не менее получение полифракционного состава частиц при механическом разрушении исходной породы, сепарация этого состава по размерам от макро-до микро- и нанофракций (рис. 2) могут также сопровождаться дифференциацией характеристик их состояния не только по размерам и форме, но, как установлено [8—10], и по химическому составу, по минералогии, по морфологии, степени активизированной дефектности и, естественно, по свойствам. Такая дифференциация наиболее глубоко касается частиц отсева гранита.

Существующие в материаловедении и технологии бетонов нормативные документы относят отсевы дробления к категории некондиционных продуктов, к чему вообще-то есть ряд оснований: прежде всего несоответствием зернового состава отсева существующим регла-ментациям; так называемое переизмельчение исходной горной породы и соответствующее этому предразруше-ние не только поверхностных слоев зерен, но и их внутренних объемов. Объяснение механизма последнего заключается в активировании взрывными и ударными воздействиями процессов дефектообразования в граните на всех его структурных уровнях [8]. По мере изменения «кусковатости» (горнорудный термин) зерен минеральная структура гранита приобретает признаки блоч-ности, насыщается микротрещинами, дислокациями, даже претерпевает вторичную минерализацию.

Рис. 2. Геометрические и субстанциональные превращения и изменения в горной породе при механическом ее измельчении

Фактически гранит в отсеве по субстанциональным его характеристикам становится модифицированным материалом из частиц, претерпевших принципиально значимые триботехнологические и меха-нохимические изменения и превращения по сравнению с целевым продуктом переработки гранита, т. е. — с относительно более крупными частицами щебня.

Именно в этой связи обоснованно подчеркнуть, что отсев как один из продуктов производства заполнителя можно рассматривать в качестве самостоятельного сырьевого компонента, наделенного не только механической, но и механохимической, и, возможно, физико-химической активностью, реализуемой в процессах структурообразования бетона (рис. 2). Из-за присутствия в отсевах определенной доли микро- и нанофракций частиц такая активность может затронуть и микронаноуровень структурообразо-вания. Все указанное, как следствие, и будет предопределять механофизико-химическую роль разных фракций частиц отсева как в формировании структуры пространственного каркаса композита, так и в формировании структуры его матричной субстанции.

Таким образом, структурообразующая роль частиц отсевов в технологии бетонов значительно основательнее, шире той, которую выполняют традиционные фракции гранитного щебня 5—10, 10—20, 20—40 мм и т. п.

Ясно, что более многоплановая структурообразующая роль частиц отсевов связана с их идентификационными характеристиками, от которых зависит специфическое развитие процессов формирования структуры твердой фазы и порового пространства бетона.

Идентификационные характеристики отсева дробления гранита. Идентификационные характеристики отсева дробления гранита рассмотрены на примере продукции предприятия ОАО «Павловск-Неруд», которое производит гранитный щебень всех основных фракций и песок в виде рядового отсева дробления. С помощью гидроклассификации части рядового отсева на предприятии производится также обогащенный (освобожденный от пылевидных частиц) отсев в результате чего образуется пульпа гидроклассификации рядового отсева; пульпа в своем составе содержит в том числе самые тонкие (коллоидного и наноразмерного диапазона) фракции пылевидных частиц (рис. 1). Выход рядового отсева составляет, как правило, до 20% от горной массы, поступившей на линию изготовления щебня. Рядовой (назовем его исходный) отсев гранита включает частицы преимущественно размером менее 5 мм, вплоть до пылевидных. При этом в составе отсева может в значительном (до 25% от общей массы отсева) количестве присутствовать и фракция 5—10 мм.

Получение обогащенного отсева и пульпы гидроклассификации имеет сезонный характер.

С учетом генезиса отсева дробления гранита (рис. 2) в качестве объектов исследований принимались индивидуальные фракционные варианты: 1) рядовой отсев со всем диапазоном размера частиц менее 10 мм; 2) обогащенный отсев с размером частиц в диапазоне свыше 0,14 до 10 мм; 3) специально выделенные из рядового отсева индивидуальные фракционные разности свыше 5 до 10, свыше 2,5 до 5, свыше 1,25 до 2,5, свыше 0,63 до 1,25, свыше 0,315 до 0,63, свыше 0,14 до 0,315, менее 0,14 мм; 4) специально полученная (выделенная сушкой из пульпы гидроудаления) пылевидная часть отсева с размером частиц менее 0,14 мм.

В составе идентификационных характеристик отсева дробления гранита рассматривались те из них, которые заведомо оказывают прямое или опосредованное влияние на формирование структуры композита, т. е. на структуру его пространственного каркаса и структуру матрицы.

Таблица 1

Получены оценки (табл. 1) плотности в зерне, насыпной плотности, пустотности, гранулометрического состава, модуля крупности, удельной площади поверхности для рядового отсева (что тоже — песок из отсевов дробления по ГОСТ 31424—2010 «Материалы строительные нерудные из отсевов дробления плотных горных пород при производстве щебня»), для обогащенного отсева (песок из отсевов дробления обогащенный) и для микро-, наноразмерных частиц твердой фазы пульпы.

Для определения идентификационных характеристик в исследованиях названных выше фракционных вариантов и разностей применены методы пикноме-трии, воздухопроницаемости, ситового анализа (стандарт сит для песка), седиментационного анализа (седи-ментометр Фигуровского), лазерной спектрометрии размера и формы частиц (лазерный дифрактометр NanoTec, модульный спектрометр рассеяния света Photocor Complex), рентгенофазового анализа (рентгеновский дифрактометр ДРОН-4), электронной микроскопии (электронный сканирующий микроскоп JEOL JSM-6380 LV).

Экспериментальные данные свидетельствуют о существенном различии критериальных характеристик у разновидностей отсева.

Так, пылевидная часть отсева, представленная микро- и наноразмерными частицами (размер частиц менее 0,315 мм), имеет относительно меньшую плотность в зерне (плотности субстанции частиц), и это коррелирует с наблюдаемым (рис. 3) изменением минералогического состава частиц твердой фазы по содержанию в ней кварца, биотита и полевых шпатов, фиксируемым при переходе от макро- к микро- и наноразмеру. На основании этих данных прогнозируется влияние установ-

н4-н-- т-г- - -1. j _ , i. ■1"Vf .......

J.JL.L. i-i-t-

Г Г " Г " " щ

ПШг^гг: -, - 'Г - , " ■■VV

м w-h-t- ЦЛ

Рис. 3. Рентгеновская дифрактограмма исходной породы гранита и твердой фазы пульпы

Показатель Ед. изм Значение показателя для разновидностей

Рядовой отсев Обогащенный отсев Твердая фаза пульпы

Плотность в зерне г/см3 2,6 2,6 2,5

Насыпная плотность кг/м3 1560 1420 1240

Пустотность % 40 45 50

Модуль крупности отн. 3,24 3,46 -

Удельная площадь поверхности см2/г 200-250 (расчетом) 150-200 (расчетом) 1350-1400 (по ПСХ)

научно-технический и производственный журнал l&J"fJCJi,J'J'iJJiij-lijJi "ii апрель 2018 ЙДГЗЯШЭД

о с

и

о О

40 35 30 25 20 15 10

0 0,14 0,315 0,63 1,25 2,5

10 0 0,14 0,315 0,63 1,25 2,5 5

10 0

0,05

0,1

0,15 0,2 0,25 Размер частиц, мм

Рис. 4. Фракционный состав - распределение по размерам частиц рядового отсева (а), обогащенного отсева (б) и твердой фазы пульпы (в) Примечание: фракционный состав а и б - по рассеву на ситах; в - по результатам седиментационного анализа на весах Фигуровского

ленного факта на состав и свойства цементного камня как состоящего из продуктов гидратации клинкерных

минералов и микронаноразмерных частиц пылевиднои составляющей отсева. Следует считать, что критерий субстанциональности в однородно/неоднородной композитной структуре бетона может меняться в зависимости от вариантов применения видов отсева и его дозировки в составе бетонной смеси.

По результатам идентификации отмечаются также отличия в характеристиках насыпной плотности, пустотно-сти, удельной площади поверхности частиц (табл. 1). У рассмотренных вариантов отсева существенно различается удельная площадь поверхности системы сложения частиц — в диапазоне от 150—200 см2/г у обогащенного отсева до 1350—1400 см2/г у пылевидной фракции отсева; для рядового отсева она соответствует величине 200—250 см2/г из-за присутствия в нем пылевидной части.

Для частиц обогащенного отсева анализируемые показатели насыпной плотности и пустотности соответствуют величинам 1420 кг/м3 и 45%. Из частиц пылевидной фракции, выделенной из отсева, как установлено, формируется менее плотноупакованная система сложения: значения насыпной плотности и пустотности равны 1240 кг/м3 и 50%. В порядке объяснения причин этого факта уместно будет обратить внимание на возможное усиление проявления действия электростатических сил межчастичного отталкивания по мере перехода к наименьшему размеру частиц.

Наибольшая плотность упаковки зафиксирована у рядового отсева: насыпная плотность — 1560 кг/м3, пу-стотность — 40%. Для рядового отсева характерна в определенной мере непрерывная гранулометрия с относительно малой ее бимодальностью. У обогащенного отсева просматривается более выраженная бимодаль-ность и прерывистость гранулометрии (рис. 4). Возрастание пустотности системы сложения зернистых частиц, оставшихся после обогащения отсева, понятно и объяснимо, поскольку взамен пылевидных фракций в системе сложения появляются межзерновые пустоты.

В зерновом составе рядового и обогащенного отсева (рис. 4) содержится до 20—25 массовых процентов фракции с размером частиц более 5 мм, которые можно отнести к разновидности мелкого щебня. На долю же фракций с размером частиц менее 5 мм может приходиться до 75—80% массы отсева.

Таким образом, и рядовой, и обогащенный отсев условно можно квалифицировать как смесь мелкого щебня и песчаной фракции. Целесообразно иметь в виду три компонента отсева: щебень с размером частиц свыше 5 мм, песчаную фракцию с размером частиц от 5 до 0,315 мм, тонкодисперсную составляющую с частицами мельче 0,315 мм. Первые два компонента отнесем к макро-, мезо-масштабным, а третий — к микро-, наномасштабным составляющим при формировании структуры бетона.

Представляют интерес результаты экспериментов по оценке характеристик стандартных фракций рядового

отсева — их насыпной плотности, межзерновой пустотности, величины среднего диаметра и удельной площади поверхности частиц (табл. 2).

Средний диаметр частиц каждой отдельной фракции определен по формуле Ахвердова (Ахвердов И.Н. Основы физики бетона. М.: Стройиздат,1981):

, 2d,dn d — —

ср d,+d2

(1)

а также по формуле C. Weymouth (Weymouth C. A study of fine aggregate in a freshly mixed mortar and concretes. ASTM. 38, 1932. № 2):

2d?d

d¡ + d2

(2)

где d1 и d2 — максимальный и минимальный размеры фракции, мм.

Удельная площадь поверхности частиц каждой отдельно взятой фракции Fyд, м2/м3, вычислена по формуле:

Fyg = 6¥тф/ 0,001dC]

(3)

где V.

тф

1 - Пм

доля твердой фазы частиц данной фракции в единице ее насыпного объема, м3/м3; Пмз — пустотность для данной фракции, м3/м3.

К данным табл. 2 целесообразно добавить следующие пояснения.

В целом в монотонном характере изменения показателей у выделенных исследованных фракций обращают на себя внимание две границы, которые отвечают скачку величин насыпной плотности и межзерновой пустотности систем сложения зернистых частиц. Первая граница проявляется при размере 0,63 мм, вторая — при размере 0,14 мм. На первой границе межзерновая пу-стотность снижается, а насыпная плотность соответственно повышается. На второй границе наблюдается обратная картина: межзерновая пустотность повышается, а насыпная плотность соответственно снижается.

Примечательно, что после первой границы 0,63 мм по мере уменьшения размера частиц визуально фиксируется изменение их формы и относительное увеличение содержания лещадных и игловидных частиц. При этом в экспериментах отмечается снижение сыпучести, что можно объяснить возрастанием в этих системах величины внутреннего трения, вызванного фактором возрастания удельной площади поверхности и морфологическим фактором. Наличие второй границы 0,14 мм, скорее всего, соотносится (и это уже отмечалось для пылевидной части отсева) с усилением действия электростатических сил межчастичного отталкивания, когда уменьшается размер частиц и имеет место переход их совокупности в категорию микронаномасштабных систем.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Из данных относительно границ изменения идентификационных характеристик фракций отсева следует

б

а

в

5

Таблица 2

Показатель Значение показателя для фракции, мм

5-10 2,5-5 1,25-2,5 0,63-1,25 0,315-0,63 0,14-0,315 Менее 0,14

Средний размер dср, мм* 6,67 6,80 3,34 3,42 1,67 1,72 0,84 0,87 0,42 0,44 0,19 0,21 0,03**

Площадь поверхности частиц Fуд, м2/м3 м2/кг 488 0,35 1002 0,69 1947 1,38 3871 2,75 8028 5,50 17968 12,14 104600 76,91

Насыпная плотность рн, кг/м3 1410 1450 1410 1410 1460 1480 1360

Межзерновая пустотность Пмз, % 45,8 44,2 45,8 45,8 43,8 43,1 47,7

Примечания: * Расчетом: над чертой по формуле (1), под чертой по формуле (2). "Определено экспериментом по методу лазерной спектрометрии.

вывод, что в системе сложения частиц разных фракций формируется характерный для них баланс сил взаимодействия, отличающийся по составу сил и их величине (имеются в виду силы сухого трения, механического зацепления, физического и электростатического межчастичного взаимодействия и др.). Примечательно, что внешне такое изменение баланса сил подтверждается наблюдаемым изменением сыпучести, а также специфическими звуковыми эффектами при взаимном сдвиге слоя частиц. Так, начиная с фракции 0,315—0,63 мм слышится характерный хрустящий (скрипящий) звук.

Таким образом, результаты исследований идентификационных характеристик отсевов дробления гранита подтверждают прохождение существенных геометрических и субстанциональных превращений и изменений состояния продукта измельчения горной породы. И это, несомненно, будет проявляться в процессах формирования каркасной составляющей (из зерен макро- и ме-зофракций) и матричной составляющей (из зерен микро- и нанофракций отсева и продуктов гидратации цемента) структуры композита.

Список литературы

1. Чернышов Е.М., Дьяченко Е.И., Макеев А.И. Неоднородность структуры и сопротивление разрушению конгломератных строительных композитов: Вопросы материаловедческого обобщения и развития теории. Воронеж: Воронежский ГАСУ, 2012. 98 с.

2. Баженов Ю.М., Чернышов Е.М., Коротких Д.Н. Конструирование структур современных бетонов: определяющие принципы и технологические платформы // Строительные материалы. 2014. № 3. С. 6—14.

3. Калашников В.И. Промышленность нерудных строительных материалов и будущее бетонов // Строительные материалы. 2008. № 3. С. 20—22.

4. Белов В.В., Образцов И.В., Куляев П.В. Методология проектирования оптимальных структур цементных бетонов // Строительные материалы. 2013. № 3. С. 17—21.

5. Эффективные высокопрочные и обычные бетоны / Под общ. ред. В.И. Калашникова. Пенза: Приволжский дом знаний. 2015. 148 с.

6. Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Кардумян Г.С. Новые модифицированные бетоны. М.: Парадиз, 2010. 258 с.

7. Чернышов Е.М., Артамонова О.В., Славчева Г.С. Наномодифицирование систем твердения в структуре строительных композитов. Воронеж: Научная книга, 2016. 132 с.

8. Виноградов Ю.И., Хохлов С.В. К вопросу об образовании «отсева» при добыче гранитного щебня // Взрывное дело. 2015. № 113/70. С. 118-125.

9. Макеев А.И. Глубокая переработка отсевов дробления гранитного щебня для их комплексного исполь-

зования в производстве строительных материалов // Научный журнал строительства и архитектуры. 2010. № 1. С. 92-99.

10. Макеев А.И. Научно-техническое обоснование технологии глубокой переработки отсевов дробления гранитного щебня // Научный журнал строительства и архитектуры. 2011. № 3. С. 56-67.

References

1. Chernyshov E.M., Djachenko E.I., Makeev A.I. Neod-norodnost' struktury i soprotivlenie razrusheniyu kon-glomeratnykh stroitel'nykh kompozitov: voprosy materi-alovedcheskogo obobshcheniya i razvitiya teorii [Heterogeneity of the structure and resistance to the destruction of conglomerate building composites: the questions of material science generalization and development of the theory]. Voronezh: Voronezh State Technical University. 2012. 98 p.

2. Bazhenov Yu.M., Chernyshov Ye.M., Korotkikh D.N. Designing the structures of modern concrete: defining principles and technological platforms. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2014. No. 3, pp. 6-14. (In Russian).

3. Kalashnikov V.I. Industry of non-metallic building materials and the future of concrete. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2008. No. 3, pp. 20-22. (In Russian).

4. Belov V.V., Obraztsov I.V., Kulyayev P.V. Methodology for de-signing optimal structures for cement concretes. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2013. No. 3, pp. 17-21. (In Russian).

5. Effektivnye vysokoprochnye i obychnye betony. Pod ob-shch. red. V.I. Kalashnikova [Effective high-strength and ordinary concrete. Under the general editorship of V.I. Kalashnikov. Penza: Privolzhsky House of Knowledge]. Penza: Privolzhskiy Dom znaniy. 2015. 148 p.

6. Kapriyelov S.S., Sheynfel'd A.V., Kardumyan G.S. Novyye modifitsirovannyye betony [New modified concrete]. Moscow: Paradiz. 2010. 258 p.

7. Chernyshov E.M., Artamonova O.V., Slavcheva G.S. Nanomodi-ficirovanie sistem tverdenija v strukture stroitelnyh kompozitov [Nanomodification of curing systems in the structure of building composites]. Voronezh: Nauchnaja kniga. 2016. 132 p.

8. Vinogradov Ju.I., Hohlov S.V. On the question of the formation of "drop-out" during production of crushed granite. Vzryvnoe delo. 2015. No. 113/70, pp. 118-125.

9. Makeev A.I. Deep processing of crushing screenings of crushed granite for their integrated use in the production of building materials. Nauchnyy zhurnal stroitel'stva i arkhitektury. 2010. No. 1, pp. 92-99.

10. Makeev A.I. Scientific and technical justification of the technol-ogy of deep processing of screenings of granite crushed stone crushing. Nauchnyy zhurnal stroitel'stva i arkhitektury. 2011. No. 3, pp. 56-67.

60

апрель 2018

jVJ ®

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.