CC BY
16
ó
НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
УДК 666.97
. ПОЛУЧЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ И МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ ¡I УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Д.О. Байджанов, Е.Т. Кучербаев, И.Ж. Избасарова
Карагандинский государственный технический университет 111 им. В.А. Букетова
Iii Mañanada KOMip eHdipici цалдыцтарынан алудагын зерттеулер
нэпижелгр1 царастырылган
!1§|; В данной статье рассматривается исследование и эффективность
получения строительных материалов на основе отходов угольной |||| промыииенност и
III! There are research and efficiency of reception of building materials is
considered on the basis of waste products of the coal industry in given article
Около 80% стен зданий и сооружений в Республике Казахстан возводятся из стеновых бетонных камней и керамических изделий. Радикальная экономическая реформа, проводимая в нашей Республике, требует не просто обеспечить рост выпуска стеновых материалов, а непременно на здоровой экономической основе.
Основным направлением технического перевооружения отрасли является широкое вовлечение в сферу производства отходов и побочных продуктов промышленности, создание новых ресурсо- и энергосберегающих технологий [1].
Эффективность производства стеновых материалов определяется основными факторами: прогрессивной технологией производства, качеством исходного сырья и технологическим уровнем оборудования.
В данной работе исследовались горелые породы Карагандинской области с целью получения стеновых материалов путем прессования под высоким давлением - гиперпрессования без последующего обжига. В качестве вяжущего использовали шлакопортландцемент Карагандинского цементного завода. В качестве заполнителя применялась дробле-
ная горелая порода. Для улучшения пластичности смесей, снижения водопот-ребности при затворении вяжущего вещества, увеличения конечных прочностных характеристик, морозостойкости готовых изделий использовали химические добавки: полифункциональный модификатор бетона ПФМ-НЛК (ТУ 2493010-04786546-2001); динамике (ТУ 5870-001-58042865-03); суперпластификатор С-3 (ТУ 5870-002-58042865-03).
Горелые породы представлены обломками аргиллитовых пород размером обломков от 1,0 до 5,0 см с большим количеством более тонкого обломочного материала, а также мелких зерен несгоревшего угля, которые составляют примерно 2-3% от объема тонкообломочного материала породы. Цвет материала, в основном, светлый серо-кирпичный. На редких обломках встречаются налеты натечных образований гидроокислов железа.
Таблица 1
Минеральный состав горелых пород в процентах
Наименование материала Проба № 1 Проба №2 Наименование материала Проба № 1 Проба №2
Муллит ЗА120328Ю2 28,0 25,0 КальцитСаО 1,0 1,0
Кристобаллит 510?. 20,0 20,0 Гематит БегОз 6,0 10,0
Опал 8Ю2 п Н20 4,0 4,0 Гипс СаЭ04 2Н20 <1,0 2,0
Кварц БЮг 20,0 14,0 Углистое вещество 0,5 <0,5
Альбит ИагОАЬОзбНзО 15,0 20,0 Итого: 95,0 96,25
Основные свойства горелых пород - заполнителей, определенных по соответствующим ГОСТам приведены в таблице 2.
Таблица 2
Физические свойства горелой породы
Фракция. Плотность, Насыпная Пустот- Водопог- Влажность, Загрязнен-
мм кг/м3 плотность, -НОСТЬ, лощение. % ность, %
кг/м3 % %
0...5 2770 1250 35 Д 2,7 1 2
Одним из важнейших условий повышения качества и долговечности стеновых камней и создания устойчивых технологических параметров является подбор оптимального состава, обеспечивающий интенсификацию производства, постоянство состава и влажности формовочной массы.
Прочность стеновых камней, получаемых гиперпрессованием по безобжиговой технологии зависит от многих факторов: активности вяжу-
8
НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА
щего. расхода вяжущего, качества заполнителей, интенсивности прессования смеси, условий твердения и др. [2].
Оптимальные составы формовочных масс (шихты) выбирались по результатам испытания контрольных образцов-цилиндров диаметром и высотой 70 мм.
Образцы прессовались в специальной форме с помощью пуансона на гидравлическом прессе. Отформованные образцы твердели на воздухе при температуре 20П20С и влажности среды 70-90%. После чего образцы подвергались испытаниям в возрасте 28 суток. Определялась прочность при сжатии, плотность, коэффициент сжимаемости. По результатам определения прочности при сжатии устанавливалась марка полученных стеновых материалов. Составы формовочных масс и результаты испытании контрольных образцов приведены в табл. 3.
Таблица 3
Фшико-механические свойства стеновых материалов
Состав смеси, % Объем смеси перед прессов., см3. Объем образца после прессов., см3 Коэф-т сжимаемости, Ксж Плотность образца, г/см3 Марка по-11 луч. материала
1 2 3 4 5 6
1.Цеменг-20, горелая порода-80 597 270 2,21 2,56 200
2.Цемент-20, горелая порода-79, ПФМ-НЖ-0,7 519 265 1,96 2,26 300
З.Цемент-20, горелая порода-79, С-3-0,7 500 255 1,85 2,00 300
4.Цемент-20, горелая порода-79, Линамикс-0,4 510 260 1,90 2,14 400
Исследовалась возможность использования горелых пород в качестве крупного заполнителя в тяжелых бетонах. Основная задача при определении состава бетона - найти оптимальное соотношение между его компонентами которое обеспечивает заданные свойства бетона и бетонной смеси при минимальном расходе вяжущего [1].
Принятый состав бетона должен обеспечить следующие показатели:
- удобоукладываемость или подвижность бетонной смеси;
- заданную прочность к определенному сроку твердения;
- однородность и отсутствие расслоения бетонной смеси.
Для наблюдения роста прочности бетона во времени формовались образцы - кубы с размером ребра 10 см, которые уплотнялись на лабораторной площадке. Образцы твердели в естественных условиях в течении 28 суток, а затем подвергались испытаниям на гидравлическом прессе. Определялась прочность при сжатии. Результаты испытаний приведены в таблице 4.
Были проработаны смеси различные по виду и расходу химических добавок. Стояла задача подобрать пластичные оптимальные смеси с осадкой стандартного конуса - 4...6 см.
Таблица 4
Составы и свойства бетонов
Состав смеси, кг/м3 Консистенция, O.K. смеси, см Прочность при сжатии, МПа Марка материала
1 2 3 4
1 .Цемент - 420, ПГС - 760, Щебень - 956, Вода - 200 4 192 200
2. Цемент - 420, ПГС - 760, Гор, города - 737, вода - 200 4 187 200
3. Цемент - 420, ПГС - 760, Гор. порода - 737, вода -180, ПФМ-НЛК - 2,8 5 291 300
4. Цемент - 420, ПГС - 760, Гор. порода - 737, вода - 170, С-3 - 2,8 6 304 300
5. Цемент - 420, ПГС - 760, Гор, порода - 737, вода -175, Линамикс -1,7 5 397 400
Запасы горелой породы измеряются десятками миллионов тонн, что представляет неисчерпаемую дешевую сырьевую базу для получения стеновых материалов.
ЛИТЕРАТУРА
1, Баженов Ю.М., Горчаков Г.И, Строительные материалы. - М.: Стройиздат, 1986,- 586 с.
2. Волженский A.B., Бурое Ю.С., Виноградов Б.Н., Гладких КВ. Бетоны и изделия из шлаковых и зольных материалов. - М.: Стройиздат, 1979. - 392 с.
