CC BY
15результате разрядных явлений в микрополостях. Движение ионов и микродислокаций вызваны релаксацией внутренних напряжений в затвердевшем бетоне, набравшем предел прочности. При внешней нагрузке во время испытаний на одноосное сжатие наблюдается резкое увеличение ЭМИ. На первых ступенях нагружения интенсивность излучения достигало 5-8тысяч импульсов, при 25-30 тоннах - 50-70 тысяч. При 39 т испытуемые кубики разрушились. Деформации стали наблюдаться в виде лавинообразного развития вертикальных и диагональных микро- и макротрещин. Интенсивность излучения стало резко падать до первых тысяч импульсов в секунду.
Выводы
Импульсное электромагнитное излучение является высокочувствительным фактором сложных процессов, происходящих по мере набора прочности бетона и последующего его разрушения под действием вертикальных нагрузок. Более полная информация может быть получена путем непрерывной регистрации электромагнитных сигналов. На стадии разрушения образцов бетона происходит резкое уменьшение интенсивности излучения с повышением дисперсии значений. Данные исследования, полученные результаты могут быть использованы при характеристике напряженно-деформированного состояния фундаментов, несущих конструкций зданий и сооружений.
Следует продолжить эксперименты с определенными типами цемента, характеристикой состава отдельных элементов бетонной смеси, влажности, температуры, структурных характеристик бетона и новообразований в процессе его твердения.
Список использованных источников
1. ГОСТ 16297-80. Материалы звукоизоляционные и звукопоглощающие
2. Ефименко А.З. Исследование прочности и упругих свойств виброгазобетона с помощью ультразвуковых методов. - Строительные материалы. Выпуск №6. -Москва:1966. - стр. 30-32
3. Патент РФ №2104517, Класс патента G01N29/00, Автор Бойко Г.П., Дата публикации 10.02.1998 «Резонансная установка для определения кинетики структурообразования вяжущих материалов типа цемента»
4. Технологический регламент ресурсосберегающей технологии бетонных работ и инструкция по оперативному определению ее временных параметров. А. К. Запольский, A.M. Звенигородский и др. - Киев: КИСИ. - 1989- 12стр
5. Журков С.Н., Куксенко В.С., Петров В.А. и др. О прогнозировании разрушения горных пород. Изв. АН СССР, сер. Физика Земли, 1977, № 6, с.11-18.
6. Саломатин В.Н. Многолетний опыт применения метода ЕИЭМПЗ при решении комплекса задач в Украине. Сб.трудов междунар. научной конф. «Становление и развитие научных исследований в высшей школе». Т 2.Изд.ТПУ, 2009, с.384-391.
УДК 666.9.022.3
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КИРПИЧА НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ ГОРНЫХ ПОРОД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕХАНОАКТИВИРОВАННОГО СЫРЬЯ
Федоркин С.И., Макарова Е.С., Елькина И.И.
Национальная академия природоохранного и курортного строительства
Разработана технология и осуществлен подбор оборудования для изготовления пустотелого кирпича на основе отходов горных пород с использованием механоактивированного сырья. Проведена апробация технологии в условиях промышленного производства.
Технология производства, кирпич, механоактивация, горные породы, сырье, полусухое прессование
Введение
В последние годы в Украине существенно возрос объем индивидуального строительства. Особенно это ощущается в Крыму в связи с обустройством депортированных граждан и с развитием рекреационного строительства (коттеджи, небольшие гостиницы). При этих видах строительства в большом объеме используются мелкоштучные стеновые материалы - кирпич, стеновой камень. Эти материалы должны отвечать современным требованиям по техническим характеристикам, быть дешевыми и конкурентоспособными.
Наряду с этим в Крыму очень остро стоит вопрос об утилизации отходов горных производств, образующихся при добыче известнякового камня и блоков, дроблении и промывке различных горных пород при изготовлении щебня и песка.
Анализ публикаций
Одним из перспективных технологических направлений при изготовлении строительных материалов является использование механохимической активации сырья, которая приводит к интенсификации процессов формирования структуры строительных материалов на основе вторичного сырья и позволяет улучшить качественные характеристики сырья и перевести некондиционное вторичное сырье в кондиционный продукт для производства строительных материалов [1]. Это происходит за счет механохимических эффектов, заключающихся в увеличении степени аморфизации материалов, их диссоциации, образования сети микродефектов, обладающих повышенным запасом энергии и т. п.
Цель и постановка задач исследований
Цель настоящей работы - разработка эффективной технологии переработки известняковых отходов камнедобычи и шламов промывки горных пород в высококачественный кирпич с использованием методов механоактивации сырья.
Методика исследований
В основу технологии положены результаты предыдущих лабораторных исследований по утилизации известняковых отходов камнедобычи Крымских карьеров и шламовых продуктов промывки отсевов Шархинского карьера.
В качестве вяжущего использован шлакопортландцемент М400 Краматорского цементного завода.
Технология включает механическую активацию и скоростное перемешивание сырьевой смеси, полусухое прессование и твердение изделий [2].
Результаты экспериментальных исследований и их анализ
Рис. 1. Технологическая схема производства кирпича на основе отходов горных пород с использованием механоактивации сырья
В последнее время наметилась тенденция создания технологических линий малой мощности. Это вызвано следующими причинами: месторождения минерального сырья выработаны или находятся далеко от крупных производственных центров строительной индустрии; освоение новых крупных месторождений не под силу мелким и средним производителям, равно как и строительство мощных автоматизированных заводов с использованием импортного оборудования; освоение мелких месторождений, переработка отвалов техногенного сырья и строительство предприятий строительных материалов для обеспечения нужд местного строительства вызывает необходимость создания линий малой мощности, базирующихся на более дешевом отечественном оборудовании малой производительности.
Для организации производства пустотелого кирпича по предлагаемой технологической схеме нами было выбрано современное оборудование, выпускаемое ЧП «Агрегат» (АР Крым, г. Ялта).
В состав технологической линии входят следующие основные агрегаты: смесительно-загрузочный комплекс СЗК-16 (рис. 2), включающий скоростную смеситель-дробилку СД и гидравлический пресс двухстороннего действия А300-С2 (рис.3).
Рис. 2. Технологическая линия для производства лицевого кирпича методом полусухого прессования: 1 - бункера для хранения сырьевых компонентов, 2 - смесительно-загрузочный комплекс (СЗК), 3 - ленточный транспортер, 4 - гидравлический пресс двухстороннего прессования.
Сырьевые компоненты из бункеров для хранения (1) подаются в смесительно-загрузочный комплекс (2), представляющий собой узел дозирования, перемешивания, транспортировки (3) и подачи смеси в четыре последовательно расположенные пресса (4). Высокоскоростной смеситель является основным узлом СЗК. Расположение весовых дозаторов непосредственно на крышке смесительной камеры позволяет быстро (в течение 10 - 15 сек) производить загрузку всех предварительно взвешенных (во время предыдущего замеса) компонентов смеси в смесительную камеру.
Смесительно-загрузочный комплекс СЗК-16 предназначен для подготовки, приготовления, транспортировки и подачи смеси в пресс. Смеситель-дробилка СД
является основным узлом комплекса СЗК-16. Скорость вращения ротора дробилки составляет 1500 об/мин, что позволяет подвергать ударному нагружению частицы смеси с линейной скоростью до 36 м/с. Скорость вращения смесителя 60 об/мин. Такая скорость обеспечивает высокую интенсивность перемешивания сырьевой смеси. Суммарная мощность СЗК-16 - 90кВт.
Рис. 3. Процесс формования кирпича на прессе А 300-С2.
Гидравлический пресс двухстороннего действия А300-С2 предназначен для прессования полнотелого и пустотелого кирпича. Максимальное усилие прессования 300 т., длительность цикла прессования 8-14 сек., количество кирпичей, прессуемых за цикл равно 2. Установленная мощность пресса - 18кВт. Характерное отличие прессов ЧП «Агрегат» состоит в исполнении прессов с двумя встречно направленными гидравлическими цилиндрами, что позволяет обеспечить высокую равномерность уплотнения сырья. Такое решение дает возможность повысить качество изделий, а также получать кирпич со сквозными не сквозными пустотами.
Оборудование, входящее в состав технологической линии, позволяет организовать производственный комплекс, построенный по принципу полностью автоматизированных «безлюдных» технологий. Обслуживание комплекса необходимо только на позициях загрузки сырья в объемные бункеры-накопители и на позиции получения готовой упакованной продукции.
Производительность предлагаемой технологической линии (при использовании одного пресса) составляет 1,2 млн. шт. кирпича в год. Следует отметить, что смесительно-загрузочный комплекс способен обслужить работу четырех прессов.
Технологическая линия работает следующим образом. Отход горной породы и шлакопортландцемент загружаются в объемные бункеры-накопители, из которых сырье подается в смесительно-загрузочный комплекс СЗК-16. На первой стадии отход и цемент попадают в скоростную дробилку смесителя дробилки СД, где происходит их механоактивация ударным воздействием и частичное перемешивание. Из дробилки активированная смесь попадает в скоростной смеситель смесителя дробилки. В смеситель подается дозированное количество воды для обеспечения относительной формовочной влажности смеси 8-10% (мас.). В смесителе происходит интенсивное перемешивание и гомогенизация смеси. Далее полученную смесь направляют в гидравлический пресс А300-С2, где происходит полусухое прессование кирпича при удельном давлении прессования 30МПа. Свежеотформованный кирпич обладает достаточной прочностью для пакетирования и выдержки в естественных влажных условиях.
В условиях ЧП «Агрегат» нами были выпущены опытные партии пустотелого кирпича на основе известняковых отходов камнедобычи Бештерекского месторождения, шлама Шархинского карьера и шлакопортландцемента М400 Краматорского цементного завода.
Физико-механические характеристики пустотелого кирпича опытных партий размером 250х120х65 мм и пустотностью 33% приведены в табл. 1.
Таблица 1
Физико-механические свойства пустотелого кирпича опытных партий
Состав сырьевой смеси в % по массе Предел прочности (МПа) при сжатии Средняя плотность, кг/м3 Водопогло-щение, % Морозостойкость, не менее циклов Марка кирпича
Цемент - 10 Шлам - 90 12,7 1373 8,6 50 М100
Цемент - 20 Шлам - 80 20,2 1364 8,1 50 М200
Цемент - 30 Шлам - 70 31,1 1362 6,7 50 М300
Цемент - 10 Известняковый отход - 90 13,2 1434 9,1 50 М100
Цемент - 20 Известняковый отход - 80 21,5 1438 8,4 50 М200
Цемент - 30 Известняковый отход - 70 33,4 1425 7,0 50 М300
Как свидетельствуют результаты испытаний (табл.1), пустотелый кирпич на основе исследованных горных пород полностью соответствует требованиям ДСТУ Б В.2.7-7:2008 [3]. Технология его производства с использованием механоактивации сырья позволяет получить высококачественные изделия марок М100-М300 в зависимости от количества цемента в сырьевой смеси.
Выводы
Разработана технология и осуществлен подбор оборудования для изготовления пустотелого кирпича на основе отходов горных пород с использованием механоактивированного сырья на линии малой мощности.
Проведена апробация технологии в условиях промышленного производства. Показано, что физико-механические характеристики пустотелого кирпича полностью соответствует требованиям ДСТУ Б В.2.7-7:2008 для марок М100-М300.
Список использованных источников
1. Федоркин С.И. Механоактивация вторичного сырья в производстве строительных материалов / С.И. Федоркин. - Симферополь : Таврия, 1997. - 180 с.
2. Патент на корисну модель Украина, МПК (2011.01) С04В 28/00. Споаб виробництва стшових матерiалiв на основi вiдходiв дроблення прських порщ / Федоркин С.И., Любомирский Н.В., Макарова Е.С., Елькина И.И. - № 62254 ; заявл. ; опубл. 25.08.11, Бюл. № 16
3. Будiвельнi матерiали. Вироби бетонш стiновi дрiбноштучнi. Техшчш умови 771-3:2003, №0) : ДСТУ Б В.2.7-7:2008. — [Чинний вщ 2009-08-08]. — К. : Мшрегюнбуд Украши, 2009. — 52 с. — (Нащональний стандарт Украши).
