CC BY
94
Общетехнические задачи и пути их решения 111
Результаты расчетов показали, что наименьший расход электроэнергии получается при импульсном
регулировании ТЭД 750 В. Он на 5 % меньше, чем при импульсном регулировании ТЭД 1500 В, и в 2 раза меньше, чем при реостатном регулировании ТЭД 750 В. По возврату
Библиографический список
1. Правила тяговых расчетов для поездной работы. - М. : Транспорт, 1985. - 287 с.
2. Основы локомотивной тяги / С. И. Осипов, К. А. Миронов, В. И. Ревич. - М. : Транспорт, 2000. - 443 с.
Рис. 3. Зависимости возврата электроэнергии от времени хода при рекуперативном торможении для реостатного и импульсного пуска для ТЭД 750/1500 В
электроэнергии в контактную сеть схемы с импульсным регулированием равнозначны и позволяют увеличить возврат электроэнергии по сравнению со схемами реостатного регулирования в среднем на 10 кВтч для ТЭД 750 В и на 5кВтч для ТЭД 1500 В.
3. http://www.infineon.com/cms/en/product/power-
modules-and-iscs/igbtmodules/igbt-modules-up-to-6500v/igbt-modules-up-to-6500v-single-witch/channel. html?channel=ff80808112ab681d0112ab69f9290398.
УДК 05.23.05
Р. И. Щеулов
Петербургский государственный университет путей сообщения
ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК ТОНКОМОЛОТОГО БЕТОННОГО ЛОМА НА ПРОЧНОСТЬ МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ БЕТОНОВ
Ежегодно в мире образуется огромное количество бетонного лома. Возникает необходимость утилизации или повторного вовлечения в производство данного минерального
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2012/1
Общетехнические задачи и пути их решения 112
сырья. В статье рассмотрен способ использования тонкомолотого бетонного лома в качестве минеральной добавки для получения смешанного вяжущего.
бетонный лом, вторичное использование, строительные отходы, смешанное вяжущее, мелкозернистые бетоны, минеральные добавки.
Введение
При выведении строительных объектов из эксплуатации вследствие естественного старения, природных и техногенных катастроф, вооруженных конфликтов и накопления
некондиционных изделий образуются значительные объемы бетонного лома [1].
В странах Европейского Союза ежегодно разрушается около 50 млн т бетонных и железобетонных конструкций. Количество отходов, образующихся при сносе различных строительных объектов, достигает 1 т в год на душу населения [2]. В Японии при ежегодном объеме строительных отходов свыше 70 млн т 34 % [3] из них составляют отходы в виде бетонного лома, причем около 50 % отходов подвергается вторичной переработке, остальное используется для различных засыпок [4]. В США при реконструкции и сносе морально устаревших объектов образуются отходы
бетонного лома, объемы которого достигают 60 млн т в год, из них ежегодно перерабатывается более 20 млн т [5].
По последним статистическим данным, в России ежегодно образуется около 6 млн т отходов бетона и железобетона. В ближайшее время прирост объема бетонного лома при разборке зданий и конструкций достигнет 15-17 млн т в год.
Утилизация бетонного лома не только позволяет улучшить экологическую ситуацию, но и предоставляет ценное сырье для производства строительных материалов. Как показывает современная строительная практика, основной объем отходов бетонного лома используется в строительных материалах в качестве инертных заполнителей [6]. Но такой путь утилизации бетонного лома
представляется нам недостаточно эффективным.
Определение влияния содержания тонкомолотого бетонного лома на прочность мелкозернистых бетонов
Целью работы явилось определение влияния содержания тонкомолотого бетонного лома (ТБЛ) как компонента вяжущего на прочность мелкозернистых бетонов. Для сравнения в состав вяжущего вводили тонкомолотый кварцевый песок (ТП).
В исследованиях применяли портландцемент Сланцевского завода «Цесла» М 500-ДО, НГ = 27 %, песок морской с модулем крупностиМкр = 1,85, бетонный лом трех типов, незначительно отличающихся по тонкости помола, близкой к тонкости помола портландцемента: тип I -
характерезовался тонкостью помола по
остатку на сите № 008 15 %, рн =
= 1 020 кг/м3; тип II - 12 %, рн = 740 кг/м3; тип III - 15 %, рн = 1 010 кг/м3; песок с тонкостью помола по остатку на сите № 008 3 %,рн = 845 кг/м3;добавка С-3
Новомосковского завода. Эксперименты проводили на образцах-балочках размерами 4x4x16 см , изготовленных из раствора состава 1:3, подвижность растворной смеси по расплыву на встряхивающем столике составляла
106.. .109 мм.
Результаты исследований приведены в таблице.
Как следует из полученных результатов, введение в состав вяжущего
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2012/1
Общетехнические задачи и пути их решения 113
10 % ТБЛ по массе от массы вяжущего приводит к понижению прочности мелкозернистого бетона в возрасте 28 суток от 7,6 до 15,9 %.
Увеличение содержания ТБЛ до 20 % по массе позволяет несколько снизить водосодержание бетонной смеси. Однако несмотря на это, прочность бетона в возрасте 28 суток снижается от 16,4 до 22,1 %, в зависимости от типа вводимого ТБЛ,по сравнению с прочностью контрольного состава на цементе без добавки.
Введение ТП в количестве 10 % не влияет на водосодержание бетонной смеси при заданной подвижности, но увеличение его содержания до 20%
позволяет заметно снизить
водосодержание смеси за счет пониженной водопотребности ТП по сравнению с водопотребностью ТБЛ, поэтому при одинаковом водовяжущем отношении при введении 10 % ТП прочность снижается значительно больше (на 26,3 %), чем с таким же количеством ТБЛ (до 15,9 %), тогда как при введении 20 % ТП в состав вяжущего прочность бетона в возрасте 28 суток за счет пониженной водопотребности (при одинаковой для всех составов заданной подвижности) снижается несколько менее (на 15,1 %), чем для составов на смешанном вяжущем с ТБЛ (до 22,1 %).
ТАБЛИЦА. Влияние тонкомолотых минеральных добавок ТБЛ и ТП на прочность
мелкозернистого бетона
№ п/п В/В Подвижность по расплыву на встряхиваемом столике, мм Прочность образцов, МПа, в возрасте, сут
■^изг ■^сж
3 7 28 3 7 28
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Портландцемент без добавок
1 0,440 106 6,23 7,02 7,72 38,3 42,16 52,45
Бетонный лом тонкомолотый, тип I
Состав вяжущего: цемент : ТБЛ = 90:10
2 0,440 106 4,97 5,27 7,14 33,11 38,08 48,46
Состав вяжущего: цемент : ТБЛ = 80:20
3 0,426 106 3,55 5,38 5,15 27,89 32,08 40,88
Бетонный лом тонкомолотый, тип II
Состав вяжущего: цемент : ТБЛ = 90:10
4 0,440 107 4,92 5,16 5,23 32,93 39,52 44,13
Состав вяжущего: цемент : ТБЛ = 80:20
5 0,430 107 3,74 5,15 6,16 33,84 35,88 43,84
Бетонный лом тонкомолотый, тип III
Состав вяжущего: цемент : ТБЛ = 90:10
6 0,440 108 5,87 7,02 6,87 37,04 42,4 47,76
Состав вяжущего: цемент : ТБЛ = 80:20
7 0,419 106 3,99 6,91 5,77 29,84 37,74 42,00
Песок тонкомолотый
Состав вяжущего: цемент : ТП = 90:10
8 0,440 109 4,68 5,73 6,08 31,52 38,56 38,67
Состав вяжущего: цемент : ТП = 80:20
9 0,410 107 5,87 6,79 6,67 31,04 39,44 44,51
Примечание. В/В - водовяжущее отношение.
Для повышения прочности бетонов на вяжущем, содержащем ТБЛ, предлагается вводить пластифицирующие добавки.
В проведенных исследованиях в состав бетона вводилась добавка суперпластификатора С-3 в количестве
0,6 % по массе от массы смешанного вяжущего. Подвижность бетонной смеси была оставлена равной исходной (106.. Л09 мм). Результаты исследований прочности при сжатии образцов на смешанном вяжущем, содержащем 20 %
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2012/1
Общетехнические задачи и пути их решения 114
ТБЛ, после тепловлажностной обработки (ТВО) и в возрасте 7 суток приведены на рисунке.
Режим ТВО был принят: 3 + 4 + 2, Т = = 70 °С. Для сравнения на рисунке приведены результаты испытания бетона на смешанном вяжущем с 20 % ТП. Прочность бетона в возрасте 28 суток приведена для образцов, твердевших в нормально-влажных условиях без ТВО.
Как видно из приведенных результатов, при введении добавки С-3 в количестве 0,6 % в мелкозернистый бетон на смешанном вяжущем удается практически полностью компенсировать падение прочности за счет снижения водосодержания бетонных смесей на вяжущем как с добавкой ТБЛ всех трех типов бетонного лома, так и ТП при
Заключение
Таким образом, введение ТБЛ в состав смешанного вяжущего в количестве до 20 % приводит к понижению прочности бетона. Причем в зависимости от состава бетонного лома, тонкости помола и водопотребности, определяемой
минералогическим составом и
трещиноватостью частиц, это падение прочности может колебаться в возрасте 28 суток нормально-влажного твердения в широких пределах и достигать 22,1 %.
Введение добавки
суперпластификатора С-3 в составы на смешанном вяжущем, содержащем ТБЛ в
Библиографический список
1. Вторичное использование бетона / В. А. Гусев, Б. В. Загурский. - М. : Стройиздат, 1986. - 368 с.
2. Betonzuschlag aus Bauschutt und Abbruchmaterial / A. Leshchinsky, M. Lesinskij // Betonwerk+Fertigteil-Technik. - 2003. - № 8. -S. 14-22.
3. Recycling constructioin and demolition wastes in concrete / R. Dhir, K. Pain, T. Dyer // Concrete. - 2004. - Vol. 38, № 3. - PP. 25-28.
сохранении заданной подвижности смесей.
£ 50,00 Ё 45,00 { 40,00 * 35,00 I 30,00 я 25,00
IS 20,00
s 15,00 c 10,00
0 5,00
1 0,00
ft
io после ТВО 7 Cyr. нормально- 28 суг. нормально-
О
л влажногого твердения влажного твердения
§ после ТВО безТВО
о ■ 1 - Цемент без добавоз?°3*>аСТ' ^12 - Ц:ТБЛ - тип I = 80:20
с i3-U:TBfl-™nll = 80:20 14 -Ц:ТБЛ- тип 111 = 80:20
□ 5 - Ц:ТП = 30:20
Прочность мелкозернистого бетона Ясж на смешанном вяжущем с минеральными добавками ТБЛ, ТП и добавкой 0,6 % суперпластификатора С-3
количестве 20 % по массе от массы смешанного вяжущего, позволяет за счет снижения водосодержания бетонной смеси при сохранении одинаковой с контрольным составом подвижности бетонной смеси на цементе значительно повысить прочность мелкозернистых бетонов и достичь прочности, равной прочности контрольных составов на цементе без добавок бетонного лома. Проведенные исследования открывают широкие перспективы для использования отходов бетонного лома в производстве строительных материалов.
4. Строительные материалы из отходов
промышленности / Л. И. Дворкин, И.А. Пашков. - Киев : Головное издательство
издательского объединения «Выща школа», 1989. - 368 с.
5. Concrete-2000. Economic and durable construction through. - University of Dundee, Scotland, UK 7-9 Sept., 1996. - 1920 pages.
6. Структура и свойства бетонов с компенсированной усадкой на вторичных заполнителях / Г. А. Айрапетов, Г. В. Несветаев,
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2012/1
