Дополнительная обработка заполнителей для бетона

Рис. 1. Дополнительная обработка заполнителей для бетона    Отечественная промышленность по производству товарного бетона, заводы ЖБИ и ДСК, производящие сборный железобетон, используют в качестве заполнителей песок и щебень, как правило, не подвергавшиеся дополнительной обработке после их добычи. И если сама технология получения щебня включает дробление и сортировку материала, т.е. позволяет поставлять по крайней мере две фракции крупного заполнителя (5–20 и 20–40), то добытый песок обычно никак не обрабатывается.
  Исследованиями отечественных и зарубежных ученых показано, что, главным образом, от песка, как основного носителя поверхности, гранулометрия которого определяет пустотность заполнителя зависит расход цемента в бетоне. И поэтому именно природный песок, в первую очередь, должен быть подвергнут переработке.
  В настоящее время нет единого мнения о том, каковы должны быть критерии качества песка для изготовления железобетонных конструкций. Приемлемыми считаются пески, соответствующие стандарту, а лучшими из них – крупные пески, причем основным критерием, используемым для оценки качества, является модуль крупности. В то же время различными исследователями неоднократно указывалось, что при одинаковом модуле крупности удельная поверхность песков может отличаться в 1,5–1,8 раза и что модуль крупности не может служить надежной оценкой качества песка.
  Приблизительность используемых критериев, отсутствие привязки качества песка к классу бетона и техническим возможностям формующего оборудования не дают возможности оптимизировать состав песка, а использование необработанных песков приводит к значительному перерасходу цемента и снижению качества бетона.
  За использование необработанных заполнителей приходится платить дважды: во-первых, за случайный гранулометрический состав, наличие примесей и др., во-вторых, за нестабильность технологического процесса в связи с постоянно меняющимися характеристиками заполнителей, даже получаемыми от одного поставщика, сегрегацией песка в процессе разгрузки и др.
  Песок имеет также постоянно меняющуюся от замеса к замесу влажность, которую, из-за отсутствия экспрессных методов определения ее в потоке, приходится устанавливать органолептически оператору бетоносмесительного узла. Все это приводит к повышению стоимости бетона в связи с увеличением расхода цемента на 10–20%. В отдельных случаях, например, при изготовлении конструкций из песчаного бетона, перерасход цемента (по сравнению с использованием песка оптимального грансостава) составляет 80–140 кг/м3 или до 30%. Но и для массовых случаев в тяжелых бетонах увеличение расхода цемента в среднем на 15% – совершенно недопустимая величина.
  Одним из следствий применения песков без дополнительной обработки является поставка смерзшегося песка, разгрузка которого приводит к серьезным трудностям для заводов – использованию бурорыхлительных машин и др., причем проблемы не ограничиваются разгрузкой, т.к. смерзшиеся комья разгруженного песка не могут быть непосредственно использованы в технологическом процессе.
  Перерасход цемента в границах 15% при использовании необработанных речных, карьерных песков неоднократно подтверждался теоретическими и экспериментальными работами отечественных и зарубежных ученых, а также практикой бетонных работ за рубежом, где это положение отражено в нормативных документах по технологии бетона. Как известно, в подавляющем большинстве случаев за рубежом на заводы и стройки поставляются мытые сухие фракционированные (разделенные на 4–5 фракций) пески, что позволяет для каждой марки бетона и каждой удобоукладываемости бетонной смеси использовать оптимальный фракционный состав заполнителей. Соответственно, бетоносмесительные узлы заводов снабжены емкостями для хранения отдельных фракций песка и щебня, трактами подачи, управляемой компьютером системой дозировки.
  Причинами, по которым в России не используются фракционированные пески, являются, с одной стороны, неготовность потребителей принять, обработать и ввести в бетонную смесь несколько отдельных фракций песка, с другой – неготовность карьеров выпускать фракционированные пески из-за отсутствия спроса, а также серийного оборудования для их классификации.
  В действительности, такое оборудование уже давно разработано (например, институтом ВНИИПИстройсырье), апробировано и хорошо себя зарекомендовало в опытно-промышленных установках.
  По существу, в настоящее время сложилась ситуация замкнутого круга, когда заводы для того, чтобы принять отдельные фракции заполнителя, нуждаются в реконструкции, а карьероуправления, ГОКи из-за отсутствия заказов не приобретают соответствующее оборудование для производства фракционированных песков. Сложность проблемы усугубляется тем, что использование указанного оборудования эффективно только при значительных объемах переработки заполнителя, а это означает необходимость поставки фракционированного песка, как минимум на 3–4 завода.
  Если принять во внимание состояние промышленности нерудных материалов, а при поставке фракционированного песка отказаться от принципа дифференциации гранулометрического состава для каждого вида бетона, и ограничиться некоторыми усредненными характеристиками песка, то для большинства бетонов, используемых в стройиндустрии, можно указать грансостав песка по расходам цемента близкий к оптимальному. Получение песков указанной гранулометрии может быть организовано на карьере таким образом, что песок с требуемым соотношением фракций выдается в качестве готового продукта, а «лишние» фракции песка в разделенном виде накапливаются на картах намыва, откуда поставляются потребителям для других видов бетонов и растворов, например для кладочных растворов, отделочных материалов, пенобетонов.
  Таким образом, реальным выходом из создавшегося положения является приготовление на карьере фракционированного песка, состоящего из смеси определенных фракций, и поставка уже готового песка потребителю.
  Тогда потребитель работает в рамках существующего технологического процесса и не нуждается в установке дополнительного оборудования.
  Разумеется карьер, который должен установить оборудование по переработке песка (бункера, пульповоды, классификаторы, сгустители, обезвоживатели), должен компенсировать затраты увеличением его стоимости ориентировочно на 15 руб/м3. Стоимость сэкономленного цемента для Московского региона – не ниже 50 руб/м3, а в отдельных случаях эта цифра может достигать 100 руб/м3. Кроме того, существенна возможность стабилизации технологического процесса производства бетона. Классификация песка может сопровождаться использованием обезвоживателей, позволяющих получать песок с фиксированной влажностью, не превышающей 3%. Использование песка с низкой фиксированной влажностью исключает его смерзаемость и позволяет отказаться от ориентировочных методов оценки водосодержания бетонной смеси – установить весовую дозировку воды. Это, в свою очередь, приведет к дополнительной экономии цемента.
  В рамках программы подготовки заполнителей для бетона разработан расчетный аппарат, позволяющий оценить качество используемого песка по его гранулометрическому составу, форме зерен, количеству примесей и др. Очевидно, что критерием качества песка должна быть стоимость бетона на указанном песке, однако, в качестве промежуточного достаточного критерия оптимизации был принят расход цемента в м3 бетонной смеси. Рис. 2. Дополнительная обработка заполнителей для бетона
  Поскольку, помимо указанных выше характеристик песка, расход цемента определяется классом бетона и удобоукладываемостью бетонной смеси, то зависимости, оценивающие качество песка, были построены, как функция гранулометрии песка для конкретной марки бетона и удобоукладываемости бетонной смеси, и тогда они представлены в форме квадратного многочлена. Зависимости в виде симплекс-диаграмм, позволяют учесть весь комплекс факторов, влияющих на расход цемента.
  При разработке расчетного аппарата существенно как снижение количества факторов, используемых для оценки качества песка, так и возможность надежного их определения. Например, включение в число факторов удельной поверхности песка существенно упростило бы расчетный аппарат. Однако отсутствие лабораторной базы для определения удельной поверхности песка и приблизительность этой оценки не позволяют включить в расчетный аппарат в качестве фактора этот показатель. Показано, что в качестве критерия оптимизации следует принять рассев песка по стандартным ситам – операцию, постоянно выполняемую на заводах сборного железобетона, а в качестве факторов – прочность бетона (марку, класс) и удобоукладываемость бетонной смеси (ОК, жесткость) – характеристики, которые надежно могут быть определены в лаборатории завода.
  Ранжированием факторов, оценивающих качество песка, установлено, что количество цементного теста в бетоне слитной структуры (с заполнением с избытком межзернового пространства заполнителя) более чем на 90% определяется гранулометрией песка. Влияние же других факторов гораздо менее значимо. Так, влияние коэффициента формы (Кф) песка, зависящего, в основном, от его генезиса, было проанализировано и оценивается по расходу цемента не более, чем в 1% при Кф, изменяющемся от 1,0 до 1,5.
  Расчетный аппарат, устанавливающий зависимость расхода цемента от класса бетона, удобоукладываемости бетонной смеси и гранулометрии песка, позволяет решить две основные задачи: оценить качество предполагаемого к использованию песка (чаще всего параллельно с решением транспортной задачи) и установить гранулометрию «оптимального песка» для конкретного производства. Наличие расчетного аппарата позволяет также решить ряд промежуточных задач, например, оптимизировать состав песка поставкой его с двух карьеров с последующим их перемешиванием в процессе приготовления бетонной смеси, оценить целесообразность получения фракционированного песка на конкретном карьере и др.
  
  Выводы:
  1. Разработан расчетный аппарат, позволяющий оценить качество песков, используемых при производстве бетона, а также установить оптимальный гранулометрический состав песка.
  2. Показано, что оптимальный грансостав зависит от марки бетона и удобоукладываемости бетонной смеси.
  3. В связи с неготовностью заводов ЖБИ и ДСК к приемке и переработке песков, разделенных на фракции, предлагается организовать получение песка одного усредненного грансостава, близкого к оптимальному, непосредственно на карьере и использовать его при производстве бетонов основных строительных марок.
  4. Не вошедшие в объем указанного песка фракции предлагается разместить раздельно на картах намыва для отправки производителям других видов бетонов и растворов.
  5. В процесс классификации предлагается включить операцию обезвоживания, что позволит получить песок с фиксированной низкой влажностью и исключить его смерзаемость.
  6. Использование фракционированного песка для большинства конструкций позволяет применить его в качестве единственного заполнителя в тяжелом бетоне.
  7. Поставка фракционированного песка позволяет сократить расход цемента в тяжелом бетоне не менее, чем на 50 кг/м3 (для песчаных бетонов на 80–100 кг/м3), при одновременном улучшении структурных характеристик материала.

К.И. Львович, доктор техн. наук, проф.



Для вас, снабженцы!
Поиск по сайту

Везде   В статьях   В материалах  
Если поиск не дал результата, попробуйте изменить текст запроса.
Примеры поиска по запросу "Потолки Armstrong": "Потолки Armstrong", "Потолок Armstrong", "Потол Arms", "Потолки Армстронг", и т. п.
Полезное для строителей...
Читайте также у нас на сайте:


Информация для строителей.

Новости строительной индустрии

Транспортный коллапс взвинтил цены на цемент

  Компания «СМПро» опубликовала статистику по росту цен на цемент, согласно которой с начала 2011 г. цены на российский цемент выросли на 35%. В частности, по итогам сентября средние цены от ...

Россия прирастет дорогами

Как недавно заявил премьер-министр Российской Федерации Владимир Владимирович Путин, в ближайшие 3 года на автомобильные дороги страны будет потрачено 1,3 трлн руб. Из этих денег 678 млрд руб. планиру ...

«ОБЪЕДИНЕНИЕ 45-М» поставит бетон для реконструкции здания университета им. Плеханова

   Московское предприятие группы ЛСР ООО «Объединение 45-М» стало основным поставщиком бетона для реконструкции старейшего корпуса РЭУ им. Плеханова. Предприятие поставит около 5 тыс. ...

Kerneos объявляет о запуске новых продуктов

  Компания Kerneos, входящая в группу компаний Materis, выводит на рынок продукты, предлагающие новые технические решения для производителей готовых к использованию строительных смесей:< ...

Ярославская область: переселение граждан из аварийного жилья

  Фондом содействия реформированию жилищно-коммунального хозяйства принята к заявка Ярославской области на предоставление финансовой поддержки для переселения граждан из аварийного жилищно ...

«Бецема»: в Красногорске выпустили «Истру»

  В рамках выставки СТТ-2011 машиностроительный завод "Бецема" совместно со своим партнером "Мерседес Бенц Тракс Восток" организовали Дни "Бецемы". Журналисты ...

Лифтовая отрасль в России: быть или не быть?

В Москве состоялся I съезд Национального союза лифтовых саморегулируемых организаций (НСЛ СРО), на котором специалисты пришли к выводу о необходимости перехода к обязательному саморегулированию и заро ...

В Думе решили обязать использовать новые материалы при ремонте дорог

На заседании Госдумы России представителями комитета по транспорту принято решение о внесении поправок в действующий техрегламент строительства дорог. В частности, в них предлагается сделать обязатель ...
 
 Архив строительных новостей

 Архив строительных новостей (продолжение)

Строителям на заметку.

Новости сайта

Строительные материалы в Интернете