Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса 7
1.1. Анализ сырьевой базы валунно-песчано-гравийных смесей России 8
1.2. Заполнители бетона 17
1.3. Повышение эффективности бетона 24
1.4. Оптимизация гранулометрического состава заполнителей - один из факторов повышения эффективности бетона 30
1.5. Управление структурообразованием бетона на основе заполнителей из валунно-песчано-гравийной смеси 36
Выводы 44
2. Методы исследования и применяемые материалы ... 46
2.1. Методика отбора проб 46
2.2. Методика исследований 46
2.2.1 Изучение морфологических особенностей микроструктуры с помощью РЭМ . 47
2.2.2 Определение гранулометрии веществ 49
2.2.3 Проведение испытаний добавки «Универсал П-2» 51
2.2.4 Исследование реологических свойств 53
2.2.5 Изучение свойств бетонных смесей 54
2.2.6 Определение призменной прочности и модуля упругости 55
2.3. Применяемые материалы 57
Выводы 60
3. Теоретические основы повышения эффективности бетона с использованием заполнителей из впгс и добавок 61
3.1. Особенности заполнителей из валунно-песчано-гравийных смесей 61
3.2. Влияние морфологии зерен мелкого заполнителя на структурообразование бетона 80
3.3. Управление процессом структурообразования бетонной смеси с помощью добавки «Универсал П-2» 93
3.3.1. Характеристика добавки «Универсал П-2» 97
3.3.2. Влияние процентного содержания добавки 101
3.3.3. Влияние добавки « Универсал П-2» на морозостойкость бетона 105
3.3.4. Влияние добавки «Универсал П-2» на бетоны с применением различных видов цементов 106
3.4. Микроструктура цементного камня в зависимости от состава бетонной смеси 108
Выводы 111
4. Бетон на основе заполнителей из впгс для железобетонных кострукций 113
4.1. Особенности проектирования бетонной смеси с использованием заполнителей из ВПГС 113
4.1.1. Корректировка зернового состава щебня, получаемого дроблением гравия Малкинского карьера 114
4.1.2. Корректировка зернового состава песка — продукта отсева дробления гравия и песчаной фракции ВПГС 115
4.1.3. Упрощенный метод расчета зернового состава заполнителя для бетонов 119
4.2. Влияние состава бетонной смеси на прочность бетона для производства плит перекрытия 122
4.3. Деформативность и долговечность бетона на заполнителях из валунно-песчано-гравийных смесей 130
Выводы 134
5. Технико-экономическое обоснование целесообразности использования заполнителей из валунно-песчано-гравийных смесей для бетонов при производстве железобетонных изделий и конструкций
5.1. Технология производства плит многопустотного настила на ОАО «Кировский КПП» 136
5.2. Внедрение и технико-экономическое обоснование внедрения результатов исследований 139
Выводы 144
Основные выводы 145
Список литературы
- Заполнители бетона
- Изучение морфологических особенностей микроструктуры с помощью РЭМ
- Управление процессом структурообразования бетонной смеси с помощью добавки «Универсал П-2»
- Влияние состава бетонной смеси на прочность бетона для производства плит перекрытия
Введение к работе
Актуальность.
Повышение рентабельности продукции промышленности строительных материалов связано с широким использованием местных сырьевых ресурсов и техногенного сырья.
Использование валунно- гравийно- песчаных смесей в качестве сырья для получения заполнителей бетона, как более дешевых и доступных, по- сравнению с щебнем из скальных пород, актуально для многих регионов России.
Многие карьеры валунно- гравийно- песчаных (ВПГС) смесей осуществляют добычу и фракционирование гравия, дробление и фракционирование галечно-валунной составляющей, фракционирование щебня из гравия. Объем производства этой продукции возрастает и становится востребованным и инвестиционно привлекательным.
Отходы обогащения и дробления ВПГС существенно отличаются от традиционных заполнителей бетона по минералогическому составу, происхождению, структуре и текстуре.
Получение бетонов с использованием заполнителей из ВПГС позволяет значительно удешевить выпускаемую продукцию железобетонных предприятий Северного Кавказа.
Диссертационная работа выполнена в рамках НТП Министерства образования РФ «Методологические основы рационального использования техногенного сырья в промышленности строительных материалов» (шифр 03.01.055) и тематического плана госбюджетных НИР Федерального агентства по образованию РФ, проводимого по заданию Министерства образования РФ и финансируемого из средств федерального бюджета на 2004-2008 гг. Цель и задачи работы.
Повышение эффективности получения бетонных смесей и бетонов на заполнителях из валунно-песчано-гравийной смеси (ВПГС) Северо-Кавказского региона.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- изучение текстурно-структурных особенностей и физико-механических
свойств валунно-песчано-гравийных смесей и щебня на их основе с целью
получения высококачественных заполнителей для бетонов;
изучение особенностей структурообразования бетонов на основе заполнителей из ВПГС;
разработка составов и изучение свойств бетонов, получаемых на заполнителях из ВПГС для железобетонных изделий и конструкций;
подготовка нормативных документов и реализация теоретических и экспериментальных исследований в промышленных условиях.
Научная новизна работы.
Предложены принципы повышения эффективности бетонной смеси и бетонов на основе заполнителей из ВПГС, отличающиеся созданием
высокоплотной упаковки и управлением структурообразованием с применением цемента и суперпластификатора.
Подтверждена эффективность применения добавки «Универсал П-2», которая позволяет варьировать технологическими приемами в широком диапазоне: снижать расход цемента; сокращать длительность тепловлажностной обработки; понижать температуру изотермического прогрева.
Выявлен характер влияния суперпластификатора на физико-механические свойства композита. Модификатор приводит к повышению дисперсности гидратных образований, более плотной упаковки их, ликвидации крупных пор, изменяет форму частиц гидросиликатов кальция, что приводит к улучшению физико-механических свойств
Установлено, что оптимизация макроструктуры путем создания высокоплотной упаковки и микроструктуры с применением суперпластификатора, приводят к повышению предела прочности на сжатие в 1,4 раза, призменной прочности в 1,5 раза, при этом начальный модуль упругости возрастает с 29,3 МПа до 33,8 МПа.
С использованием трехфакторного эксперимента квадратичной зависимости разработана математическая модель, устанавливающая характер влияния добавки «Универсал П-2», доли мелкого и крупного заполнителя, вида цемента, позволяющая проектировать высококачественный бетон и эффективно управлять технологическим процессом производства железобетонных плит перекрытия. Практическое значение работы.
Экспериментально подтверждено правило повышения прочности бетона на каждый 1% повышения плотности упаковки зерен заполнителя и плотности бетона.
Разработан состав тяжелого бетона с высокоплотной упаковкой заполнителей из ВПГС Малкинского карьера с применением добавки «Универсал П-2».
Установлена возможность получения заполнителей из ВПГС для изготовления бетонных смесей высокого качества.
Составлены технические условия по использованию щебня из ВПГС Малкинского карьера. Внедрение результатов исследований.
Апробация полученных результатов в промышленных условиях осуществлена на ОАО «Кировский КПП» при выпуске плит перекрытия пустотного настила, которые применяются при строительстве ряда гражданских объектов г.Минеральные Воды.
Для широкомасштабного внедрения результатов работы при выпуске плит перекрытия пустотного настила на основе предложенного состава разработаны следующие нормативные документы: - технические условия на "Заполнители из песчано-гравийных смесей
Северного Кавказа;
- технологический регламент на "Изготовление плит перекрытия
пустотного настила".
Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных лабораторных исследований и промышленного внедрения используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальностям 270106, 270102 и 340100, что отражено в учебных программах дисциплин "Строительные материалы и изделия", "Инженерная геология", "Минерально-сырьевая база отрасли", "Технология конструкционных материалов".
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы представлены на: Научно-практических конференциях "Наука, экология и педагогика в техническом университете" (г. Минеральные Воды, 2006); Международный конгресс «Наука и инновации в строительстве» (S1B -2008) Академические чтения: строительное материаловедение и технологии.
Публикации.
Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы, изложены в 6 научных публикациях, в том числе в 2 статьях в центральных рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 170 страницах машинописного текста, включающего 57 таблиц, 15 рисунков и фотографий, списка литературы из 160 наименований, 5 приложений.
Заполнители бетона
На территории Амурской области песчано-гравийные материалы развиты практически повсеместно. Они образуют различные по мощности и протяженности линзовидные и пластообразные залежи, приуроченные к аллювиальным отложениям, слагающим террасы, поймы, острова и косы рек.
Галичное месторождение песчано-гравийного материала расположено в 10 км северо-восточнее г. Комсомольска на Амуре, в русле р. Амур, между островами Бельго и Ровный, против пос.Бельго. Район экономически освоен, с хорошо развитой транспортной инфраструктурой.
Месторождение представляет залежь песчано-гравийного материала, вытянутую вдоль русла р. Амур на 3,3 км при ширине от 0,55 до 1,25 км. Полезный слой мощностью 3,5-9,5 м, средней-6,6 м, разведан на площади 3,5 км2, покрыт водой и подстилается галечниковыми отложениями с валунами содержит 38 % гравия и 62 (от 53 до 71,8)% песка.
Гранулометрический состав полезной толщи (частные остатки на ситах, в %): гравия: 5 мм - 30,2; 10 мм - 52,1; 20 мм - 11,7; 40 мм - 4,0; 70мм и более -1; песка-отсева: менее 0,14 мм - 9,5; 0,14 мм - 29,9; 0,315 мм - 24,0; 0,63 мм - 13,4; 1,25 мм - 13,0; 2,5 мм - 11,6.
Гравий мелкой фракций 5-10 мм - 82,3%, содержит в среднем глинистых, илистых и пылеватых частиц 0,12 (от 0 до 1,0)% и до 4,4 % игольчатых и лещадных зерен. В его составе крепких пород (гранодиоритов)- 90 % и около 10 % выветрелых гранодиоритов и глинистых сланцев. Гравий прочный, марок И-1 по износу, У-75 удару, 800-1000 прочности и F150 морозостойкости и прогоден для использования как заполнитель в тяжелые бетоны, как балласт полотна железных дорог и дорожного строительства.
В Красноярском крае преобладающая часть месторождений приурочена к рыхлым четвертичным отложениям, слагающим русла, пойменные и надпойменные террасы рр. Енисей, Ангара, Чулым и их притоков. В отдельных случаях месторождения связаны с флювиогляциальными отложениями эпохи второго оледенения четвертичного возраста (район г.Норильск). Территория Красноярского края и Республики Хакасии перспективны для увеличения запасов песчаногравийного материала. Это подтверждается наличием в регионе значительного количества предварительно оцененных месторождений и проявлений. Прогнозные ресурсы валунно - песчано - гравийных месторождений оцениваются в 580 млн м3.
На базе крупного песчано-гравийного месторождения Коврижинское расположен Кирилловский карьер Череповецкого карьероуправления и выпускает фракционированный гравий, щебень, обогащенный песок. Годовой объем добычи - 120-150 тыс. кубометров.
Крупным разрабатываемым месторождением песчано-гравийного материала является Абакановское (Череповецкий район). Его запасы составляют 14,6 млн. кубометров.
В группе госрезерва числится крупное месторождение Березовское (Сокольский район). Существенную сырьевую базу песчано-гравийных смесей составляют запасы русловых месторождений. Такие месторождения расположены в руслах рек Сухоны и Кубены. Предприятия «Порт Сокол» и «Порт Тотьма» ведут добычу песчано-гравийного материала и песка, обеспечивая сырьем высокого качества строительные организации области.
Бурятское месторождение песчано-гравийных смесей разрабатываются Мостовским и Шаманским месторождениями. Месторождения приурочены к современным аллювиальным отложениям надпойменной террасы р.Курумкан и сложено, в основном, песчано-гравийными отложениями с линзами некондиционных песков. Песчано-гравийные отложения разведаны на глубину 1,8-11,0 м (в среднем - 8,45 м) на участке площадью 1,2 км. Мощность вскрышных пород (илистые пески) колеблется от 0 до 4 м (в среднем - 1,08 м). По данным полевого рассева в песчано-гравийной смеси содержится 40,59% гравия и 59,41% песка.
Разведанные месторождения Анивского района (о.Сахалин): Успеновское, Троицкое, Таранайское содержат запасы песчано-гравийных смесей низкого качества. Гравий представлен в основном осадочными породами, обладает высокой истираемостью (И-30), низкой морозостойкостью и пригоден для неответственных видов строительства: планировочных работ, подсыпки грунтовых дорог.
Песчано-гравийные месторождения Южного федерального округа представлены современными и древними аллювиальными отложениями, а единичные флювиоглациональными. Крупные месторождения находятся в Краснодарском и Ставропольском краях. В Ставропольском крае выявлено более 125 месторождений в той или иной степени служащих для получения необходимых при производстве бетонов материалов. Основными являются месторождения: Михайловское, Стодеревское, Андреевское, Баралгинское, Бешпагирское, Богословское, Васильевское, Дегтяревское,
Добровольненское, Зольское, Кочубеевское, Малкинское, Незлобненское, Невинномысское, Солдато-Александровское, Усть-Джегутинское, Алексеевское, Спасское и др.
Самое крупное предприятие этого региона Малкинский песчаногравийный карьер. Предприятие располагает уникальной сырьевой базой - Кировским месторождением валунно-песчано-гравийной смеси, которое находится в пределах предгорной части северного склона Центрального Кавказа. Размеры месторождения: по простиранию - 5,2 км, вкрест простирания - до 3,5 км, площадь - 1102,6 га, в том числе разведанные по категории А+В+С1 - 504 га. Полезная толща - валунно-песчано-гравийная смесь с содержанием валунов (фракция более 70 мм) - 20,4%, гравия - 48,7%, песка - 30,9%. Уникальность Кировского месторождения заключается в петрографическом составе валунно-песчано-гравийной смеси, который выгодно отличается от аналогичных месторождений Кавказа высоким содержанием изверженных и метаморфических пород, что совместно с применяемой на предприятии технологией переработки обеспечивает стабильные качественные показатели в производимом щебне.
Изучение морфологических особенностей микроструктуры с помощью РЭМ
Микроструктурные исследования и количественный анализ микроструктуры образцов проводились с помощью программно-аппаратного комплекса, включающего высокоразрешающий растровый электронный микроскоп (РЭМ) «Хитачи-8-800», совмещенный с персональным компьютером. Для анализа использовался специально разработанный пакет программ автоматической обработки РЭМ-изображений «STIMAN», позволяющий получать практически все морфологические показатели микроструктуры (размер и форму структурных элементов, их ориентацию в пространстве), а также оценивать величину пористости и удельной поверхности.
Одним из важнейших моментов при исследовании микроструктуры с помощью РЭМ является подготовка образцов. В связи с тем, что камера образцов РЭМ находится в глубоком вакууме, образцы перед изучением их микроструктуры должны быть полностью обезвожены. Среди специальных методов сушки наиболее эффективен метод вакуумной морозной (сублимационной) сушки. Суть метода заключается в «мгновенном» замораживании влажных образцов при температуре жидкого азота (-196С). При этом вся поровая влага, не успев раскристаллизоваться, переходит в твердое псевдоаморфное состояние. Такой переход не сопровождается объемным расширением образующейся фазы и не вызывает каких-либо разрушений микростроения образца. Затем замороженные образцы переносят в вакуумную камеру сублимационной установки, где высушиваются при нужных отрицательных температурах за счет сублимации замерзшей влаги в вакууме. Для получения качественного изображения в РЭМ применялась методика термического напыления образцов в вакууме. Для этого предварительно наносилась тонкая (1—2 нм) электропроводная углеродная пленка, а затем проводилось напыление пленки золота толщиной 10-20 нм.
При проведении качественного анализа микроструктуры образцов искусственных композитов были выполнены следующие основные требования:
1. При подготовке образцов для анализа реальная микроструктура не была искажена, т.е. получена ненарушенная поверхность, в максимальной степени отражающая реальную микроструктуру образца.
2. Выбранный режим работы РЭМ, обеспечивал получение изображений, с одной стороны в максимальной степени отражающих истинную микроструктуру образца, а с другой - отвечающих формальным требованиям анализа, то есть получению бинарного (черно-белого) изображения.
3. Перед распространением результатов, полученных по одному "точечному" определению на весь образец, была установлена однородность микроструктуры.
Анализ микроструктуры строительных материалов по РЭМ- изображениям был реализован с помощью пакета прикладных программ «STIMAN» [106]. Данный метод позволяет проводить исследование микроструктуры по серии разномасштабных изображений, охватывающих весь диапазон изменения размеров имеющихся в породе структурных элементов. Анализу предшествует тестирование микроструктуры на однородность [107]. Если микроструктура оказывается однородной, то результаты анализа отражают усредненные значения показателей микроструктуры всего образца. Если при тестировании оказывается, что микроструктура породы неоднородна, то получаемые результаты соответствуют микроструктуре только в данной конкретной точке. Алгоритм проведения анализа микроструктуры по их РЭМ- изображениям с помощью программы «STIMAN» включает следующие операции. 1. Выбор случайного участка поверхности образца, номер которого задается генератором случайных чисел. 2. Выбор режима работы РЭМ и типа изучаемого элемента изображения (пора или частица). 3. Съемка и оцифровка РЭМ-изображений с требуемым разбиением. 4. Последовательный обход каждого структурного элемента на изображении. Важным преимуществом использованного метода является его высокая скорость. Для получения практически всех микроструктурных показателей с помощью анализа РЭМ-изображений требуется всего несколько минут, тогда как на определение лишь некоторых микроструктурных характеристик строительных материалов существующими традиционными методами необходимо затратить от нескольких дней до недель.
Таким образом, развитие современных методов изучения микроструктуры открывает новые перспективы в познании природы формирования свойств строительных материалов. С помощью анализа РЭМ- изображений стало возможным по образцам малого размера быстро и надежно оценивать показатели микроструктуры и устанавливать тип микроструктуры искусственного композита. Это позволяет решить задачу создания адекватной модели, позволяющей на основании данных анализа РЭМ-изображений поверхности образца оценить эксплуатационные свойства материалов и дать прогноз их изменения под влиянием различных природных и техногенных воздействий в период эксплуатации.
Управление процессом структурообразования бетонной смеси с помощью добавки «Универсал П-2»
Исследования по изучению формы и морфологии поверхности техногенных песков в зависимости от генетической принадлежности исходных пород и степени преобразования при техногенезе весьма актуальны. Кроме того, среди техногенных песков выделяются разности, не имеющие аналогов по минералогическому составу среди природных образований. В тоже время, нами установлено, что техногенные образования обладают более активной поверхностью по сравнению с аналогичными по минералогическому составу природными песками, за счет отсутствия столь длительной стабилизации, каковой подвергаются осадочные породы, проходя стадию литогенеза в течение десятков и сотен тысячелетий [7].
Форма зерен отсева дробления зависит в основном от двух факторов: структуры исходной породы и способа дробления. Наилучшее качество песка получается при дроблении мелко- и среднезернистых скальных пород. Шероховатость поверхности зерен такого песка характеризуется высотой микрорельефа около 170-190 мкм, что обеспечивает наилучшее сцепление с цементным камнем в бетоне. Скрытокристаллические и стекловатые породы, а также крупнозернистые дают при дроблении песок со значительным содержанием зерен пластинчатой и игловатой формы. Микрорельеф их поверхности характеризуется, как правило, меньшей высотой.
Способ дробления скальных пород связан с выбором дробильного оборудования. Установлено, что дробилки, работающие по принципу сжатия породы (щековая, конусная, валковая), дают большое число зерен пластинчатой и игловатой формы, а дробилки ударного действия (молотковые) - значительно меньше. В тоже время, чем ближе форма зерен песка к кубической (в соответствии с требованием стандарта), тем меньше его пустотность и, следовательно, меньше расход цемента в бетоне. В силу лучшего сцепления заполнителя с цементным камнем прочность бетона на отсеве дробления при прочих равных условиях может быть выше, чем на природном кварцевом песке, причем не только при сжатии, но еще в большей степени при растяжении. Такие бетоны отличаются повышенной морозостойкостью и другими достоинствами [13]. В связи с интенсивным развитием производства, расширением областей использования и ассортимента изделий на основе мелкозернистых бетонов возрос интерес к вопросам оптимизации свойств мелкого заполнителя как основной составляющей растворных композиций.
Отметим, что если ранее одной из основных задач оптимизации являлось снижение расхода цемента, определяющего стоимость 1 м3 бетонной или растворной смеси, то в настоящее время на первое место по значимости вышли критерии качества, такие как адгезия (прочность химического и механического взаимодействия) вяжущего к заполнителю, водонепроницаемость, устойчивость к солевой и газовой (атмосферной) коррозии, паропроницаемость и др., а расход цемента, как ценообразующий фактор, несмотря на его удорожание, постепенно утрачивает свое значение.
Форма зерен песка является очень важной и малоизученной характеристикой техногенных песков. До недавнего времени единственным, методом оценки формы зерен песка остается трудоемкое визуальное определение содержания в нем лещадных и игловатых зерен, с помощью лупы или микроскопа. Отсутствие простого и надежного способа оценки формы зерен дробленого песка затрудняет разработку его классификации для использования в практических целях. Применительно к техногенным пескам метод оценки формы зерен песка, основан на зависимости удельной поверхности и пустотности от формы зерен. Сущность метода заключается в определении коэффициента формы зерен песка Кф. Коэффициент формы зерен показывает, во сколько раз удельная поверхность данного песка больше удельной поверхности песка такого же зернового состава, но с зернами условно принятой шарообразной формы и с идеально ровной поверхностью [14,79].
Методики описания морфологии зерен и поверхности природных песков, используемые в литологии, поисково-разведочной геологии существуют с начала XIX века. Они позволяют определить генезис осадочных пород. Так, например, известный метод Фейбера - подсчет размеров и окатанности кварцевых зерен в песках предназначен для определения зон распространения различных типов песков. По размерам выделяется 6 классов (2-1; 1-1,2; 1,2-1,4; 1,4-1,8; 1,8-1,16; и 1,16-1,32 мм), по окатанности - 5. Метод Фейбера позволяет выделять пески разновозрастных речных систем и отличать по степени окатанности береговые морские пески от речных. Для решения ряда задач по анализу структуры песчаного материала существует программа ВидеоТесТ-Мастер (Структура), которая предназначена для морфологического и денситометрического анализа изображений материалов и включает несколько прикладных методик для решения задач, связанных с подсчетами и измерениями. Измеряемые параметры выбираются пользователем (всего может быть измерено более 50 морфологических и денситометрических параметров). Затем может быть произведена классификация частиц по любому из измеренных параметров (или по набору параметров), в том числе по габариту, степени окатанности зерен (используемый параметр - фактор формы круга). Неокатанные зерна имеют фактор формы круга менее 0,9, окатанные от 0,9 до 1,0. В состав программы включены прикладные методики для анализа зернистости в соответствии с ГОСТ 5639-82, ISO 643, ASTM Е 1382-97 и Е 930-92.
В технической литературе рассматривались проблемы влияния формы зерен заполнителя и его поверхности на качество формовочных песков и песков для огнеупоров. Изучались проблемы выбора гранулометрического состава заполнителя для сухих строительных смесей, характеристики формы зерен и поверхностей легкого заполнителя для строительных растворов. Получены зависимости прочности свойств сталефибробетона от крупности заполнителя в бетонной смеси при фиксированном составе материала.
Широко изучено влияние удельной поверхности и гранулометрического состава компонентов на свойства вяжущих. Так анализ известных исследований показал различие во мнениях относительно
Влияние состава бетонной смеси на прочность бетона для производства плит перекрытия
Рост производства сборного железобетона вызывается непрерывным расширением объемов капитального строительства в России. Расход сборного железобетона в настоящее время в жилищном, гражданском строительстве быстро растет за счет увеличения удельного веса полносборных домов.
Основным направлением развития сборных железобетонных конструкций являются снижение материалоёмкости и металлоёмкости изделий и конструкций, повышение степени заводской готовности, снижение энергетических затрат. Выбор метода изготовления различных изделий и конструкций зависит от номенклатуры, технологических особенностей каждого метода и объёма производства. Для большинства железобетонных изделий учитывают следующие параметры: вид и марку бетона, форму изделий и характер сечения, геометрические размеры и допустимые отклонения от них, вид армирования насыщенность арматурой и закладными деталями, массу изделий и чистоту поверхности.
Одним из важнейших вопросов является обеспечение предприятий стройиндустрии качественными заполнителями. В настоящее время предприятиями, выпускающими железобетонные изделия и конструкции применяется, в основном, гранитный щебень, это приводит к невостребованности более дешевых и доступных заполнителей получаемых из валунно-песчано-гравийных смесей местных карьеров.
Крупнейшим песчано-гравийным карьером Южного Федерального округа является Малкинский карьер по производству строительных нерудных материалов. По технологии щебень получают из валунов фракции + 20мм, содержание в нем изверженных пород (гранитов и диоритов) превосходят аналогичный показатель для гравия фракции 5-20, который используется другими заводами для производства щебня. Получаемый щебень имеет стабильную высокую прочность. Предприятие обладает достаточными производственными мощностями для обеспечения щебнем предприятий стройиндустрии региона.
В данной работе предлагается использовать заполнители бетона из валунно-песчано-гравийных смесей, что позволит значительно сократить транспортные расходы и удешевить выпускаемую продукцию.
Кировский КПП выпускает очень широкую номенклатуру железобетонных изделий и конструкций для жилищного и промышленногражданского строительства. Поэтому решение задач по использованию местных строительных ресурсов, в частности заполнителей, является экономически целесообразным.
Железобетонные изделия и конструкции на основе заполнителей из валунно-песчано-гравийной смеси применялись при строительстве в г.Минеральные Воды: спортивный корпус СКФ БГТУ, торгового центра. При строительстве торгового центра основные строительные конструкции выполнены из бетона на заполнителях из валунно-песчано-гравийной смеси: плиты перекрытия, лестничные марши и площадки, стеновые панели.
Технологией предусмотрен агрегатно-поточный способ производства плит пустотного настила Весь технологический процесс организации агрегатного производства расчленяется на шесть рабочих постов: распалубка и осмотр изделий, сборка формы; подготовка формы к бетонированию; укладка арматурного каркаса (или предварительного напряжения арматуры); заполнение формы бетонной смесью и уплотнение ее на формовочном посту; заглаживание верхней формовочной поверхности изделия или декоративной обработки по сырому бетону; укладка изделий в камеры тепловой обработки и извлечения изделий из камер.
Некоторые операции выполняют параллельно, так, распалубку, осмотр изделий и подготовку форм совмещают по времени с формованием. При расчленении технологического процесса и соблюдении единого ритма возможна поточная организация производства. Для осуществления непрерывного производства технологическую линию оборудуют необходимыми транспортными средствами.
Продолжительность агрегатной технологической линии определяется продолжительностью цикла формования изделии.
Поточно-агрегатный способ соответствует больше всего условиям мелкосерийного производства на заводах средней и небольшой мощности. Этот способ предпочтителен для изготовления изделий длиной до 12 м, шириной до 3 м и высотой до 1 м хотя в отдельных случаях можно изготовлять изделия и больших размеров. Этот способ допускает производство широкой номенклатуры при относительно небольших капиталовложениях.
В установку для изготовления многопустотных панелей агрегатнопоточным методом входят: формовочная машина с вибровкладышами, бетоноукладчик, вибропригрузочный щит и формоукладчик. Изделия формуют на поддонах; бортовая оснастка удаляется сразу же после формования. Продольные борта передвигаются вместе с вибровкладышами, а поперечные откладываются на шарнирах посредством рычагов, связанных с кареткой формовочной машины.
Вибропригрузочный щит используют при формовании пустотных панелей с жесткостью смеси 30—60 с. Крупность щебня во избежание заклинивания применяют не более 20 мм. Технологический процесс осуществляется по следующей схеме: - поддон с напряженной арматурой, установленный автоматическим захватом на тележку с подъемной платформой, перемещается к формовочному посту и устанавливается между упорами формовочной платформы. Каретка с вибровкладышами и продольными бортами надвигается на поддон, одновременно на него опускаются поперечные борта. В форму укладывают верхнюю арматурную сетку с приваренными к ней вертикальными каркасами и петлями; - бетоноукладчик перемещается вдоль поста и в форму подает примерно половину объема бетонной смеси с одновременным уплотнением ее вибровкладышами; повторным проходом укладывается остальная часть бетонной смеси, одновременно опускают вибропригрузочный щит и снова включают вибровкладыши. Затем извлекают вибровкладыши, удаляют продольные и поперечные борта формы и поднимают виброщит. Краном с автоматическим захватом снимают поддон с изделием и направляют в камеру тепловой обработки. Продолжительность выполнения операций на каждом посту примерно одинакова и она позволяет организовать поточное производство с ритмом 15 мин.
