Введение к работе
Актуальность. В связи со значительным сокращением в 90-х годах производства таких искусственных пористых обжиговых заполнителей, как керамзит, аглопорит и других, основными направлениями в области развития искусственных минеральных заполнителей для бетонов явились разработка теоретических и технологических основ производства и увеличение выпуска безобжиговых гранулированных заполнителей с максимальным вовлечением в технологию промышленных отходов. Это объясняется значительно меньшими топливо - энергетическими затратами на их производство по сравнению с обжиговыми заполнителями. Так на изготовление 1 м3 керамзита расходуется в среднем 103,2 кг условного топлива и 24,8 кВт. ч. электроэнергии, в то время как на помол доменного шлака и грануляцию при получении 1 м3 безобжиговых заполнителей на основе шлака расход электроэнергии составляет 17,8-21,4. кВт.ч.
Увеличение объема производства и расширение номенклатуры специальных видов заполнителей для бетонов, дефицит которых отмечается в Сибирском регионе, является актуальной задачей, решение которой в определенной степени можно осуществить путем организации производства заполнителей на базе металлургических шлаков и зол ТЭС.
Работа выполнялась по плану НИР НГАСУ на 2003-2005 гг. № 7.5.1 раздел «Разработка составов и технологических параметров фануляции при получении безобжигового шлакового заполнителя», № 7.5.2 раздел «Фазообразование в шлакозоль-ном гранулированном заполнителе и контактной зоне в структуре шлакозольного бетона», а также по заказу ООО « Промышленное строительство КМК».
Цель работы ~ исследование процессов фануляции и твердения безобжиговых заполнителей для бетонов на основе тонкомолотых доменных шлаков с изучением свойств, структуры и минерального состава заполнителей и контактной зоны с растворной частью бетона.
3 | рос. национал» я
] БИБЛИОТЕКА ,
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
-
Определить параметры грануляции и твердения заполнителей на основе тонкомолотого доменного шлака;
-
Изучить свойства, структуру и минеральный состав безобжиговых гранулируемых заполнителей;
-
Определить прочность сцепления безобжиговых шлаковых заполнителей различного срока твердения с растворной частью бетона;
-
Изучить свойства бетонов на основе безобжиговых гранулированных заполнителях;
-
Разработать технологические рекомендации на производство безобжиговых гранулированньк заполнителей на основе тонкомолотого доменного шлака.
Научная новизна работы заключается в теоретическом и технологическом обосновании параметров получения гранулированных безобжиговых заполнителей для бетонов с применением гидравлически активных тонкомолотых доменных шлаков при объяснении процесса обеспечения максимальной прочности сцепления растворной части бетона с заполнителем различного срока твердения. При этом установлено следующее:
обоснованы составы и технологические параметры получения гранулированных заполнителей на основе тонкомолотого доменного шлака и в зависимости от состава и структуры заполнителя целесообразно применять одну или двухступенчатую схему гранулирования шихты; при получении гранулированных материалов с максимальным выходом фракций 10-20 мм оптимальная влажность шихт составляет 24-26%. Максимальная гранулируемость формовочных шихт обеспечивается при угле наклона тарели гранулятора равном 40-45, а оптимальное время гранулирования шихт равно 4-6 мин.;
получены безобжиговые заполнители на основе шлаковых, шлакоцементних и шлакозольных смесей и смесей с применением микрокремнезема прочностью гранул 90-184 Н/гранула и прочностью при сжатии в цилиндре - 8-15 МПа;
установлено, что использование заполнителей на основе тонкомолотого шлака ранней стадии твердения позволяет повысить их адгезионную прочность к растворной части бетона на 18-20%, а прочность бетона на их основе на 25-30% по сравнению с применением заполнителей более поздних сроков твердения;
применение в составе бетонных смесей безобжиговых шлаковых заполнителей с неполной степенью гидратации и структурообразования обеспечивает получение бетонов со средней плотностью 1000-1800 кг/и3 и прочностью при сжатии 12-20 МПа в зависимости от вида мелкого заполнителя. Практическая значимость и реализация работы
- определены составы, параметры гранулирования и твердения
заполнителей на основе тонкомолотого шлака;
разработан технологический регламент на производство
безобжиговых заполнителей с применением металлургиче
ских шлаков и бетонов на их основе;
технологические параметры и составы получения безобжи
говых гранулированных заполнителей апробированы на
ООО «Промышленное строительство КМК», г. Новокузнец
ка.
на основе безобжиговых заполнителей различных составов, заформованных в производственных условиях получены бетоны прочностью 11-20,5 МПа.
- результаты исследований по технологии получения безобжи
гового шлакового гранулированного заполнителя использу
ются при выполнении лабораторных работ и курсовых про
ектов по курсу «Технология заполнителей бетона» студен
тами специальности 270106 в Сибирском государственном
индустриальном университете и Новосибирском государст
венном архитектурно-строительном университете (Сибст-
рин).
Автор защищает:
- составы и параметры гранулирования при получении заполнителей для бетонов на основе тонкомолотых доменных шлаков;
- зависимости свойств безобжиговых заполнителей от со
става гранулируемой смеси и технологии получения;
положения о влиянии времени твердения заполнителей на его прочность сцепления с растворной частью в структуре бетона;
технологию получения безобжиговых заполнителей на основе шлака и ее эффективность.
Апробация работы. Результаты научно-экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на ежегодных, в том числе юбилейных, научно-технических конференциях в НГАСУ и СибГИУ (2002-2005 гг.), а также на 2-ой международной научно-технической конференции «Архитектура и строительство» (Томск 2002 г.)
Публикации. Содержание диссертационной работы опубликовано в 8 научных статьях, в том числе в журнале с внешним рецензированием «Изв. вузов. Строительство».
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5-ти глав, основных выводов, списка литературы, включающего 142 наименования, 6-ти приложений и содержит 120 страниц компьютерного текста, 23 таблицы и 34 рисунка.
Автор благодарен к.т.н., доценту кафедры Архитектуры и строительных материалов СибГИУ Пановой В.Ф. за консультации при постановке и выполнении технологических экспериментов.
