Щебень в качестве крупного заполнителя для бетонов.
СОДЕРЖАНИЕ
1.Геологическая и технологическая черта кварцитопесчаников Лебединского месторождения
2. Виды щебня, используемого в производстве бетонов
3. Испытание бетонных консистенций и бетонов на щебне ОАО "Лебединский ГОК" из кварцитoпесчаника
3.1. Стандартные свойства щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа
3.2. Воздействие щебня из кварцитопесчаника на технологические характеристики бетонных консистенций
3.3. Темпы естественного твердения и крепкость бетонов на щебне из кварцитопесчаника
3.4. Воздействие щебня из кварцитопесчаника на свойства поровой структуры бетонов
3.5. Призменная крепкость и исходный модуль упругости бетона на щебне из кварцитопесчаникa
3.6. Морозостойкость и водонепроницаемость бетона на щебне из кварцитопесчаника
3.7. Хим анализ щебня из кварцитопесчаника
4. Заключение
5. Приложения
6. Использованные источники
Одним из приоритетных направлений развития хозяйства Рф являются растущие объемы строительства дорог, путепроводов, жилища, производственных построек и объектов специального предназначения. Реализация строительства безизбежно порождает опережающий рост спроса на строительный щебень. Довольно сказать, что недостаток щебня для дорож-ного строительства исключительно в Центральном Черноземье составляет порядка 7 млн. кубических метров в год.
Решение этой животрепещущей задачи может быть на базе расширения сырьевой базы каменных материалов, применимых для производства щебня. Значимые припасы попутно добываемых горных пород и отходов обогащения стальных руд, которые могут служить начальным сырьем, сосредоточены в месторождениях Курской магнитной аномалии (КМА) и, а именно, на месторождениях Лебединского горнообогатительного комбината (ЛГОК).
Горные породы по степени их пригодности для производства щебня могут быть разбиты на четыре группы: 1 - рудосодержащие кварциты; 2- кварцитопесчаники; 3 - кристаллические сланцы; 4 - дайковые породы. По объемам припасов и физико-механическим свойствам больший энтузиазм представляют кварцитопесчаники, кристаллические сланцы, также отходы сухой и влажной магнитной сепарации железистых кварцитов.
Опыт использования щебня из попутно добываемых пород Лебединского ГОКа в дорожностроительном комплексе Белгородской области отлично известен и серьезно изложен в трудах ученых и профессионалов Белгородской гос технологической академии строй материалов [1,2]. Но, беря во внимание нарастающий энтузиазм к этой продукции со стороны Центральных областей Рф и Столичного региона, была поставлена задачка:
- провести всеохватывающие исследования по определению характеристик свойства щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа;
- выполнить сравнительные тесты бетонных консистенций и бетонов с целью определения способностей действенного использования щебня Лебединского ГОКа в качестве наполнителей для бетонов при производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций.
Совокупа приобретенных результатов исследовательских работ и испытаний позволяет сделать заключение, что щебень Лебединского ГОКа из кварцитопесчаника обладает высочайшим качеством, не уступая по важным показателям граниту, а по ряду параметров даже превосходит его, и может быть рекомендован как кандидатура гранитному щебню в качестве заполнителя в бетонных и железобетонных изделиях и конструкциях. Не считая того, большие потребности в строительном щебне будут провоцировать долговременную и крупномасштабную компанию производства щебня на Лебединском ГОКе, ускоряя тем процесс утилизации попутно добываемых отходов и улучшая экологическую обстановку в бассейне.
Новые области внедрения щебня расширят номенклатуру бетонных и железобетонных изделий, содействуя становлению и развитию рынка строй материалов, а его свойства, изложенные в данной работе, посодействуют потребителю экономически обоснованно сделать выбор щебня для производства.
Задачка исследовательских работ сформулирована первым заместителем ген. Директора ОАО "Лебединский ГОК" Губиевым М.Ю.
Организация научно-исследовательских работ и их сопровождение осуществлялись Онищенко С.А. и Долматовым Г.В.
В.М.Абросимов
1. Геологическая и технологическая черта кварцитопесчаников Лебединского месторождения.
Кварцитопесчаники (КП) представляют собой сероватую с разными цветами практически мономинеральную породу громоздкой текстуры. Структура в главном тонкодисперсная, с размером зернышек 0,02-2,0 мм. В границах разведанных участков кварцитопесчаники характеризуются всепостоянством минерального состава и высочайшей прочностью.
Породообразующим минералом является кварц. По данным хим и гранулометрического анализа, содержание кварца составляет 73.4...96 %., в среднем - 86.24%. Другие минеральные материалы представлены мусковитом, биотитом, пореже хлоритом, фукситом, альбитом, калиевым полевым шпатом.
Их содержание время от времени добивается 10...20 %.
Хим состав КП (средний) в % SiO2-90.0, TiO2-0.27, Al2O3- 2.39, Fe2O3-2.16, FeO-1.58, MgO-1.34, CaO-0.89, Na2O+K2O-0.69, P2O5-0.11, S-0.06. Органические вещества отсутствуют.
Анализ результатов физико-механических испытани й кварцитопесчаников Лебединского месторождения свидетельствует об их высочайшем качестве. Средняя плотность - 2650 кг/м3, водопоглощение - 0.10 %, пористость - 0.91 %, временное сопротивление сжатию в водонасыщенном состоянии - 141.2 МПа, содержание серы в целом по месторождению, в пересчете на SO3 - 0.18 %. Щебень из кварцитопесчаников, не подвергшихся выветриванию, отличается высочайшим качеством, не уступая по важным показателям гранитному, а по ряду параметров даже превосходя его.
2. Виды щебня, используемого в производстве бетонов.
Роль наполнителей в обеспечении параметров разных видов бетонов очень велика. Она определяется как чертами начальной горной породы, так и качеством заполнителя как сырьевого продукта, поступающего к потребителям - компаниям стройиндустрии, заводам товарного бетона, строительным площадкам, - в виде песка либо щебня (гравия) различного зернового состава, формы зернышек, степени загрязненности и др.
В общем виде свойства начальной горной породы определяют такие наследные признаки заполнителя, как плотность, крепкость, стабильность структуры, стойкость к определенным хим, температурным, влажностным и иным воздействиям. Качество заполнителя зависит как от определенных критерий добычи и переработки начальной горной породы (наличие, вид и нрав примесей, влияющих на характеристики заполнителя и зависящих от нрава залегания добываемой породы и от присутствия и вида попутно добываемых пород; черт и критерий работы дробильного и фракционирующего оборудования, определяющих форму зернышек, нрав поверхности заполнителя, количество зернышек лещадной формы и содержание пылеватых и глинистых частиц и др.), так и от критерий транспортирования, перегрузки и хранения заполнителя (загрязнение сторонними примесями, неконтролируемое смешивание материалов различного вида и свойства и т.д.). При иных равных критериях основное воздействие на качество заполнителя, естественно, оказывают причины первой группы, относящиеся к чертам определенного месторождения и определенного предприятия горноперерабатывающей индустрии.
Обычно применяемыми для производства щебня являются такие изверженные, глубинные интрузивные и излившиеся горные породы, как гранит, диабаз, габбро, базальт и др., также осадочные горные породы: известняки, доломиты, песчаники, кварциты, и некие виды метаморфических пород, такие как гнейсы, сланцы и мрамор [3, 4].
Вид используемых в определенных регионах наполнителей определяется, сначала, удаленностью от сырьевой базы и транспортными расходами на доставку заполнителя. Так, к примеру, многими предприятиями строительного комплекса г. Москвы для производства бетонов низких и средних марок (до М 300, что соответствует классу В 22,5 по ГОСТ 26633) употреблялся известняковый щебень Полотнянозаводского карьера, добываемый сравнимо неподалеку от Москвы (Калужская область). Для производства бетонов более больших марок, невзирая на существенное удаление сырьевой базы, транспортные расходы и сравнимо высшую цена, употребляется гранитный щебень Питкярантского карьероуправления (Республика Карелия).
В ближайшее время перебои с поставкой гранитного щебня на московские предприятия стали обычным явлением, что поставило вопрос о расширении сырьевой базы производства и внедрения наполнителей, сначала, за счет ранее не применяемых в Столичном регионе вскрышных и попутно добываемых горных пород. К ним относятся, в том числе, кварцитопесчаники, положительный опыт внедрения которых в качестве наполнителей для бетонов имеется на местности бывшего СССР [5].
Значимые объемы кварцитопесчаника добываются в виде вскрышной породы на Лебединском ГОКе, основной сферой деятельности которого является добыча и обогащение стальных руд, создание железорудных окатышей и железорудного концентрата. Вкупе с тем, положение Лебединского ГОКа в центре европейской части РФ (Белгородская область, г. Губкин), при условии соответствия параметров щебня из кварцитопесчаника нормативным требованиям, может в значимой степени содействовать устранению недостатка в большом заполнителе, как в Москве и Столичной области, так и в прилегающих областях.
3. Испытание бетонных консистенций и бетонов на щебне ОАО "ЛГОК" из кварцитопесчаника
Для выявления практических способностей, особенностей и критерий внедрения щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа в качестве заполнителя для бетонов разных марок были проведены надлежащие всеохватывающие исследования и сравнительные тесты с внедрением пробы щебня, приобретенной от изготовителя - ОАО "Лебединский ГОК". В качестве контрольных образцов использовались пробы гранитного щебня и щебня из габбродиабаза.
Научно-исследовательские работы и тесты выполнены Муниципальным унитарным предприятием научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (ГУП НИИЖБ, г. Москва).
3.1. СТАНДАРТНЫЕ Свойства ЩЕБНЯ ИЗ КВАРЦИТОПЕСЧАНИКА ЛЕБЕДИНСКОГО ГОКа.
Для подготовительной оценки свойства щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа были проведены тесты по проверке его главных стандартных черт в сравнении с эталонами гранитного щебня и щебня из габбро-диабаза. Результаты испытаний тестируемого и контрольных образцов щебня, выполненных в согласовании с требованиями ГОСТ 26633 и ГОСТ 8269 приведены в табл.1.1.
Приобретенные данные демонстрируют, что по главным показателям все пробы щебня удовлетворяют требованиям ГОСТ 26633. Но необходимо подчеркнуть, что значение межзерновой пустотности щебня Лебединского ГОКа свидетельствует о возможной способности улучшения его гранулометрического состава. Низкие значения водопоглощения щебня из кварцитопесчаника позволяют рассчитывать на отсутствие его значимого воздействия на водопотребность бетонных консистенций.
Приведенные в табл.1.1 данные, а именно, показатель прочности щебня, т.е. марка образцов по дробимости, позволяют также утверждать, что щебень из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа в согласовании с требованиями ГОСТ 26633 может применяться для производства бетонов класса В45 и выше (т.е. марка 600 и выше). Естественно, что этот допуск не препятствует применению щебня Лебединского ГОКа в бетонах более низких классов (марок).
3.2. Воздействие ЩЕБНЯ ИЗ КВАРЦИТОПЕСЧАНИКА НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ Характеристики БЕТОННЫХ Консистенций.
Проведенные исследования предугадывали определение нрава и степени воздействия большого заполнителя щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа в сравнении с опробованными на практике заполнителями - щебнем из габбро-диабаза и гранитным щебнем, - на технологические характеристики бетонных консистенций, в том числе водопотребность, подвижность, плотность и воздухововлечение бетонных консистенций.
Как понятно, водопотребность бетонных консистенций характеризуется расходом воды затворения, л/м3, нужным для обеспечения данной удобоукладываемости бетонной консистенции при иных равных критериях (данном расходе и виде цемента, виде и качестве наполнителей).
При схожем виде и расходе цемента водопотребность бетонных консистенций определяется, приемущественно, видом и качеством заполнителя - зерновым составом (крупностью), загрязненностью, плотностью (водопоглощением) зернышек заполнителя. С уменьшением зернышек заполнителя (модуля крупности песка, большей крупности щебня), повышением содержания в заполнителе загрязняющих примесей в виде пыли, глинистых и илистых включений, повышением пористости и водопоглощения наполнителей (к примеру, при использовании пористых наполнителей) водопотребность бетонных консистенций увеличивается. Следствием этого, в свою очередь, является понижение прочности бетона, для компенсации которой требуется повышение расхода цемента пропорционально повышению водопотребности, т.е. до заслуги начального значения водоцементного дела (отношение массы воды затворения к массе цемента - В/Ц).
Для исследования воздействия щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа на водопотребность бетонных консистенций были проведены тесты по подбору состава бетонов на 3-х видах щебня, в том числе щебня из габбро-диабаза с завышенной по сопоставлению с тестируемым прототипом плотностью и гранитного щебня, сравнимого по показателям плотности с тестируемым прототипом.
С целью наилучшего выявления воздействия вида щебня на технологические характеристики бетонных консистенций, составы бетона назначались из условия обеспечения равного (по объему) расхода щебня всех видов. Для исключения вероятных искажений результатов вследствие технологических причин, не отражающих воздействие вида щебня (недостающее либо плохое уплотнение бетонных консистенций, расслоение бетонных консистенций и т.д.), подвижность бетонных консистенций во всех случаях составляла 1-4 см (марка П 1 по ГОСТ 7473) при соотношении массы песка к общей массе наполнителей, равном 0,4 (согласно литературным источникам, в данном случае обеспечиваются самые большие характеристики плотности и прочности бетона). Для получения бетонов с широким спектром прочностных параметров (от 30 до 50 МПа), также для наилучшего выявления возможных способностей щебня из кварцитопесчаника, расход цемента при подборе состава бетонов варьировался в границах от 250 до 400 кг/м3. Для выявления вероятного воздействия на результаты тестов вида и активности цемента, при подборе состава бетонов использовались цементы 2-ух марок. Исходя из необходимости внедрения щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа, сначала в качестве заполнителя для бетонов средних и больших марок (класс В 30, т.е. марка М 400, и поболее), также с учетом ситуации на столичном рынке, характеризующейся доступностью высококачественных цементов, опыты проводились с применением Старооскольского портландцемента марки ПЦ М500 Д-0 и Белгородского портландцемента марки ПЦ М600 Д-0, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 10178 "Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия". В качестве маленького заполнителя употреблялся кварцевый песок с Мк=2,3, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 26633 "Бетоны томные и тонкодисперсные. Технические условия" и ГОСТ 8736 "Песок для строй работ. Технические условия". Вода для затворения бетонных консистенций во всех случаях соответствовала ГОСТ 23732 "Вода для бетонов и смесей. Технические условия"
Изготовка бетонных консистенций производилось в лабораторном бетоносмесителе принудительного деяния. Готовые бетонные консистенции испытывались по ГОСТ 10181 с определением подвижности, плотности, воздухововлечения с созданием образцов для определения прочности и других параметров (по ГОСТ 10180).
В табл.2.1 приведены фактические составы бетонных консистенций, определенные исходя из характеристик их плотности, также расчетные значения объема растворной части, объема (абсолютного и насыпного) и межзерновой пустотности щебня (с учетом данных табл.1.1 по плотности и пустотности наполнителей). В той же таблице представлены результаты испытаний бетонных консистенций по ГОСТ 10181, которые демонстрируют, что при неизменной подвижности бетонных консистенций расход воды затворения в консистенциях на щебне Лебединского ГОКа фактически не отличается от расхода воды затворения в консистенциях на контрольных образчиках щебня. Аналогичный вывод можно сделать относительно показателя воздухововлечения. Плотность бетонных консистенций соответствует плотности большого заполнителя и зависимо от его вида увеличивается в последующей последовательности: щебень гранитный - щебень из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа - щебень из габбро-диабаза. Таким макаром, при неизменном расходе материалов подмена гранитного щебня щебнем из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа не приводит к изменению технологических параметров бетонных консистенций. При всем этом принципиально отметить, что не наблюдается негативных последствий схожей подмены, т.е. не происходит роста водопотребности и, как следствие, приметного роста водоцементного дела - В/Ц, - показателя, определяющего крепкость и другие эксплуатационные свойства бетонов.
3.3. ТЕМПЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ТВЕРДЕНИЯ И Крепкость БЕТОНОВ НА ЩЕБНЕ ИЗ КВАРЦИТОПЕСЧАНИКА.
Исследование воздействия вида щебня на темпы твердения и крепкость бетонов производилось по ГОСТ "Бетоны. Способы определения прочности по контрольным образчикам". Исследования проводились в возрасте 1,2,3,7 и 28 суток естественного твердения на бетонах с 3-мя видами заполнителя (габбро-диабаз, гранит, кварцитопесчаник) и портландцементе марки 500 (табл.3.1.,составы 1-9), также на бетонах с 2-мя видами щебня и портландцементе марки 600 (табл.3.1.,составы 10-15).
Приобретенные в процессе тестов и приведенные в табл.3.1 данные демонстрируют, что для бетонов на портландцементе марки 500 крепкость бетонов на щебне Лебединского ГОКа при всех расходах цемента и во все сроки твердения фактически не отличается от прочности бетонов на гранитном щебне (составы 2-3, 5-6, 8-9).
Крепкость бетонов на щебне из габбро-диабаза несколько превосходит крепкость бетонов на гранитном щебне и щебне из кварцитопесчаника, в особенности при пониженном расходе цемента (250 кг/м3, состав 1), что соответствует завышенной прочности щебня из габбро-диабаза по показателю дробимости. По мере роста расхода цемента до 320 и 390 кг/м3 (составы 4, 7) разница в прочностных показателях нивелируется.
С подменой портландцемента марки М500 на портландцемент марки М600 и, соответственно, с неким относительным уменьшением вклада прочности щебня в формирование прочности бетона, разница в показателях прочности бетонов на щебне из габбро-диабаза и кварцитопесчаника Лебединского ГОКа фактически отсутствует (составы 10-11, 12-13, 14-15).
Анализ данных табл.3.1 позволяет утверждать, что на базе щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа, зависимо от вида и расхода цемента, может быть получен бетон с прочностью, соответственной маркам от 300 до 700 (классы бетона от В 25 до В 50 по ГОСТ 26633). В этом смысле способности его внедрения не уступают способностям внедрения гранитного щебня и даже щебня из габбро-диабаза.
3.4. Воздействие ЩЕБНЯ ИЗ КВАРЦИТОПЕСЧАНИКА НА Свойства ПОРОВОЙ СТРУКТУРЫ БЕТОНОВ.
Свойства поровой структуры бетонов определялись по кинетике водопо-глощения по методике ГОСТ 12730.4 "Бетоны. Способ определения характеристик пористости" зависимо от вида, расхода цемента и вида большого заполнителя.
Результаты определения черт поровой структуры бетонов по кинетике водопоглощения приведены в табл.4.1, систематизация структуры по показателям пористости [6] - в табл.4.2.
Анализ приобретенных данных указывает, что применение щебня из кварцитопесча-ника Лебединского ГОКа, как и щебня из габбро-диабаза, обеспечивает получение бетонов с плотной структурой. Несколько более высочайшая плотность бетона на щебне из габбро-диабаза связана с завышенной плотностью заполнителя, а малозначительное повышение характеристик большого водопоглощения Wo и средней крупности пор 2 при использовании щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа может быть связано с его неоптимальным зерновым составом, на что обращалось внимание выше (см.раздел 1). Типично, что в бетонах с завышенным расходом цемента и, соответственно, в критериях роста абсолютного объема цементного теста и растворной составляющей, в значимой степени нивелирующих недочеты гранулометрического состава большого заполнителя, значения характеристик поровой структуры независимо от вида щебня свидетельствуют о получении структуры с близкими чертами.
Обобщая приобретенные данные, можно прийти к выводу, что применение щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа не оказывает негативного воздействия на свойства поровой структуры бетона. Малозначительное повышение характеристик большого водопоглощения и средней крупности пор может быть связано с неоптимальным зерновым составом большого заполнителя, для устранения которого следует прирастить относительное содержание маленькой (5-10 мм) фракции в консистенции наполнителей и, может быть, уменьшить относительное содержание зернышек лещадной формы.
Карабин Standers 6 мм
Карабин предназначен для подвешивания различных предметов либо для резвого и надежного крепления конца троса, веревки, шнура либо цепи к петлям, скобам, крюкам. При всем этом карабин должен быть заблаговременно закреплен на конце. Изделие сделано из стали с анодированным глянцевым покрытием. Длина карабина — 60 мм. Вес — 10 г. Страна производства — Китай.