+7 (342) 299 99 69

пн-пт с 900 до 1800

logotype
ГлавнаяО ТБОЛитератураПроблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производстваУтилизация отходов переработки горных пород для производства цементобетонных покрытий

Утилизация отходов переработки горных пород для производства цементобетонных покрытий

Решение проблемы ресурсосбережения в строительстве - это широкое использование вторичных материальных ресурсов, которыми являются отходы производства и потребления. Только на удаление их и складирование расходуется в среднем 8-10% стоимости основной производимой продукции. Использование промьппленных отходов обеспечивает производство богатым источником дешевого и часто уже подготовленного сырья; приводит к экономии капитальных вложений, предназначенных для строительства предприятий, добывающих и перерабатытающих сырье, и повышению уровня их рентабельности; высвобождению значительных площадей земельных угодий и снижению степени загрязнения окружающей среды [1].

Одно из наиболее перспективных направлений утилизации промышленных отходов - их использование в производстве строительных материалов, что позволяет до 40% удовлетворить потребности в сырье, этой важнейшей отрасли гфомышленности. Применение отходов гфомышленности позволяет на 10-30% снизить затраты на изготовление строительных материалов по сравнению с производством их из природного сырья, экономия капитальных вложений при этом составляет 35-50%.

При производстве цементобетонных изделий используются в основном импортные технологии и оборудование, что ведет к увеличению себестоимости конечного продукта. Кроме того, для производства цементобетонных покрытий необходимы качественные пески определенного гранулометрического состава.

Анализ сырьевой базы Чеченской Республики показал, что в целом ощущается дефицит средне- и крупнозернистых кварцевых песков, но наблюдается широкое распространение флювиогляциальных валунно-песчано-гравийных (ВПГ) осадочных пород, которые в настоящее время используются в качестве сырья для получения щебня. В то же время при производстве щебня на дробильно-сортировочных заводах образуется значительное количество отсевов дробления. Таким образом, представляется целесообразным использовать отсевы дробления карьеров в качестве заполнителя при производстве цементобетонных покрытий для дорожного мощения.

Отсевы дробления Аргунского месторождения относятся к крупнозернистым по-лимиктовым техногенным пескам и существенно отличаются по составу и свойствам от природного кварцевого песка. В гравийно-песчаной смеси содержание гравийной фракции в среднем по месторождению составляет 56,4%, песка - 4З,6%.

Гравийно-песчаная смесь имеет следующий минералогический и петрографический состав: содержание кварца от 15 до 20%, полевого шпата от 5 до 10%, кремниевых галек от З0 до 40%, карбонатных зерен до З0%, мусковита не более 2%, опал и рудные материалы в смеси почти отсутствуют. Главной составной частью гравийно-песчаной смеси являются известняковые и кремниевые галечники, их суммарное содержание более 50%. Насыпная плотность гравийно-песчаной смеси колеблется от 1670 до 1880 кг/м3, коэффициент разрыхления 1,12. Средний гранулометрический состав гравийно-песчаной смеси приведен в таблице 1.

Таблица 1. Гранулометрический состав гравийно-песчаной смеси

Фракция, мм

40-70

20-40

10-20

5-10

1,25-5

0,14-1,25

Менее 0,14

Содержание, %

4,3

15,2

21,3

15,4

14,8

23,8

5,2

Песок из гравийно-песчаной фракции характеризуется как среднезернистый, модуль крупности - 2,4. Содержание глинистых, илистых и пылевидных частиц составляет в среднем 5,2%, показатель набухания - 14,7%. Средняя плотность 2600 кг/м3, насыпная плотность - 1464 кг/м3, пористость - 44,12%.

Промывка - один из технологических приемов, повышающих качество заполнителей. В результате проведенных исследований было установлено влияние промывки отсевов дробления на прочность мелкозернистого бетона. Использовался местный Чи-ри-Юртовский цемент, а в качестве заполнителя - мытый и рядовой отсев дробления (ОД) Аргунского карьера. Формовались образіщ-ішлиндрьі, которые уплотнялись прессованием под динамической нагрузкой 30 МПа. Результаты исггытаний представлены в таблице 2.

Применение мытого отсева дробления вместо рядового практически не сказалось на жесткости и степени уплотнения цементно-песчаной смеси и прочности прессованного бетона. По-видимому, пылевидные частицы, содержащиеся в рядовых отсевах дробления, выполняют роль микронаполнителя. Следовательно, промывка заполнителя приводит к повышению межзерновой пустотности и незначительному снижению прочности бетона.

Таблица 2. Влияние промывки заполнителя на прочность прессованного мелкозернистого бетона

Расход материалов, кг/м3

Заполнитель

Жесткость, с

Коэффициент уп-

Прочность

Ц

ОД

В

 

 

лотнения, Куп

бетона, МПа

580

1680

160

рядовой

49

1,81

43,3

 

 

 

мытый

47

1,79

41,5

620

1580

165

рядовой

43

1,82

52,2

 

 

 

мытый

46

1,81

51,2

Для получения прессованных бетонов класса В50 и выше была рассмотрена возможность применения смешанного заполнителя, состоящего из природного Червленско-го песка и мытого отсева дробления горных пород. Применение укрупняющей добавки приводит к снижению пустотности и водопотребности заполнителей, что может привести к повышению прочности и морозостойкости бетона.

Испытания смешанных заполнителей, в частности определение их средней плотности и пустотности, в уплотненном состоянии показали, что при снижении доли песка в смешанном заполнителе с 1,0 до 0,5 пустотность в уплотненном состоянии снижается с 29,4 до 24,2%. Однако дальнейшее сокращение доли песка до 0 приводит к повышению пустотности до 38,8 % (табл. 3).

Таблица 3. Характеристики смешанных заполнителей

Доля песка в заполнителе

Соотношение

П/ОД

Средняя плотность заполнителя в уплотненном со-

Пустотность заполнителя в уплотненном со-

 

 

стоянии, кг/м3

стоянии, %

1,00

1/0

1930

29,4

0,80

4/1

2000

26,7

0,67

2/1

2020

26,0

0,50

1/1

2070

24,2

0,33

0,5/1

1950

28,6

0,00

0/1

1950

38,8

Наибольшая средняя плотность смешанного заполнителя в уплотненном состоянии и их наименьшая пустотность достигаются при соотношениях песка к отсеву дробления 2:1 - 1:1. Для исследования влияния соотношения заполнителей на свойства прессованных бетонных смесей и бетонов были проведены эксперименты. Расход цемента в них составлял 580 кг/м3.

Для обеспечения постоянной жесткости смеси начальное водо-содержание изменялось от 155 до 165 л/м3. Перемешивание осуществлялось вручную. Изготавливались образ1щ-цилиндры размером а=1т=7 см, которые уплотнялись под динамической нагрузкой З0 МПа. Результаты испытаний на сжатие образцов естественного твердения в возрасте 7 и 28 суток представлены в таблице 4. Как видно, замена даже 17% песка щебнем приводит к увеличению прочности бетона на З-7 МПа. Наибольший прирост прочности бетона имеет место П : ОД = 1 : 1, так как прочность увеличилась на 12-1З МПа.

Таблица 4. Влияние заполнителей на свойства бетонов

Доля песка в смеси заполнителей

Соотношение заполнителей

В/Ц

Коэффициент уплотнения, Кул

Прочность бетона на сжатие (МПа) в возрасте, сут.

 

П/ОД

7

28

1,00

1/0

0,28

1,72

24

44

0,83

5/1

0,27

1,73

29

50

0,65

2/1

0,26

1,77

34

53

0,50

1/1

0,26

1,77

38

57

0,42

0,7/1

0,25

1,76

37

55

Таким образом, регионы Чеченской Республики ощущают дефицит в высококачественном песке, а применение в качестве заполнителей техногенных отходов позволит снизить себестоимость строительства цементобетонных покрытий за счет замены дорогостоящих привозных каменных материалов дешевыми местными, повысить качество и долговечность, утилизировать техногенные отходы горнорудного производства и улучшить экологическую обстановку.

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)
  • Комментарии к статье
  • Вконтакте
  • Facebook

Содержимое второго блока