2.1. Проведение исследонаний по разработке составов

Для экспериментальных исследований применяли шлаковый песок, сухую золу и золу с гидроотвалов ТУ ГРЭС, расположенных в 10 км от ТУ ЗЖБК и в 20 км от строительной площадки первого в Кузбассе монолитного 6-ти этажного 108 кв. дома. Песок к этому времени выпускался на специальной установке производительностью 100 тыс. тонн в год, построенной по инициативе бывшего директора ТУ ГРЭС А.В. Бессонова [17, 18].

Исследованные нами золы и шлаковый песок ТУ ГРЭС [19, 20] соответствовали требованиям ГОСТ 25592-83 (ныне 25592-91) [21], ГОСТ 25818-83 (ныне 25818-91) [22], ГОСТ 26644-85 и Рекомендациям [23], разработанных с участием автора.

Плотный (жидкого удаления) дробленый шлак фракции 0-5 мм с Мк = 2,76, насыпной плотностью 1400 и истинной плотностью 2350 кг/м3 представляет собой алюмосиликатное стекло (SiO2 - 62,2% и АL2О3 - 23,74%). В нем совершенно отсутствуют потери при прокаливании и сернистые соединения. Переработка его дроблением до 0-5 мм позволяет ликвидировать слабые частицы и микротрещины в первичном граншлаке.

Для определения оптимального состава мелкозернистого высокоподвижного, необходимого для тонкостенных вертикально-формуемых конструкций, бетона классов В12,5, В15 и В22,5 в лабораторных условиях была проведена серия опытов с изменением расхода компонентов: при одинаковом расходе цемента и подвижности смеси изменялось соотношение шлакового песка (70 -100%) и золы (0 - 30%); при одинаковой подвижности смеси изменялся расход цемента для обеспечения проектной марки бетона.

Состав и подвижность смесей при постоянном расходе портландцемента марки 500 приведены в таблице 2.1, а зависимость прочности и средней плотности от соотношения шлакового песка и золы на рисунке 2.1.

47

Для регулирования свойств бетонной смеси (повышение подвижности и однородности) во всех опытах применяли пластифицирующую добавку ЛСТ (0,3% от массы цемента) или комплексную Л СТ+ЩСПК (1:1).

Таблица 2.1.

Составы смесей

Расход материалов, кг/м3 В/Ц В/В ок,см
цемент шлак зола вода
300 1515 - 265 0,83 0,83 21,5
300 1365 150 275 0,91 0,61 21,5
300 1290 225 285 0,95 0,54 22,0
300 1215 300 285 0,95 0,48 20,5
300 1190 375 305 1,01 0,46 21,0
300 1065 450 317 1,05 0,42 20,5

Рис. 2.1. Зависимость прочности и средней плотности мелкозернистого шлакозолобетона от соотношения шлака и золы
Рис. 2.1. Зависимость прочности и средней плотности мелкозернистого
шлакозолобетона от соотношения шлака и золы

------ прочность: 1 - без термообработки в возрасте 28 сут.; 2 - после термообработки в суточном возрасте; 3 - после терообработки в возрасте 28 сут.; ------ плотность: 4 - свежеуложенной смеси; 5 - после термообработки в суточном возрасте; 6 - в высушенном до постоянной массы

48

Анализ полученных данных показал, что прочность бетона с содержанием золы 150-350 кг/м3 возрастает при одновременном снижении плотности, а свыше 350 кг/м3 начинает снижаться. Мелкозернистый шлакозолобетон по сравнению с обычным тяжелым бетоном требует термообработки и при более высокой температуре (90 - 95°С вместо 80 - 85°С), а без термообработки имеет прочность в возрасте 28 сут. в 1,6 раза ниже.

Увеличение прочности мелкозернистого шлакозолобетона при введении золы до 350 кг/м3 (в обычном до 250 кг/м3) даже при увеличении В/Ц с 0,83 до 0,95 объясняется гидравлической активностью золы при повышенных температурах термообработки и эффектом микрозаполнителя [24, 25].

Установлено [26], что повышение расхода золы в мелкозернистых бетонах литой консистенции до 150-350 кг/м3 оптимально для низкомарочных бетонов классов В4, В5, В7,5, В12,5, в которых небольшие расходы цемента и зола в большей степени проявляет эффект микронаполнителя, чем гидравлическую активность. При повышении проектного класса бетона от В15 до В25 наблюдается обратная картина: чем выше класс, тем меньше расход золы для получения оптимального состава смеси и тем больше она проявляет гидравлическую активность, снижая расход вяжущего.

Используя метод планирования эксперимента и обработки данных экспериментов были разработаны оптимальные составы бетона марок 150, 200 и 300 и исследованы их физико-механические и деформативные характеристики (табл. 2.2).

Разработанные составы прошли успешные испытания на Томь-Усинском ЗЖБК Минтопэнерго. В действующую на заводе технологию производства конструкций были внесены незначительные изменения: повышена температура прогрева изделий на 10°С, исключена вибрация, применено только кратковременное (2-3 с) встряхивание заполненных кассет и сантехкабин. Всего было изготовлено 300 м3 плит перекрытий, внутренних стеновых панелей и сантехкабин. Многократные испытания конструкций на прочность, жесткость, трещиностойкость и транспортирование на большие расстояния железнодорожным и автотранспортом показали их высокую надежность.

За счет снижения массы конструкций на 20%, экономии цемента по сравнению со СНиП 5.01.23-83 на 30%, экономическая эффективность составила 4-5 р. на 1 м3 бетона в ценах 1984 года.

49

Таблица 2.2.

Оптимальные составы и характеристика мелкозернистого шлакозолобетона

Класс бетона Расход материалов, кг/м3 Осадка конуса, см Плотность, кг/м3 RP, МПа Rи p Р, МПа Rnp, МПа 1 2 3 4 5 6
портланд цемент шлаковый песок зола вода
В 12,5 250 1025 300 275 18-22 1850 1,56 2,25 11,3 4,9 20,6 20,6 0,22 0,86 0,09
В15 275 1065 250 280 18-22 1870 2,03 2,98 15,2 8,4 23,4 23,7 0,24 1,12 0,12
В22,5 350 1280 150 290 18-22 2070 2,94 3,80 23,4 10,1 25,7 25,7 0,25 1,04 0,15

 
 

Примечание: 1-прочность сцепл. с арм.; 2-модуль упругости, МПа; 3-усадка, мм/м; 4-мера ползучести, мм; 5-сжимаемость, мм/м; 6-растяжимость, мм/м.

50

Rambler's Top100
Lib4all.Ru © 2010.