УДК 666.94.03
Акчурин Т.К., Михайлова В.Г.
Волгоградская государственная архитектурно-строительная академия
Новые условия хозяйствования в экономике нашей страны поставили перед предприятиями строительной индустрии множество проблем, ранее не свойственных этой отрасли.
На сегодняшний день подрядный строительный рынок характеризуется дефицитом спроса, как следствие доминирующего положения заказчика над подрядчиком. Это предопределяет необходимость строительным фирмам изыскивать все возможные пути повышения эффективности своего функционирования: за счет применения современной техники; новейших технологий; нестандартных решений в области предпроектных исследований и проектирования; рационального размещения всех видов ресурсов в пространстве и во времени; высокого уровня организационной подготовки; оптимального проектирования внутренних систем предприятия. В том числе перед субъектами строительного производства встали проблемы экономного расходования топливно-сырьевых ресурсов, строительных материалов.
Необходимо отметить, что в строительстве, на данный момент, еще далеко не полностью исчерпаны резервы снижения ресурсоемкости производства и, как следствие, себестоимости строительной продукции. Этого можно достичь за счет внедрения более совершенных технологий приготовления и укладки растворной смеси, применения качественных строительных материалов, в частности, используя активированный цемент. На основе предварительных исследований удалось установить, что указанные мероприятия позволяет экономить значительное количество сырьевых ресурсов, добиться снижения расхода цемента до 10 % от существующих показателей расхода цемента, что дает ощутимую экономию финансовых ресурсов.
Диапазон мер по снижению ресурсоемкости в строительстве достаточно широк и понятно, что комплексное осуществление мероприятий позволит значительно экономить материальные ресурсы, а это реальные предпосылки к повышению эффективности функционирования строительных организаций. Сегодня, на строительном рынке подрядных работ, заметно проявляется тенденция к увеличению объемов работ, связанных с использованием железобетона.
Наиболее распространенные на территории России технологии возведения сооружений из монолитного бетона и железобетона характеризуются следующими недостатками:
- большие трудозатраты;
- высокий уровень расхода минеральных вяжущих веществ (400 кг/м3, по сравнению с Европой – 200 кг/м3);
- продолжительное время доставки приводит к значительному ухудшению технологических свойств бетонных смесей;
- несоответствие требованиям ГОСТа крупного и мелкого заполнителя по показателям: влажность, объем примеси, фракционный состав;
- большая продолжительность времени между приготовлением и укладкой строительных растворов приводит к ухудшению физико-механических свойств строительных конструкций (удобоукладываемость, однородность, теплопроводность, морозостойкость, долговечность).
Для решения целого ряда проблем, возникающих при реконструкции зданий и сооружений, в Европе давно и весьма успешно используются сухие смеси различного назначения. Применение сухих смесей в построечных условиях обеспечивается специальным оборудованием, инвентарем и инструментами. Используемые средства механизации занимают небольшую площадь, позволяют готовить широкий ассортимент строительных смесей в объемах, необходимых для обеспечения фронта работ.
Изучение зарубежного опыта строительства из монолитного бетона и железобетона позволяет сделать вывод о расширении области использования сухих строительных смесей (например, фирма М-ТЕС, Германия и друге).
Кроме того, исследования строительных процессов ведущих строительных фирм на территории нашей страны (ЦНИИОМТП, г. Москва) показывают целесообразность приготовления строительных растворов и бетонных смесей на строительной площадке непосредственно перед их укладкой в конструкцию.
Благодаря мероприятиям по снижению расходов за последние годы цементной промышленности удалось занять достойное место на рынке строительных материалов.
Исследования проводятся на базе стандартного оборудования для изготовления и проверки прочностных характеристик бетона. Для активации цемента используется уникальная установка – линейно-индукционный вращатель (ЛИВ) электромагнитного вихревого действия. Аппарат предназначен для гомогенного смешивания, тонкого измельчения и диспергирования веществ в сыпучем виде посредством создания в камере обработки материала вихревого электромагнитного поля, под действием которого специально введенные дискретные ферромагнитные частицы (ДФЧ), приходят в движение в среде материала.
Технический уровень традиционного помольного оборудования при измельчении клинкера обычно не позволяет получать цемент с удельной поверхностью 5000см 2/гр.
Высокая степень измельчения достигается благодаря многократному соударению частиц перерабатываемого материала с мелющими телами и между собой. При этом, благодаря высоким значениям ускорений, происходит разрыв частиц и их перетирание.
На основе результатов длительных исследований проведенных специалистами нашей академии установлено, что помол цемента в линейно-индукционном вращателе позволяет в достаточно короткие сроки и без особых затрат изменить показатели удельной поверхности и прочностные характеристики образцов.
Математическая обработка данных полученных в ходе эксперимента позволила найти экстремум целевой функции, возможно, использовать следующую графическую модель, описывающую изменения целевой функции в факторном пространстве, ограниченном исследованной областью:
Как видно на графике, экстремум функции в области факторного пространства, ограниченного значениями первого фактора (время активизации цемента) от 20 до 60 секунд и второго фактора (количество мелющих тел) от 60 до 100 г лежит на прямой
у = f(х1, х2); х2 = 100; х1 » 40.
Длительное хранение смешанных цементов повторного помола не вызывает большого снижения активности по сравнению с исходными портландцементами. После 3-х месячного хранения снижение активности для активированных цементов составляет в среднем 10-18 %.
По результатам экспериментов получены параметры измельчения цемента для получения определенных прочностных показаний.
Графическая и аналитическая обработка результатов показала зависимость между прочностью цементного камня и факторами эксперимента.
В ходе работы были проведены опыты по проверке влияния на прочность всех сочетаний факторов помола.
Степень измельчения цементов оказывает большое влияние на протекание важнейших физических и химических процессов при их твердении. 
В работе произведено широкое исследование по возможности управления свойствами вяжущих материалов посредством их активизации в установке электромагнитного действия, посредством хаотичного движения ферромагнитных мелющих тел в среде материала.
Таким образом, проведенные исследования позволили оптимизировать основные параметры обработки вяжущего с целью получения максимально гранулометрически однородного состава цемента.
