ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВИБРОПРЕССОВАННОГО ШЛАКОБЕТОНА

УДК 693.546.4

Саламатов Д.В.
Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова

В новом веке в строительной индустрии наметились всеобщие тенденции развития бетонов получаемых от различного рода вибровоздействия на бетонную смесь, выражающуюся в виброукатывании, либо вибропрессовании.

Эти бетоны развиваются опережающими темпами, поскольку они имеют широкую область применения в дорожном строительстве, что в свою очередь проверено временем. Укатанный бетон получают уплотнением бетонной смеси жесткой консистенции тяжелыми валками катков дорожных асфальтовых машин. Бетон характеризуется высокой степенью уплотнения(>98%), прочностью на сжатие 35-65 МПа и на растяжение при изгибе 5,5 МПа. Технология вибропрессования позволяет отказаться от дорогостоящей бортоснастки, значительно сокращает цикл производства изделий, обеспечивает высокую производительность и возможность автоматизации производства. Изделия, изготовленные по этой технологии, отличаются высокой степенью уплотнения, малой величиной водоцементного отношения, а также точными размерами и строгой формой. Так как вышеперечисленные бетоны представляют собой жесткую смесь с формовочной влажностью 7-9%, то даже небольшие отклонения в технологии их приготовления приводят к значительному ухудшению их эксплуатационных свойств. Следовательно, бетоны требуют тщательного изучения свойств, применяемых для их изготовления, исходных материалов и главное, подбора оптимального состава бетона, условий и режимов твердения, степени уплотнения бетонной смеси. В этой связи одной из главных задач при приготовлении такого рода бетона является оптимизация его технологических параметров.

Исследования проводились на образцах-цилиндрах, изготовленных на лабораторной установке методом вибропрессования. Диаметр и высота цилиндра 50 мм. Прессующее давление составляет 0,088 МПа. В качестве вяжущего был взят портландцемент марки М400 Магнитогорского цементно-огнеупорного завода. Химический (ГОСТ 5382-73), минералогический составы его приведены в табл. 1…2

В качестве заполнителя использовался конвертерный шлак текущего выхода устойчивой структуры взятый из отвалов Магнитогорского металлургического комбината. Химический состав конвертерного шлака приведен в табл. 3

Гранулометрический состав заполнителя приведен в табл. 4

 ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВИБРОПРЕССОВАННОГО ШЛАКОБЕТОНА

Модуль крупности заполнителя Мк = 3. В приготовлении бетонной смеси использовалась вода из разводящих сетей питьевого водоснабжения с водородным показателем рН =7,96.,Состав бетона в частях следующий: Ц:З:В = 3,6:6,3:1. Оптимальное В/Ц = 0,19, В/Т = 0,1.

Образцы испытывались после ТВО и после ТВО в 28-суточном возрасте, а также при твердении в нормальных условиях в тех же возрастах. Испытания образцов на прочность при сжатии проводилось по ГОСТ 10180-78. В ходе работы исследовалось влияние В/Ц, времени вибропрессования, условий твердения на эксплуатационные свойства бетона.

В результате получены следующие выводы:

  1. Для данного бетона больше подходят условия нормального твердения. Полученные результаты, практически, на 10% выше, чем при ТВО. Прочность при сжатии в возрасте 3 сут. 18,7 Мпа.
  2. Наибольшая прочность при сжатии достигнута при В/Ц = 0,19. При увеличении или понижении В/Ц на 0,05%, происходит спад прочности на 15%.
  3. Оптимальные показатели получены при времени вибропресс-ования 40 с.

Многие специалисты-строители сходятся во мнении, что конвертерный шлак можно использовать только для отсыпки дорог, или, в крайнем случае, его минеральную составляющую для раскисления почв. Этот шлак по природе своей в нормальном состоянии инертен, его не подвергают грануляции и он не обладает гидравлической активностью, но есть теоретические предпосылки по использованию этого шлака в качестве вяжущего.

Анализы сделанные в ЦЛК при ММК показывают, что основным минералом в конвертерном шлаке является C3S (алит), его содержание достигает 50 %. Соответственно нужно искать способы как его активизировать. Стоит заметить, что химический и минералогический составы цемента и шлака имеют много общего, помимо этого согласно анализам также выявлено, что данный материал не радиоактивен и может быть использован без ограничений по ГОСТ 30108-94.

В будущем будут проводиться исследования шлака на предмет повышения его реакционной способности.