----
----






Местные низкомарочные цементы на основе горных пород шахтных террикоников


Г.И.Еворенко, д-р техн. наук; С.А. Полевой, канд. техн. наук; А.А. Строкач, канд. техн. наук

Масштабы строительства, его стоимость, совершенствование строительных конструкций и технологии бетона находятся в прямой зависимости от производства вяжущих веществ и, в первую очередь, от выпуска цемента. Наша цементная промышленность нацелена в основном на обеспечение предприятий стройиндустрии, являющихся основными поставщиками изделий и конструкций для многочисленных строительных организаций, которые зачастую не строят, а монтируют из готовых элементов промышленные и жилые здания и целые комплексы. Именно здесь решаются основные задачи обеспечения не уменьшающихся потребностей людей в жилье, а многочисленных промышленных предприятий – в новых производственных площадях.
   Поскольку для большинства современных зданий и сооружений требуются изделия и конструкции, обладающие высокой прочностью, цементная промышленность заинтересована в выпуске своей продукции для основных ее потребителей. В наши дни она выпускает в основном цементы высоких марок (400, 500 и выше). Такое положение дел вполне оправдано, так как выпуск низкомарочных цементов, как правило, экономически не оправдан, заводы на этом несут убытки.
   В то же время сельские строители, индивидуальные застройщики, дачники, которых в наше время стало много, строят в основном одно- и двухэтажные дома. В малоэтажном строительстве для приготовления низкомарочных бетонов и строительных растворов, требуются цементы марок 100, 200 и реже 300. Дело в том, что для приготовления строительных растворов и бетонов марок 25, 50, 75, 100 строители, выполняя требования о минимально необходимом количестве цемента в бетоне (около 200 кг/м3), вынуждены вводить его в больших количествах, чем требуется по расчету.
   Весьма эффективным способом решения задачи обеспечения нужд малоэтажного строительства низкомарочными цементами является использование местных материалов в сочетании с минеральными и химическими добавками. Имеющийся опыт использования для экономии цемента, зол, шлаков, горелых природных пород, некоторых других отходов промышленности и природных минералов позволяет утверждать, что круг пригодных для этой цели материалов может быть расширен с учетом конкретных местных возможностей. Одним из эффективных источников сырья для производства местных низкомарочных цементов могут быть старые перегоревшие шахтные терриконики (см. рис.).
   Основанием для использования горелых горных пород из террикоников является их гидравлическая активность, их способность набухать при взаимодействии с известью с образованием гелеобразных соединений, склонных к последующей кристаллизации и отвердеванию. В основе возникновения активного состояния углистых горелых пород лежит изменение глинистого вещества при нагревании в процессе горения террикоников, сопровождаемое пироактивацией ряда минеральных примесей. Твердение горелых пород с известью и гипсом – комплексный сложный процесс, зависящий не только от химического состава компонентов, но и от степени дисперсности и в значительной степени от физико-химической природы твердых тел, прошедших самообжиг.
   Известно, что имеется зависимость и пропорциональность показателей активности от содержания глинозема (Al2O3), кремнезема (SiO2) и железистых соединений (Fe2O3, FeO). Эти окислы при взаимодействии с известью образуют соединения типа гидроалюмосиликатов кальция и алюможелезистых соединений, характеризующихся глинитно-железистым модулем:

где А – глинозем (Al2O3); F – железистые соединения (FeO, Fe2O3); SiO2 – кремнезем.
   Зависимость активности горелых пород от глинитно-железистого модуля приведена в таблице 1.
   По результатам химических анализов проб горелой породы из терриконика шахты им. Кирова ПО Ростовуголь в ней содержится SiO2 – 53,94%, Al2O3 – 21,2%, Fe2O3 + FeO – 7,04%. Глинитно-железистый модуль 0,524 служит основанием для отнесения горелой породы к группе высокоактивных.
   Горелые породы, имея достаточную гидравлическую активность, обладают скрытыми гидравлическими свойствами, которые выявляются в смеси с известью, цементом, доменным шлаком и другими вяжущими веществами. Составные части этой смеси должны иметь высокую удельную активность, т.е. быть тонко измельчены, поскольку цементирующие новообразования получаются в результате коллоидно адсорб-ционных явлений, обуславливающих схватывание и твердение, ускоряемое гидротермальной обработкой.

Технологическая схема переработки горелых пород


   Физико-химические процессы, обуславливающие твердение вяжущих из горелых пород и извести, протекают медленно. Для активизации этого процесса материалы, входящие в состав такого вяжущего, необходимо измельчать. Высокоэффективным помольным агрегатом являются вибромельницы, которые позволяют за короткие промежутки времени (10…15 мин.) получать порошки с удельной поверхностью 2500…3500 см2/г. Горелые породы легко поддаются измельчению, т.к. содержат много микротрещин, образовавшихся за счет термических напряжений при самопроизвольном нерегулируемом обжиге в террикониках. Ослабленная структура горелых пород является причиной их сравнительно легкого измельчения, поэтому их удельную поверхность можно было бы довести до 10..12 тыс. см2/г. Однако при очень тонком помоле частицы вяжущего имеют склонность группироваться в комки-флакулы (флакулируют) и вода взаимодействует не с отдельными зернами, а с поверхностями крупных флакул, которые значительно меньше суммы поверхностей составляющих их зерен. Для горелых пород оптимальная удельная поверхность не должна превышать 6000 см2/г, т.к. это может привести к снижению прочности вяжущего.

Табл. 1. Местные низкомарочные цементы


   Для приготовления вяжущего вещества на основе горных пород были использованы:
   - горелая горная порода из терриконика шахты им. Кирова (АО Ростовуголь), подвергнутая предварительному дроблению на щековой дробилке. Порода имела крупность до 5 мм, насыпную плотность 1125 кгс/м3;
   - известь негашенная кальциевая быстрогасящаяся 2-го сорта. Получена обжигом при 1050оС известняка Дарьинского карьера;
   - портландцемент марки 400;
   - гипсовый камень фракции 0…5 мм;
   - суперпластификатор С-3.
   Дробленные компоненты в заданной пропорции загружались в вибромельницу СВМ2 (объем камеры 10 дм3, мощность двигателя 2,2 кВт, частота вращения 25 Гц, амплитуда колебания 1…5 мм). После помола в течение 10 мин. готовое вяжущее вещество выгружалось из мельницы для определения его активности и марки. Определение прочности цемента, его активность и марку осуществляли по методике ГОСТ 310.4-81 “Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии”. В общем случае стандартные испытания, которые проводились в соответствии с ГОСТ 310.4-81, включали в себя определение плотности и тонкости помола цемента, нормальной густоты, сроков схватывания цементного теста и равномерности изменения объема цемента, предела прочности при изгибе и сжатии образцов-балочек размером 4х4х16 см, изготовленных из цементного раствора нормальной консистенции и хранившихся в стандартных условиях 25 суток.

Рис. 2. Местные низкомарочные цементы


   Состав исследованных вяжущих веществ и их основные физико-механические характеристики приведены в таблице 2.
   По результатам испытаний для дальнейшего исследования было выбрано вяжущее (низкомарочный цемент) марки 200 (см. табл. 2, состав № 3). Этот выбор обусловлен тем, что при производстве такого вяжущего удается утилизировать максимальное количество горелой породы при достаточной для малоэтажного строительства и мелкоштучных бетонных изделий (стеновых блоков) прочности.
   Основные свойства низкомарочного цемента, полученного из горелой породы, характеризуются следующими показателями:
   - насыпная плотность – 650 кгс/м3;
   - нормальная густота цементного теста – 23%;
   - сроки схватывания:
   начало – 45 мин.,
   конец – 70 мин.;
   - равномерность изменения объема – удовлетворяет требованиям ГОСТ 310.3-76;
   - предел прочности после тепловлажностной обработки, МПа:
   при изгибе – 2,7;
   при сжатии – 25,6.

ВЫВОДЫ:
   1. Горелые горные породы из перегоревших шахтных террикоников могут служить сырьем для производства местных низкомарочных гидравлических вяжущих веществ (цементов).
   2. Наиболее высокой активностью в составе горелых горных пород обладают аргиллиты и алевролиты.
   3. В качестве помольного агрегата рекомендуется использовать вибромельницу СВМ-75 в комплекте с пластификатором. Весьма эффективной может быть обработка на бегунах. Однако в настоящее время этому способу предпочитается вибропомол. Причина этого вероятно кроется в том, что в промышленности не налажен серийный выпуск высокопроизводительных и малоэнергоемких бегунов мокрого помола.
   4. При изменении технических характеристик сырья, следует производить корректировку вяжущего вещества.

Список товаров, услуг и цен предоставляемых организациями разместившими объявления на сайте (В алфавитном порядке. Тестовый режим)
Страница 1: AL - антистатик
Страница 2: аренда - водопровод
Страница 3: водослив - желоб
Страница 4: жилье - короткобазовый
Страница 5: коррубит - наирит
Страница 6: наклейка - пергамин
Страница 7: перевозка - радиатор
Страница 8: разгрузка - средство
Страница 9: СРО - услуги
Страница 10: установка - ящик

Строительные материалы в Интернете:



Архив объявлений с предложениями строительных материалов описаных в статьях:
Объявления строительных фирм Объявления строительных фирм (1)
Объявления строительных фирм (2) Объявления строительных фирм (3)
Объявления строительных фирм (07.06.08) Объявления строительных фирм (22.07.08)
Объявления строительных фирм (12.09.08)  
Цены на строительные материалы описанные в статьях (прайс-листы):
Строительство и ремонт
Кирпич и стеновые материалы
Окна и оконные конструкции
Двери, ворота, входные группы
Ограждающие конструкции, офисные перегородки
Пиломатериалы, изделия из дерева
Отделочные материалы
Керамическая плитка, керамический гранит
Лаки, эмали и краски
Стекло, поликарбонат, зеркала
Стройматериалы 1 Стройматериалы 2 Стройматериалы 3
Кровля, кровельные материалы
Гидро-, звуко, теплоизоляционные материалы
Сантехника, канализация
Отопление и вентиляция
Электрооборудование
Металл, кованные изделия
Машины, оборудование и инструмент
Дизайн и интерьер
Услуги в области строительства
Различные стройматериалы
Стройматериалы 4

Интернет-сайты предлагающие стройматериалы: