Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




01.11.2019


01.11.2019


25.09.2019


14.09.2019


14.09.2019


08.09.2019


03.09.2019


26.08.2019


13.08.2019


13.08.2019





Яндекс.Метрика
         » » Шлаковые заполнители для тяжелых бетонов

Шлаковые заполнители для тяжелых бетонов

23.12.2017

Для изготовления тяжелых бетонов в качестве крупного заполнителя применяют плотные отвальные доменные и мартеновские шлаки. Технические требования к щебню из доменных шлаков регламентированы ГОСТ 5578—57. Требования этого стандарта распространяются на щебень, получаемый дроблением с последующим рассеиванием или только рассеиванием отвальных или специально отлитых доменных шлаков. Пригодность щебня из доменных шлаков для бетонов устанавливают испытаниями по ГОСТ 8269—64.

Щебень из доменных шлаков рекомендуется использовать в фракционированном виде с размерами зерен каждой фракции 3(5)—10; 10—20; 20—40 и 40—70 мм, раздельно дозируемые при приготовлении бетонной смеси. По соглашению сторон допускается поставка шлакового щебня в виде смеси двух или более смежных фракций, а также без разделения на фракции — в виде щебня рядового.

В каждой фракции или в их смеси должно быть по весу не более 5% зерен крупнее предельного размера зерен данной фракции, 40—70% зерен величиной, равной полусумме наименьшего и наибольшего размера фракции, и не более 5% зерен мельче наименьшего размера фракции.

Объемный насыпной вес щебня из доменного шлака для тяжелого бетона должен быть не менее 1100 кг/м3. Щебень из доменного шлака применим для изготовления армированного и неармированного бетона. При этом прочность щебня должна обеспечивать получение бетона требуемой марки. Предварительную оценку щебня по прочности можно проводить по результатам испытаний его на дробимость в цилиндре (ГОСТ 10260—62). Марка щебня по этому показателю должна быть не более Др8 для бетона марки 300 и выше, Др12 для бетона марки 200 и Др16 для бетона марки ниже 200.

Пригодность щебня из доменного шлака следует определять соответствующими технико-экономическими обоснованиями. Для этой цели экспериментальным путем устанавливают зависимость между прочностью бетона на данном шлаковом заполнителе и цементно-водным отношением. Прямолинейная зависимость между прочностью бетона и цементно-водным отношением до значений Ц/В, соответствующих заданной марке бетона, свидетельствует о возможности получения бетона требуемой прочности. Если же эта зависимость существенно отклоняется от прямолинейной в сторону замедления роста прочности бетона, заполнитель не рекомендуется применять вследствие его недостаточной прочности.

Щебень из доменного шлака, предназначаемый для применения в бетоне конструкций, не защищенных от внешних атмосферных воздействий, должен обладать необходимой морозостойкостью.

По степени морозостойкости щебень из доменных шлаков подразделяют на виды, выдерживающие 15, 25, 50, 100, 150 и 200 циклов переменного замораживания и оттаивания. Морозостойкость определяют непосредственным замораживанием и испытанием в растворе сернокислого натрия. При этом при получении неудовлетворительных результатов испытаний в растворе сернокислого натрия повторно испытывают щебень на замораживание и оттаивание. Результаты этих определений являются решающими.

Щебень из доменного шлака должен иметь устойчивую структуру. Структура щебня считается устойчивой, если в нем после испытаний по ГОСТ 5578—57 количество зерен размером менее 3 мм не будет превышать 5% веса первоначальной пробы. Шлаковый щебень не должен также содержать посторонних примесей: топливных шлаков и зол, колошниковой пыли, мусора, земли и т. п.

Сравнительными исследованиями цементных бетонов на крупном заполнителе — щебне из доменного шлака, гранитном и базальтовом щебне — установлено, что тяжелые бетоны на шлаковом щебне по своим основным физико-механическим свойствам (прочность, деформативность, морозостойкость и др.) не уступают бетонам тех же марок на заполнителях из естественных горных пород.
В табл. 116 приведены данные физико-механических испытаний высокопрочных портландцементных бетонов на шлаковых заполнителях, полученные Ю.С. Буровым, Е.А. Гребеником и А.А. Гаспаряном.

Из этих данных следует, что при прочих равных условиях тяжелые бетоны на шлаковом щебне по прочности превосходят бетон на гранитном щебне.

Так, образцы из умеренно жестких бетонных смесей, уплотняемых вибрированием в течение 30 сек, при расходе портландцемента в количестве 592 кг/м3 через 12 ч пропаривания на гранитном щебне имели прочность 420 кГ/см2, на щебне из шлака естественного охлаждения — 433 кГ/см2, а на щебне из шлака, охлажденного в траншее, — 517 кГ/см2.

Отношение призменной прочности к кубиковой для бетонов на шлаковом щебне составляет 0,85—0,91.

На рис. 84 приведена зависимость деформаций от напряжений для бетонов на обычных и шлаковых заполнителях. Испытания проводились через 28 суток после пропаривания образцов.
Начальный модуль упругости для бетонов марки 500 на щебне из шлака естественного охлаждения равен 510000 кГ/см2, на щебне из шлака, отлитого в траншее, — 460 000 кГ/см2, а на гранитном и базальтовом щебне — 440 000 кГ/см2.

Этими исследователями определялась степень сохранности стальной арматуры при двух режимах хранения бетонов, регламентированных СНиП: влажном (при постоянной относительной влажности воздуха 80—90%) и переменном (увлажнение образцов в течение 1 ч и высушивание при относительной влажности воздуха 60—80% при комнатной температуре в течение 23 ч).

Пропаренные образцы испытывали сразу после тепловой обработки, через 3, 6 и 12 месяцев.

Испытания не выявили преимущественного развития коррозии стали в бетонах на шлаковых заполнителях по сравнению с бетонами на гранитном щебне. Лишь сразу же после пропаривания имелись следы незначительной коррозии, которая при последующем проведении испытаний не имела развития.

На рис. 85 даны результаты испытаний тяжелых бетонов на морозостойкость, показывающие, что бетоны на заполнителях из доменных шлаков выдерживают 100 циклов замораживания и оттаивания без изменения динамического модуля упругости. Менее морозостойки оказались бетоны на щебне из базальта.

По рекомендациям МИСИ им. В. В. Куйбышева на Чусовском заводе железобетонных изделий № 5 выпущена крупная опытная партия многопустотных плит перекрытий и дорожных, плит из бетона на шлаковом щебне фракции 5—20 мм и шлаковом песке. В качестве вяжущего применяли портландцемент Ново-Пашийского завода марки 400.
Испытания изделий показали, что после 16 ч пропаривания (режим 3+10+3 ч) при 80°С в обычных ямных камерах бетон приобрел заданную марочную прочность 500, а несущая способность изделий полностью отвечает требованиям технических условий.

В Донбассе, Днепропетровске и ряде других районов по местным техническим условиям для изготовления тяжелых бетонов применяют щебень из мартеновских шлаков.

Отличительной особенностью этих шлаков является значительное содержание в них металла, а также склонность некоторых из них к распаду вследствие повышенного содержания свободной окиси кальция, соединений марганца и т. п.

Однако после длительного выдерживания этих шлаков в отвалах из них дроблением и рассевом можно получать высококачественный щебень, пригодный для получения бетонов практически любых марок. Извлечение же при этом вторичного металла в значительной мере перекрывает затраты на их переработку в щебень. Поэтому использование мартеновских шлаков в качестве заполнителя особенно перспективно в техническом и экономическом отношении.

В отдельных случаях для устранения вредного влияния свободной окиси кальция на бетоны на щебне из мартеновских шлаков рекомендуется шлаковый щебень перед применением в дело пропаривать при 75—85° С в течение 2—3 ч.

Весьма перспективным, по данным Днепропетровского филиала ЮЖНИИ, методом переработки мартеновских шлаков в заполнители для тяжелых бетонов является их грануляция. Этим способом, регулируя расход воды, можно получать высокопрочный стойкий щебень фракции 3—10 и 10—25 мм, часто особенно дефицитный при производстве тонкостенных железобетонных изделий.