Открытое акционерное общество
"Лебединский ГОК"
Общество с ограниченной ответственностью
Техническое междуведомственное объединение
"Совтех"
Под редакцией д.ф. - м.н., доктора, ген. директора
ООО "ТМО "Совтех" В.М.Абросимова
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЩЕБНЯ
ИЗ КВАРЦИТОПЕСЧАНИКА ОАО "Лебединский ГОК"
В КАЧЕСТВЕ Большого ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ БЕТОНОВ
СОДЕРЖАНИЕ
От редактора
1. Геологическая и технологическая черта кварцитопесчаников Лебединского месторождения
2. Виды щебня, используемого в производстве бетонов
3. Испытание бетонных консистенций и бетонов на щебне ОАО "Лебединский ГОК" из кварцитoпесчаника
3.1. Стандартные свойства щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа
3.2. Воздействие щебня из кварцитопесчаника на технологические характеристики бетонных консистенций
3.3. Темпы естественного твердения и крепкость бетонов на щебне из кварцитопесчаника
3.4. Воздействие щебня из кварцитопесчаника на свойства поровой структуры бетонов
3.5. Призменная крепкость и исходный модуль упругости бетона на щебне из кварцитопесчаникa
3.6. Морозостойкость и водонепроницаемость бетона на щебне из кварцитопесчаника
3.7. Хим анализ щебня из кварцитопесчаника
4. Заключение
5. Приложения
6. Использованные источники
От редактора
Одним из приоритетных направлений развития хозяйства Рф являются растущие объемы строительства дорог, путепроводов, жилища, производственных построек и объектов специального предназначения. Реализация строительства безизбежно порождает опережающий рост спроса на строительный щебень. Довольно сказать, что недостаток щебня для дорож-ного строительства исключительно в Центральном Черноземье составляет порядка 7 млн. кубических метров в год.
Решение этой животрепещущей трудности может быть на базе расширения сырьевой базы каменных материалов, применимых для производства щебня. Значимые припасы попутно добываемых горных пород и отходов обогащения стальных руд, которые могут служить начальным сырьем, сосредоточены в месторождениях Курской магнитной аномалии (КМА) и, а именно, на месторождениях Лебединского горнообогатительного комбината (ЛГОК).
Горные породы по степени их пригодности для производства щебня могут быть разбиты на четыре группы: 1 - рудосодержащие кварциты; 2- кварцитопесчаники; 3 - кристаллические сланцы; 4 - дайковые породы. По объемам припасов и физико-механическим свойствам больший энтузиазм представляют кварцитопесчаники, кристаллические сланцы, также отходы сухой и влажной магнитной сепарации железистых кварцитов.
Опыт использования щебня из попутно добываемых пород Лебединского ГОКа в дорожностроительном комплексе Белгородской области отлично известен и серьезно изложен в трудах ученых и профессионалов Белгородской гос технологической академии строй материалов [1,2]. Но, беря во внимание нарастающий энтузиазм к этой продукции со стороны Центральных областей Рф и Столичного региона, была поставлена задачка:
- провести всеохватывающие исследования по определению характеристик свойства щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа;
- выполнить сравнительные тесты бетонных консистенций и бетонов с целью определения способностей действенного использования щебня Лебединского ГОКа в качестве наполнителей для бетонов при производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций.
Совокупа приобретенных результатов исследовательских работ и испытаний позволяет сделать заключение, что щебень Лебединского ГОКа из кварцитопесчаника обладает высочайшим качеством, не уступая по важным показателям граниту, а по ряду параметров даже превосходит его, и может быть рекомендован как кандидатура гранитному щебню в качестве заполнителя в бетонных и железобетонных изделиях и конструкциях. Не считая того, большие потребности в строительном щебне будут провоцировать долговременную и крупномасштабную компанию производства щебня на Лебединском ГОКе, ускоряя тем процесс утилизации попутно добываемых отходов и улучшая экологическую обстановку в бассейне.
Новые области внедрения щебня расширят номенклатуру бетонных и железобетонных изделий, содействуя становлению и развитию рынка строй материалов, а его свойства, изложенные в данной работе, посодействуют потребителю экономически обоснованно сделать выбор щебня для производства.
Задачка исследовательских работ сформулирована первым заместителем ген. Директора ОАО "Лебединский ГОК" Губиевым М.Ю.
Организация научно-исследовательских работ и их сопровождение осуществлялись Онищенко С.А. и Долматовым Г.В.
В.М.Абросимов
1. Геологическая и технологическая черта кварцитопесчаников Лебединского месторождения.
Кварцитопесчаники (КП) представляют собой сероватую с разными цветами практически мономинеральную породу громоздкой текстуры. Структура в главном тонкодисперсная, с размером зернышек 0,02-2,0 мм. В границах разведанных участков кварцитопесчаники характеризуются всепостоянством минерального состава и высочайшей прочностью. 
Породообразующим минералом является кварц. По данным хим и гранулометрического анализа, содержание кварца составляет 73.4...96 %., в среднем - 86.24%. Другие минеральные материалы представлены мусковитом, биотитом, пореже хлоритом, фукситом, альбитом, калиевым полевым шпатом.
Их содержание время от времени добивается 10...20 %.
Хим состав КП (средний) в % SiO2-90.0, TiO2-0.27, Al2O3- 2.39, Fe2O3-2.16, FeO-1.58, MgO-1.34, CaO-0.89, Na2O+K2O-0.69, P2O5-0.11, S-0.06. Органические вещества отсутствуют.
Анализ результатов физико-механических испытани й кварцитопесчаников Лебединского месторождения свидетельствует об их высочайшем качестве. Средняя плотность - 2650 кг/м3, водопоглощение - 0.10 %, пористость - 0.91 %, временное сопротивление сжатию в водонасыщенном состоянии - 141.2 МПа, содержание серы в целом по месторождению, в пересчете на SO3 - 0.18 %. Щебень из кварцитопесчаников, не подвергшихся выветриванию, отличается высочайшим качеством, не уступая по важным показателям гранитному, а по ряду параметров даже превосходя его.
Большая масса
Параметр2
Содержание сухого остатка, менее, мг/л
10002
Содержание сульфатов, менее, мг/л
500
Содержание хлоридов, менее, мг/л
350
Общая твердость, менее, мг-экв/л
7
Эти характеристики удовлетворяют требованиям ГОСТ 8267-93, "Щебень и гравий из плотных горных пород для строй работ", что доказано сертификатом соответствия ИЦ "Железобетон" г. Москва (см. приложение 1).
Гл. инженер ОАО "Лебединский ГОК" В.Ф.Щупановский
2. Виды щебня, используемого в производстве бетонов.
Роль наполнителей в обеспечении параметров разных видов бетонов очень велика. Она определяется как чертами начальной горной породы, так и качеством заполнителя как сырьевого продукта, поступающего к потребителям - компаниям стройиндустрии, заводам товарного бетона, строительным площадкам, - в виде песка либо щебня (гравия) различного зернового состава, формы зернышек, степени загрязненности и др.
В общем виде свойства начальной горной породы определяют такие наследные признаки заполнителя, как плотность, крепкость, стабильность структуры, стойкость к определенным хим, температурным, влажностным и иным воздействиям. Качество заполнителя зависит как от определенных критерий добычи и переработки начальной горной породы (наличие, вид и нрав примесей, влияющих на характеристики заполнителя и зависящих от нрава залегания добываемой породы и от присутствия и вида попутно добываемых пород; черт и критерий работы дробильного и фракционирующего оборудования, определяющих форму зернышек, нрав поверхности заполнителя, количество зернышек лещадной формы и содержание пылеватых и глинистых частиц и др.), так и от критерий транспортирования, перегрузки и хранения заполнителя (загрязнение сторонними примесями, неконтролируемое смешивание материалов различного вида и свойства и т.д.). При иных равных критериях основное воздействие на качество заполнителя, естественно, оказывают причины первой группы, относящиеся к чертам определенного месторождения и определенного предприятия горноперерабатывающей индустрии.
Обычно применяемыми для производства щебня являются такие изверженные, глубинные интрузивные и излившиеся горные породы, как гранит, диабаз, габбро, базальт и др., также осадочные горные породы: известняки, доломиты, песчаники, кварциты, и некие виды метаморфических пород, такие как гнейсы, сланцы и мрамор [3, 4].
Вид используемых в определенных регионах наполнителей определяется, сначала, удаленностью от сырьевой базы и транспортными расходами на доставку заполнителя. Так, к примеру, многими предприятиями строительного комплекса г. Москвы для производства бетонов низких и средних марок (до М 300, что соответствует классу В 22,5 по ГОСТ 26633) употреблялся известняковый щебень Полотнянозаводского карьера, добываемый сравнимо неподалеку от Москвы (Калужская область). Для производства бетонов более больших марок, невзирая на существенное удаление сырьевой базы, транспортные расходы и сравнимо высшую цена, употребляется гранитный щебень Питкярантского карьероуправления (Республика Карелия).
В ближайшее время перебои с поставкой гранитного щебня на московские предприятия стали обычным явлением, что поставило вопрос о расширении сырьевой базы производства и внедрения наполнителей, сначала, за счет ранее не применяемых в Столичном регионе вскрышных и попутно добываемых горных пород. К ним относятся, в том числе, кварцитопесчаники, положительный опыт внедрения которых в качестве наполнителей для бетонов имеется на местности бывшего СССР [5].
Значимые объемы кварцитопесчаника добываются в виде вскрышной породы на Лебединском ГОКе, основной сферой деятельности которого является добыча и обогащение стальных руд, создание железорудных окатышей и железорудного концентрата. Совместно с тем, положение Лебединского ГОКа в центре европейской части РФ (Белгородская область, г. Губкин), при условии соответствия параметров щебня из кварцитопесчаника нормативным требованиям, может в значимой степени содействовать устранению недостатка в большом заполнителе, как в Москве и Столичной области, так и в прилегающих областях.
3. Испытание бетонных консистенций и бетонов на щебне ОАО "ЛГОК" из кварцитопесчаника
Для выявления практических способностей, особенностей и критерий внедрения щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа в качестве заполнителя для бетонов разных марок были проведены надлежащие всеохватывающие исследования и сравнительные тесты с внедрением пробы щебня, приобретенной от изготовителя - ОАО "Лебединский ГОК". В качестве контрольных образцов использовались пробы гранитного щебня и щебня из габбродиабаза.
Научно-исследовательские работы и тесты выполнены Муниципальным унитарным предприятием научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (ГУП НИИЖБ, г. Москва).
3.1. СТАНДАРТНЫЕ Свойства ЩЕБНЯ ИЗ КВАРЦИТОПЕСЧАНИКА ЛЕБЕДИНСКОГО ГОКа.
Для подготовительной оценки свойства щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа были проведены тесты по проверке его главных стандартных черт в сравнении с эталонами гранитного щебня и щебня из габбро-диабаза. Результаты испытаний тестируемого и контрольных образцов щебня, выполненных в согласовании с требованиями ГОСТ 26633 и ГОСТ 8269 приведены в табл.1.1.
Приобретенные данные демонстрируют, что по главным показателям все пробы щебня удовлетворяют требованиям ГОСТ 26633. Но необходимо подчеркнуть, что значение межзерновой пустотности щебня Лебединского ГОКа свидетельствует о возможной способности улучшения его гранулометрического состава. Низкие значения водопоглощения щебня из кварцитопесчаника позволяют рассчитывать на отсутствие его значимого воздействия на водопотребность бетонных консистенций.
Таблица 1.1. Свойства щебня Лебединского ГОКа и контрольных образцов.
Свойства щебня
Эталон щебня
Нормативные значения по ГОСТ 26633-91
Кварцито-песчаник
Габбро-диабаз
Гранит
Содержание фракций, %
10-20 мм
5-10 мм
>5 мм
74,6
25,0
0,4
60,3
39,5
0,2
71,1
27,8
1,1
60-75
25-40
Содержание лещадных и
игловатых зернышек, %
33,3
17,5
8,5
>35%
Насыпная плотность, кг/м3
1413
1532
1440
-
Настоящая плотность, кг/м3
2645
2762
2636
2000-2800
Межзерновая пустотность,%
46,6
44,5
45,4
-
Водопоглощение,%
0,09
0,01
0,07
-
Содержание глинистых и
пылевидных частиц,%
0,8
0,4
0,9
1% для изверженных и метаморфических;
2% для осадочных.
Марка щебня по дробимости
1200
1400
1200
Общее требование для щебня из природного камня - марка 300-1200, для щебня из метаморфических горных пород - 600,
для щебня из осадочных горных пород - 300.
Приведенные в табл.1.1 данные, а именно, показатель прочности щебня, т.е. марка образцов по дробимости, позволяют также утверждать, что щебень из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа в согласовании с требованиями ГОСТ 26633 может применяться для производства бетонов класса В45 и выше (т.е. марка 600 и выше). Естественно, что этот допуск не препятствует применению щебня Лебединского ГОКа в бетонах более низких классов (марок).
3.2. Воздействие ЩЕБНЯ ИЗ КВАРЦИТОПЕСЧАНИКА НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ Характеристики БЕТОННЫХ Консистенций.
Проведенные исследования предугадывали определение нрава и степени воздействия большого заполнителя щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа в сравнении с опробованными на практике заполнителями - щебнем из габбро-диабаза и гранитным щебнем, - на технологические характеристики бетонных консистенций, в том числе водопотребность, подвижность, плотность и воздухововлечение бетонных консистенций.
Как понятно, водопотребность бетонных консистенций характеризуется расходом воды затворения, л/м3, нужным для обеспечения данной удобоукладываемости бетонной консистенции при иных равных критериях (данном расходе и виде цемента, виде и качестве наполнителей).
При схожем виде и расходе цемента водопотребность бетонных консистенций определяется, приемущественно, видом и качеством заполнителя - зерновым составом (крупностью), загрязненностью, плотностью (водопоглощением) зернышек заполнителя. С уменьшением зернышек заполнителя (модуля крупности песка, большей крупности щебня), повышением содержания в заполнителе загрязняющих примесей в виде пыли, глинистых и илистых включений, повышением пористости и водопоглощения наполнителей (к примеру, при использовании пористых наполнителей) водопотребность бетонных консистенций растет. Следствием этого, в свою очередь, является понижение прочности бетона, для компенсации которой требуется повышение расхода цемента пропорционально повышению водопотребности, т.е. до заслуги начального значения водоцементного дела (отношение массы воды затворения к массе цемента - В/Ц).
Для исследования воздействия щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа на водопотребность бетонных консистенций были проведены тесты по подбору состава бетонов на 3-х видах щебня, в том числе щебня из габбро-диабаза с завышенной по сопоставлению с тестируемым прототипом плотностью и гранитного щебня, сравнимого по показателям плотности с тестируемым прототипом.
С целью наилучшего выявления воздействия вида щебня на технологические характеристики бетонных консистенций, составы бетона назначались из условия обеспечения равного (по объему) расхода щебня всех видов. Для исключения вероятных искажений результатов вследствие технологических причин, не отражающих воздействие вида щебня (недостающее либо плохое уплотнение бетонных консистенций, расслоение бетонных консистенций и т.д.), подвижность бетонных консистенций во всех случаях составляла 1-4 см (марка П 1 по ГОСТ 7473) при соотношении массы песка к общей массе наполнителей, равном 0,4 (согласно литературным источникам, в данном случае обеспечиваются самые большие характеристики плотности и прочности бетона). Для получения бетонов с широким спектром прочностных параметров (от 30 до 50 МПа), также для наилучшего выявления возможных способностей щебня из кварцитопесчаника, расход цемента при подборе состава бетонов варьировался в границах от 250 до 400 кг/м3. Для выявления вероятного воздействия на результаты тестов вида и активности цемента, при подборе состава бетонов использовались цементы 2-ух марок. Исходя из необходимости внедрения щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа, сначала в качестве заполнителя для бетонов средних и больших марок (класс В 30, т.е. марка М 400, и поболее), также с учетом ситуации на столичном рынке, характеризующейся доступностью высококачественных цементов, опыты проводились с применением Старооскольского портландцемента марки ПЦ М500 Д-0 и Белгородского портландцемента марки ПЦ М600 Д-0, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 10178 "Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия". В качестве маленького заполнителя употреблялся кварцевый песок с Мк=2,3, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 26633 "Бетоны томные и тонкодисперсные. Технические условия" и ГОСТ 8736 "Песок для строй работ. Технические условия". Вода для затворения бетонных консистенций во всех случаях соответствовала ГОСТ 23732 "Вода для бетонов и смесей. Технические условия"
Изготовка бетонных консистенций производилось в лабораторном бетоносмесителе принудительного деяния. Готовые бетонные консистенции испытывались по ГОСТ 10181 с определением подвижности, плотности, воздухововлечения с созданием образцов для определения прочности и других параметров (по ГОСТ 10180).
В табл.2.1 приведены фактические составы бетонных консистенций, определенные исходя из характеристик их плотности, также расчетные значения объема растворной части, объема (абсолютного и насыпного) и межзерновой пустотности щебня (с учетом данных табл.1.1 по плотности и пустотности наполнителей). В той же таблице представлены результаты испытаний бетонных консистенций по ГОСТ 10181, которые демонстрируют, что при неизменной подвижности бетонных консистенций расход воды затворения в консистенциях на щебне Лебединского ГОКа фактически не отличается от расхода воды затворения в консистенциях на контрольных образчиках щебня. Аналогичный вывод можно сделать относительно показателя воздухововлечения. Плотность бетонных консистенций соответствует плотности большого заполнителя и зависимо от его вида растет в последующей последовательности: щебень гранитный - щебень из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа - щебень из габбро-диабаза. Таким макаром, при неизменном расходе материалов подмена гранитного щебня щебнем из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа не приводит к изменению технологических параметров бетонных консистенций. При всем этом принципиально отметить, что не наблюдается негативных последствий схожей подмены, т.е. не происходит роста водопотребности и, как следствие, приметного роста водоцементного дела - В/Ц, - показателя, определяющего крепкость и другие эксплуатационные свойства бетонов.
Таблица 2.1. Технологические характеристики бетонных консистенций зависимо от вида и расхода цемента и вида большого заполнителя.
Состав №
Вид вяжу-щего мате-риала
Вид щебня
Расход материалов, кг/м3
В/Ц
Осадка конуса, см
Плотность бетонной консистенции, кг/м3
Воздухо-вовлече-ние, об.%
Объем раствор-ной час-ти, л
Объем щебня, л/м3
Межзерновая пустотность щебня, л
Вяжущий материал
Песок
Щебень
Вода
Абсолютный
Насыпной
1.
ПЦ М 500
Габбро-диабаз
253
790
1190
169
0,67
2,5
2402
2,1
552,0
431,0
777,0
346,0
2.
Гранит
249
777
1136
175
0,70
2,0
2337
2,2
551,9
431,0
789,0
358.0
3.
Кварцитопесчаник
255
796
1163
169
0,66
2,5
2383
2,2
555,1
439,7
823,1
383,4
4.
Габбро-диабаз
320
742
1144
171
0,53
4,0
2377
2,0
570,8
414,2
747,0
332,8
5.
Гранит
322
747
1096
178
0,55
3,0
2343
2,3
567,0
415,8
761.1
345,3
6.
Кварцитопесчаник
328
760
1115
169
0,52
2,5
2372
2,1
565,0
421,6
789,1
367,5
7.
Габбро-диабаз
390
712
1096
177
0,45
3,5
2490
2,1
587,0
397,0
715.4
318,4
8.
Гранит
394
718
1052
181
0,46
3,5
2345
2,2
582.0
399,1
730,6
331,5
9.
Кварцитопесчаник
398
727
1066
181
0,45
4,0
2372
2,3
587,0
403,0
754,4
351,4
10.
ПЦ М 600
Габбро-диабаз
306
773
1152
182
0,60
2,0
2413
2,6
575,7
317,1
752,0
334,9
11.
Кварцитопесчаник
304
770
1134
179
0,59
3,0
2387
2,2
571,0
428,7
802,5
373,8
12.
Габбро-диабаз
347
744
1139
176
0,50
2,5
2406
1,9
575,0
412,4
743,5
331,1
13.
Кварцитопесчаник
349
748
1097
170
0,49
2,5
2364
1,5
568,1
414,7
776,4
361,7
14.
Габбро-диабаз
400
729
1119
175
0,44
2,5
2423
2,0
582,0
405,1
730,0
324,9
15.
Кварцитопесчаник
398
727
1065
177
0,44
3,0
2367
2,0
582.9
402,6
753,7
351,1
3.3. ТЕМПЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ТВЕРДЕНИЯ И Крепкость БЕТОНОВ НА ЩЕБНЕ ИЗ КВАРЦИТОПЕСЧАНИКА.
Исследование воздействия вида щебня на темпы твердения и крепкость бетонов производилось по ГОСТ "Бетоны. Способы определения прочности по контрольным образчикам". Исследования проводились в возрасте 1,2,3,7 и 28 суток естественного твердения на бетонах с 3-мя видами заполнителя (габбро-диабаз, гранит, кварцитопесчаник) и портландцементе марки 500 (табл.3.1.,составы 1-9), также на бетонах с 2-мя видами щебня и портландцементе марки 600 (табл.3.1.,составы 10-15).
Приобретенные в процессе тестов и приведенные в табл.3.1 данные демонстрируют, что для бетонов на портландцементе марки 500 крепкость бетонов на щебне Лебединского ГОКа при всех расходах цемента и во все сроки твердения фактически не отличается от прочности бетонов на гранитном щебне (составы 2-3, 5-6, 8-9).
Крепкость бетонов на щебне из габбро-диабаза несколько превосходит крепкость бетонов на гранитном щебне и щебне из кварцитопесчаника, в особенности при пониженном расходе цемента (250 кг/м3, состав 1), что соответствует завышенной прочности щебня из габбро-диабаза по показателю дробимости. По мере роста расхода цемента до 320 и 390 кг/м3 (составы 4, 7) разница в прочностных показателях нивелируется.
С подменой портландцемента марки М500 на портландцемент марки М600 и, соответственно, с неким относительным уменьшением вклада прочности щебня в формирование прочности бетона, разница в показателях прочности бетонов на щебне из габбро-диабаза и кварцитопесчаника Лебединского ГОКа фактически отсутствует (составы 10-11, 12-13, 14-15).
Анализ данных табл.3.1 позволяет утверждать, что на базе щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа, зависимо от вида и расхода цемента, может быть получен бетон с прочностью, соответственной маркам от 300 до 700 (классы бетона от В 25 до В 50 по ГОСТ 26633). В этом смысле способности его внедрения не уступают способностям внедрения гранитного щебня и даже щебня из габбро-диабаза.
Таблица 3.1. Составы и крепкость бетонов зависимо от вида и расхода цемента и вида большого заполнителя.
Состав №
Вид вяжущего материала
Вид щебня
Расход материалов, кг/м3
В/Ц
Осадка конуса, см
Плотность бетонной консистенции, кг/м3
Воздухо-вовлечение, об.%
Объем растворной час-ти, л
Вяжущий материал
Песок
Щебень
Вода
1 сут
2 сут
3 сут
7 сут
28 сут
1.
ПЦ М 500
Габбро-диабаз
253
790
1190
169
0,67
2,5
2402
2,1
10,1
16,1
19,4
28,6
34,5
2.
Гранит
249
777
1136
175
0,70
2,0
2337
2,2
8,0
10,6
15.0
26,7
31,2
3.
Кварцитопесчаник
255
796
1163
169
0,66
2,5
2383
2,2
8,0
14,4
15,8
27,1
31,9
4.
Габбро-диабаз
320
742
1144
171
0,53
4,0
2377
2,0
12,1
21,7
25,2
36,1
43,0
5.
Гранит
322
747
1096
178
0,55
3,0
2343
2,3
10,9
17,3
22,4
32,0
40,5
6.
Кварцитопесчаник
328
760
1115
169
0,52
2,5
2372
2,1
9,4
19,9
22.5
32,7
41,3
7.
Габбро-диабаз
390
712
1096
177
0,45
3,5
2490
2,1
18,7
29,4
33,3
46,7
53,3
8.
Гранит
394
718
1052
181
0,46
3,5
2345
2,2
15,9
24,9
30,3
45,0
52,0
9.
Кварцитопесчаник
398
727
1066
181
0,45
4,0
2372
2,3
14,2
26,6
30,5
44,7
52,6
10.
ПЦ М 600
Габбро-диабаз
306
773
1152
182
0,60
2,0
2413
2,6
13,4
17,8
34,0
46,0
52,5
11.
Кварцитопесчаник
304
770
1134
179
0,59
3,0
2387
2,2
12,0
22,7
29,0
40,6
50,8
12.
Габбро-диабаз
347
744
1139
176
0,50
2,5
2406
1,9
14,0
20,7
28,6
48,0
56,8
13.
Кварцитопесчаник
349
748
1097
170
0,49
2,5
2364
1,5
14,4
21,8
29,9
46,5
57,4
14.
Габбро-диабаз
400
729
1119
175
0,44
2,5
2423
2,0
20,6
41,2
51,0
60,3
67,8
15.
Кварцитопесчаник
398
727
1065
177
0,44
3,0
2367
2,0
17,7
39,6
51,8
58,7
68,6
3.4. Воздействие ЩЕБНЯ ИЗ КВАРЦИТОПЕСЧАНИКА НА Свойства ПОРОВОЙ СТРУКТУРЫ БЕТОНОВ.
Свойства поровой структуры бетонов определялись по кинетике водопо-глощения по методике ГОСТ 12730.4 "Бетоны. Способ определения характеристик пористости" зависимо от вида, расхода цемента и вида большого заполнителя.
Результаты определения черт поровой структуры бетонов по кинетике водопоглощения приведены в табл.4.1, систематизация структуры по показателям пористости [6] - в табл.4.2.
Анализ приобретенных данных указывает, что применение щебня из кварцитопесча-ника Лебединского ГОКа, как и щебня из габбро-диабаза, обеспечивает получение бетонов с плотной структурой. Несколько более высочайшая плотность бетона на щебне из габбро-диабаза связана с завышенной плотностью заполнителя, а малозначительное повышение характеристик большого водопоглощения Wo и средней крупности пор 2 при использовании щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа может быть связано с его неоптимальным зерновым составом, на что обращалось внимание выше (см.раздел 1). Типично, что в бетонах с завышенным расходом цемента и, соответственно, в критериях роста абсолютного объема цементного теста и растворной составляющей, в значимой степени нивелирующих недочеты гранулометрического состава большого заполнителя, значения характеристик поровой структуры независимо от вида щебня свидетельствуют о получении структуры с близкими чертами.
Обобщая приобретенные данные, можно прийти к выводу, что применение щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа не оказывает негативного воздействия на свойства поровой структуры бетона. Малозначительное повышение характеристик большого водопоглощения и средней крупности пор может быть связано с неоптимальным зерновым составом большого заполнителя, для устранения которого следует прирастить относительное содержание маленькой (5-10 мм) фракции в консистенции наполнителей и, может быть, уменьшить относительное содержание зернышек лещадной формы.
Таблица 4.1. Воздействие вида щебня на свойства поровой структуры бетонов по кинетике водопоглощения (ГОСТ 12730.4).
Состав №
Вид щебня
Расход материалов, кг/м3
Характеристики поровой структуры по кинетике водопоглощения
Свойства поровой структуры
Вяжущий материал
Песок
Щебень
Вода
Плотность кг/м3
Объемное водопоглощение Wo, %
Показатель однородности
Показатель средней крупности пор 2
1.
Габбро-диабаз
253
790
1190
169
2,52
5,54
0,55
2,63
Уплотненная, средней однородности, среднепористая
3.
Кварцитопесчаник
255
796
1163
169
2,396
5,99
0,41
3,93
Уплотненная, средней однородности, крупнопористая
4.
Габбро-диабаз
320
742
1144
171
2,55
5.36
0,365
1,31
Уплотненная, средней однородности, среднепористая
6.
Кварцитопесчаник
328
760
1115
169
2,42
5.08
0,25
3,11
Уплотненная, средней однородности, крупнопористая
7.
Габбро-диабаз
390
712
1096
177
2.57
3.34
0,6
4,43
Особо уплотненная, средней однородности, крупнопористая
9.
Кварцитопесчаник
398
727
1066
181
2,446
3,91
0,32
5,92
Особо уплотненная, средней однородности, крупнопористая
Таблица 4.2. Систематизация поровой структуры бетонов по аспектам кинетики водопоглощения.
№№ п/п
Характеристики
Значение характеристик
Черта структуры бетона
1.
Открытая интегральная пористость (объемное водопоглощение) Wо, %
Wо >= 5
Особо уплотненная
5 > Wо >= 10
Уплотненная
10 > Wо >= 20
Средней плотности
20 > Wо >= 40
Малой плотности
Wо < 40
Неплотная
2.
Показатель однородности пор по размерам (альфа)
()< 0,7
Высочайшей однородности
0,25 >()> =0,7
Средней однородности
()> 0,25
Низкой однородности
3.
Показатель средней крупности пор (лямбда)
()< 7,0
Макропористая
3,0 > ()> 7,0
Крупнопористая
1,0 > ()> 3,0
Среднепористая
0,5 > ()> 1,0
Мелкопористая
()> 0,5
Микропористая
3.5. ПРИЗМЕННАЯ Крепкость И Исходный МОДУЛЬ УПРУГОСТИ БЕТОНА НА ЩЕБНЕ ИЗ КВАРЦИТОПЕСЧАНИКА
Выше (см. раздел 3) было показано, что внедрение щебня из кварцитопесчаника заместо гранитного щебня негативно не сказывается на прочности бетона. Это подтверждает данные по показателям дробимости наполнителей и является косвенным свидетельством того, что подмена гранитного щебня щебнем из кварцитопесчаника не понижает прочности и структуры контактной зоны "раствор - большой заполнитель".
Для предстоящего выявления вероятного воздействия прочностных и упругопластических параметров щебня из кварцитопесчаника на надлежащие свойства бетона, были проведены тесты по определению физико-механических параметров бетонов, в том числе призменной прочности, прочности на растяжение при извиве и исходного модуля упругости зависимо от расхода цемента и вида большого заполнителя. Все эти характеристики в значимой степени определяются видом и качеством заполнителя.
Так, к примеру, внедрение грязного заполнителя приводит к ослаблению контактной зоны "раствор-щебень" и, в итоге, к понижению относительного значения призменной прочности, прочности на растяжение при извиве и исходного модуля упругости. В то же время, применение щебня из прочных плотных и упругих горных пород приводит к повышению модуля упругости. Тесты по определению призменной прочности и исходного модуля упругости проводились по ГОСТ 24452 "Бетоны. Способы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона" для бетонов марок 500, 600 и 700 на 2-ух видах щебня - габбро-диабаза и кварцитопесчаника Лебединского ГОКа. Крепкость на растяжение при извиве определялась по ГОСТ 10180. Для сравнения приобретенных результатов фактические значения призменной прочности и прочности на растяжение при извиве относились к кубиковой (марочной) прочности (Rпр/R, Rи/R). Значения исходного модуля упругости сопоставлялись с нормативными значениями для соответственных марок (классов) бетонов по прочности по СНиП 2.03.01-84. Результаты испытаний, приведенные в табл.5.1, демонстрируют, что воздействие вида щебня на физикомеханические характеристики бетона проявляется приемущественно в составах с расходом цемента 300 кг/м3 (составы 10-11). В данном случае, значение коэффициента призменной прочности (Rпр/R) бетона на контрольном щебне несколько превосходит аналогичный показатель бетона на кварцитопесчанике (соответственно 0,83 и 0,79).
То же самое справедливо для относительных значений прочности на растяжение при извиве Rи/R (соответственно 0,083 и 0,079). С повышением расхода цемента характеристики физико-механических параметров бетонов на разных видах щебня больше нивелируются и при расходе цемента 400 кг/м3 (составы 14-15) фактически выравниваются. При всем этом необходимо подчеркнуть, что независимо от вида щебня характеристики призменной прочности и прочности на растяжение при извиве соответствуют либо превосходят средние значения, принимаемые для томных бетонов (Rпр/R =0,7, Rи/R=0,06-0,07).
Значения исходного модуля упругости для всех составов бетонов независимо от вида щебня также превосходят нормативные значения, предусмотренные СНиП 2.03.01-84 для бетонов соответственных классов (марок) по прочности.
Некое превышение абсолютных значений исходного модуля упругости бетонов на щебне из габбродиабаза по отношению к бетонам на щебне из кварцитопесчаника связано, разумеется, с более высочайшими упругими качествами и прочностью контрольного щебня. Таким макаром, проведенные тесты проявили, что внедрение щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа в качестве заполнителя томных бетонов классов В 37,5 - В 50 (марки 500-700) не усугубляет такие физико-механические характеристики бетонов, как призменная крепкость, крепкость на растяжение при извиве и исходный модуль упругости, значения которых при расчете конструкций могут применяться в согласовании с требованиями СНиП2.03.01-84.
Таблица 5.1. Физико-механические характеристики бетонов на разных заполнителях (Л - щебень Лебединского ГОКа, К-1 - щебень контрольный № 1 из габбро-диабаза).
Состав №
Вид вяжущего материала
Вид щебня
Расход материалов, кг/м3
В/Ц
Крепкость при сжатии R, МПа
Призменная проч-ность Rпр, МПа
Крепкость на рас-тяже-ние при извиве Rи, МПа
Модуль упру-гости E, МПа
Rпр/R
Rи/R
Класс (марка) бетона по прочно-сти
Нормативное значе-ние Е, МПа (СниП 2.03.01-84
Вяжущий мате-риал
Песок
Щебень
Вода
1.
ПЦ М 500
Габбро-диабаз
253
790
1190
169
0,67
34,5
-
-
-
-
-
-
-
2.
Гранит
249
777
1136
175
0,70
31,2
-
-
-
-
-
-
-
3.
Кварцитопесчаник
255
796
1163
169
0,66
31,9
-
-
-
-
-
-
-
4.
Габбро-диабаз
320
742
1144
171
0,53
43,0
-
-
-
-
-
-
-
5.
Гранит
322
747
1096
178
0,55
40,5
-
-
-
-
-
-
-
6.
Кварцитопесчаник
328
760
1115
169
0,52
41,3
-
-
-
-
-
-
-
7.
Габбро-диабаз
390
712
1096
177
0,45
53,3
-
-
-
-
-
-
-
8.
Гранит
394
718
1052
181
0,46
52,0
-
-
-
-
-
-
-
9.
Кварцитопесчаник
398
727
1066
181
0,45
52.6
-
-
-
-
-
-
-
10.
ПЦ М 600
Габбро-диабаз
306
773
1152
182
0,60
52,5
43,8
4,3
38000
0,83
0,083
М 500
(B37,5)
36000
11.
Кварцитопесчаник
304
770
1134
179
0,59
50,8
40,1
4,0
36500
0,79
0,079
М 500
(B37,5)
36000
12.
Габбро-диабаз
347
744
1139
176
0,50
56,8
45,3
4,6
40500
0,80
0,081
M 600
(B45)
37500
13.
Кварцитопесчаник
349
748
1097
170
0,49
57,4
46,9
4,5
38500
0,82
0,078
M 600
(B45)
37500
14.
Габбро-диабаз
400
729
1119
175
0,44
67,8
54,9
5.1
43500
0,81
0,075
M 700
(B50)
39000
15.
Кварцитопесчаник
398
727
1065
177
0,44
68,6
56,3
5,2
40500
0,82
0,076
M 700
(B50)
39000
3.6. МОРОЗОСТОЙКОСТЬ И ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТЬ БЕТОНА НА ЩЕБНЕ ИЗ КВАРЦИТОПЕСЧАНИКА
Воздействие большого заполнителя на морозостойкость и водонепроницаемость бетонов при использовании щебня из плотных пород с малым водопоглощением связано с наличием в заполнителе загрязняющих примесей (пыль, глина) либо слабеньких зернышек, приводящих к росту водопотребности бетонных консистенций и/либо способных насыщаться водой и претерпевать деформации расширения при отрицательных температурах, также содействующих ухудшению сцепления цементного камня и раствора с поверхностью зернышек щебня. Выше было показано, что применение щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа не оказывает отрицательного воздействия на физико-механические и деформативные характеристики бетонов. Это является косвенным доказательством больших прочностных параметров щебня из кварцитопесчаника и свидетельством отсутствия в нем слабеньких зернышек и вредных примесей, ухудшающих структуру бетона, в том числе контактную зону.
Аналогичный вывод позволяют сделать результаты испытаний по определению морозостойкости и водонепроницаемости бетонов. Они проводились по 3-му способу ГОСТ 10060 "Бетоны. Способы контроля морозостойкости" и по ГОСТ 12730.5 "Бетоны. Способы определения водонепроницаемости". Опыты проводились на бетонах составов 5 и 8 на гранитном щебне и составов 6 и 9 на щебне из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа при расходе цемента 320 и 400 кг/м3.
Результаты определения морозостойкости и водонепроницаемости бетонов приведены в табл.6.1. Они демонстрируют, что применение щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа обеспечивает тот же уровень долговечности бетона - морозостойкости и водонепроницаемости, что и гранитный щебень. Абсолютные значения результатов испытаний свидетельствуют о довольно высочайшей долговечности приобретенных бетонов независимо от вида щебня. При расходе цемента 320 кг/м3 водонепроницаемость бетонов соответствует марке W6, а с повышением расхода цемента до 400 кг/м3 она растет до W12 - W14. Морозостойкость бетонов, также независимо от вида щебня, соответствует маркам F250 и F350.
Приобретенные данные свидетельствуют об отсутствии негативного воздействия щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа на долговечность бетона, которая соответствует его высочайшей плотности, прочности и отсутствию загрязняющих примесей.
Таблица 6.1. Физико-механические характеристики бетонов на разных заполнителях (Л - щебень Лебединского ГОКа, К-1 - щебень контрольный № 1 из габбро-диабаза).
Состав №
Вид вяжущего материала
Вид щебня
Расход материалов, кг/м3
В/Ц
Осадка конуса, см
Крепкость кон-трольных образ-цов Rк МПа
Марка бетона по водонепро-ницаемости
Крепкость при сжатии, МПа/Кмрз*), по-сле циклов замораживания и оттаивания
Марка бетона по морозо-стойкости
Вяжущий материал
Песок
Щебень
Вода
100
150
200
250
300
350
5.
ПЦ М500
Гранит
322
747
1096
178
0,55
3,0
40,0
W6
41,7
1,04
42,0
1,05
-
37,6
0,94
37,6
0,94
-
F250
6.
Кварцитопесчаник
328
760
1115
169
0,52
2,5
40,7
W6
40,4
0,99
42,2
1,05
-
38,8
0,95
33,2
0,82
-
F250
8.
ПЦ М500
Гранит
394
718
1052
181
0,46
3,5
49,5
W12
50,0
1,01
-
51,0
1,03
-
49,0
0,99
47,0
0,95
F350
9.
Кварцитопесчаник
398
727
1066
181
0,45
4,0
48,4
W14
50,5
1,04
-
48,4
1,00
-
49,0
1,01
46,9
0,97
F350
Кмрз* - отношение прочности главных образцов после данного количества циклов замораживания и оттаивания к прочности контрольных образцов. Аспект морозостойкости - понижение прочности главных образцов по отношению к прочности контрольных менее чем на 5% (т.е. Кмрз < 0,95)
3.7. Хим АНАЛИЗ ЩЕБНЯ ИЗ КВАРЦИТОПЕСЧАНИКА
Вместе с приведенными выше плодами определения физико-механических параметров щебня из кварцитопесчаника и бетонов на его базе, принципиальным показателем, определяющим способности и условия внедрения материала и его долговечность, является хим состав и содержание разных примесей, способных воздействовать на характеристики бетона и металлической арматуры.
Результаты хим анализа щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа в сравнении с нормативными требованиями приведены в табл.7.1. Приобретенные данные демонстрируют, что щебень из кварцитопесчаника не содержит примесей, вид либо содержание которых способны привести к ухудшению свойства бетона либо коррозии металлической арматуры. Так, содержание бесформенных разновидностей диоксида кремния, способных привести к щелочной коррозии заполнителя, не превосходит 18 ммоль/л при нормативном значении 50 ммоль/л. Соединения серы водорастворимые соединения хлора, представляющие опасность исходя из убеждений сохранности металлической арматуры, в щебне Лебединского ГОКа отсутствуют.
То же самое относится к примесям в виде угля и свободного волокна асбеста, способных вызвать понижение прочности и долговечности бетона.
Таблица 7.1. Результаты хим анализа щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа и их сравнение с нормативными требованиями.
Вид и содержание компонент (примесей)
Ед. изм.
Нрав вредного воздействия на бетон
Содержание
В щебне Ле-бединского ГОКа
Нормативное по ГОСТ 26633
Бесформенные разно-видности диоксида кремния.
Ммоль/л
Ухудшение свойства поверхности и внут-ренняя коррозия бето-на
Fe2O3 - 3,9,
в т.ч. FeO - 1,13
Каждый в
отдельности - менее 10, в сумме - менее 15
Cера, сульфиды, не считая пирита (марказит, пирро-тин и др.) и
cульфаты (гипс, ан-гидрит и др.) в пе-ресчете на SO3 в %
Мас.%
Ухудшение свойства поверхности и внут-ренняя коррозия бето-на, коррозия металлической арматуры
Следы
менее 1,5
Пирит в пересчете на SO3
Мас.%
Ухудшение свойства поверхности и внут-ренняя коррозия бето-на, коррозия металлической арматуры
Следы
Менее 4
Магнетит, гидроок-сиды железа (гетит и др.), апатит, нефелин,
Фосфорит
Мас.%
Понижение прочности и долговечности
Малой плотности
Особо уплотненная
Галоиды (галит, сильвин и др.), включающие водо-растворимые
хлориды, в пере-счете на ион хлора
Мас.%
Коррозия металлической ар-матуры
Нет
Менее 0,1
Свободное волокно асбеста
Мас.%
Понижение прочности и долговечности бетона
Нет
Менее 0,25
Уголь
Мас.%
Понижение прочности и долговечности бетона
Нет
менее 1
4. Заключение
1. Проведены тесты по определению характеристик свойства щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа в согласовании с ГОСТ 8269. Установлено, что по собственному фракционному составу, содержанию лещадных и игловатых зернышек, настоящей плотности и содержанию глинистых и пылевидных частиц щебень, Лебединского ГОКа соответствует требованиям ГОСТ 26633.
По показателю дробимости (марка 1200) щебень Лебединского ГОКа соответствует гранитному щебню, и несколько уступает щебню из габбро-диабаза (марка 1400).
2. Проведены сравнительные тесты бетонных консистенций и бетонов на щебне из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа, гранитного щебня и щебня из габбро-диабаза, с целью определения способностей и действенного внедрения щебня Лебединского ГОКа в качестве заполнителя для бетонов при производстве бетонных и железобетонных изделий и конструкций, в том числе на предприятиях стройиндустрии г. Москвы. Установлено, что при неизменном расходе материалов подмена гранитного щебня щебнем из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа не приводит к изменению либо ухудшению технологических параметров бетонных консистенций.
3. Экспериментально изучено воздействие вида щебня на темпы твердения и крепкость бетонов. Установлено, что внедрение щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа, зависимо от вида и расхода цемента, обеспечивает получение бетона с прочностью, соответственной маркам от 300 до 700 (классы бетона от В 25 до В 50 по ГОСТ 26633). Исходя из прочностных характеристик бетона, способности внедрения щебня из кварцитопесчаника не уступают способностям внедрения гранитного щебня.
4. Проведено исследование поровой структуры бетонов, приготовленных с применением щебня из кварцитопесчаника и габбро-диабаза. Анализ черт поровой структуры позволяет прийти к выводу, что применение щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа не оказывает негативного воздействия на свойства поровой структуры бетона. Малозначительное повышение характеристик большого водопоглощения и средней крупности пор может быть связано с неоптимальным зерновым составом большого заполнителя, для устранения которого следует прирастить относительное содержание маленькой (5-10 мм) фракции в консистенции наполнителей и, может быть, уменьшить относительное содержание зернышек лещадной формы.
5. Изучены физико-механические характеристики бетонов зависимо от расхода цемента и вида щебня. Установлено, что внедрение щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа в качестве заполнителя томных бетонов классов В 37,5 - В 50 (марки 500-700) не усугубляет такие их физико-механические характеристики, как призменная крепкость, крепкость на растяжение при извиве и исходный модуль упругости, значения которых при расчете конструкций могут применяться в согласовании с требованиями СНиП 2.03.01-84.
6. Изучены характеристики долговечности (морозостойкость и водонепроницаемость) и свойства поровой структуры бетонов зависимо от расхода цемента и вида щебня. Установлено, что применение щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа обеспечивает тот же уровень долговечности бетона - морозостойкости и водонепроницаемости, что и гранитный щебень. Характеристики морозостойкости и водонепроницаемости бетона с расходом цемента 320 кг/м3 соответствуют маркам F 250 и W 6, с расходом цемента 400 кг/м3 - маркам F 350 и W 14.
7. Результаты хим анализа щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа свидетельствуют об отсутствии в нем вредных примесей, вид либо количество которых способны вызвать понижение прочности и долговечности, также внутреннюю коррозию бетона, либо привести к коррозии металлической арматуры.
Совокупа приобретенных экспериментальных данных позволяет советовать щебень из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа в качестве заполнителя для томных бетонов по ГОСТ 26633 при подмене им гранитного щебня. Беря во внимание марку щебня из кварцитопесчаника по показателю дробимости (1200), можно утверждать, что областью его внедрения являются бетоны средних и больших марок прямо до класса В 45 (марка 600) и выше.
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ
1. ГРИДГИН А.М., Цариц Н.В., ШУХОВ В.Н. Вскрышные породы КМА в дорожном строительстве.- Воронеж: Центрально-Ченоземное кн. издательство, 1983 - 95 с.
2. ЛЕСОВИК В.С. Строй материалы из отходов горнорудного производства Курской магнитной аномалии: Учебное пособие. - М. - Белгород: Изд-во АСВ, 1986 - 155 с.
3. ГЕРШБЕРГ О.А. Разработка бетонных и железобетонных изделий. М., Стройиздат, 1971, 360 с.
4. БАЖЕНОВ Ю.М. Разработка бетона. М., Высшая школа, 1978, 456 с.
5. ИЦКОВИЧ С.М., ЧУМАКОВ Л.Д., БАЖЕНОВ Ю.М. Разработка наполнителей бетона. М., Высшая школа, 1991, 272 с.
6. БРУССЕР М.И. Исследование структурной пористости бетонов и причин, ее определяющих. Дис. на соиск. ученой степени канд. техн. наук. - М., 1971.
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. Сертификат соответствия строительного щебня из кварцитопесчаника консистенции фракций 5-20 мм.
2. Отзыв к.т.н., профессионала программки "Столичное качество", зав. отделом технологии бетонов ЗАО НИПТИ "СТРОЙИНДУСТРИЯ" Гольдберга Л.Б. на научно-технический отчет ГУП НИИЖБ "Испытание бетонных консистенций и бетонов на щебне ОАО "ЛГОК" из кварцитопесчаника.
3. Санитарно-эпидемиологическое заключение и гигиеническая черта продукции.
4. Содержание естественных радионуклидов в поставляемом в Москву щебне.
5. Результаты сертификационных испытаний и заключение ГУП НИИЖБа.
ОТЗЫВ
на научно-технический отчет по теме: "Тесты бетонных консистенций и бетонов на щебне ОАО "ЛГОК" из кварцитопесчаника".
Исполнитель: ГУП НИИЖБ
В почти всех регионах страны, в т.ч. в г.Москва, имеет место недочет природного большого заполнителя для производства бетонных и железобетонных изделий.
Целесообразным является применение щебня образующегося при разработке техногенного сырья, а именно, при вскрышных работах на Лебединском ГОКе.
В работе приведены результаты сравнительных испытаний бетонных консистенций и бетонов, сделанных из различного вида большого заполнителя, в т.ч. из щебня Лебединского ГОКа на базе кварцитопесчаника.
Показано, что применение в качестве большого заполнителя щебня из кварцитопесчаника Лебединского ГОКа, заместо щебня из гранита либо габбро-диабаза, не оказывает существенного воздействия на главные технологические характеристики бетонных консистенций /среднюю плотность, воздухововлечение, удобоукладываемость и прочее/ и бетонов /пористость, крепкость на сжатие, деформативность под действием краткосрочной нагрузки, морозостойкость, водонепроницаемость и др./.
Выполненные исследования проявили, что на щебне из кварцитопесчаника может быть получение бетонов прочностью 31,9 - 68,6 МПа.
Реализация результатов исследовательских работ вероятна при производстве товарных бетонных консистенций и при изготовлении сборных бетонных и железобетонных изделий и конструкций.
Но, по отчету имеются определенные замечания:
1. Хоть какой заполнитель оказывает влияние на характеристики бетонных консистенций ; оказывает влияние и исследуемый щебень/Таблица 1.2./.Его воздействие аналогично другим исследованным в работе заполнителям.
2. Создатели отчета советуют использовать щебень Лебединского ГОКа для получения бетонов класса B 45 и выше. Но, в работе выполнены исследования бетонов прочностью 31,9 - 68,6 МПа/Таблица 2.1./. По-этому, применение данного щебня следует ограничить бетонами класса В 22,5 - В 30, тем паче, что содержание зернышек лещадной и игловатой формы у него близко к максимально допустимому /33,3%/.
3. В работе выполнены исследования бетонных консистенций подвижностью 2 - 4см. осадки конуса, в каких толика песка в консистенции наполнителей составляет 0,4 , т.е. запесочные консистенции. Щироко примененяемые консистенции с осадкой конуса от 5 до 20 см., толика песка в консистенции наполнителей которых составляет 0,3 - 0,35 в работе не рассмотрены. Но, особенности формы наполнителей /завышенное содержание зернышек лещадной и игловатой формы/ может сказаться конкретно у консистенций с толикой песка в консистенции наполнителей равной 0,3 - 0,35.
Следовало проверить поведение бетонных консистенций с исследуемым щебнем в производственных критериях, а именно, особенности смешивания, транспортирования и уплотнения бетонных консистенций на щебне Лебединского ГОКа из кварцитопесчаника.
В целом , работа выполнена на довольно высочайшем уровне и заслуживает положительной оценки.
Заведующий отделом заводской
технологии бетонов
канд. техн. наук Л.Б.Гольденберг
В согласовании с действующим законодательством, на местности Русской Федерации воспрещается внедрение строй и материалов отделки с неведомым содержанием естественных радионуклидов, другими словами инсталлируются нормы на содержание радионуклидов 226Ra, 232Th и 40K.
Согласно Нормам радиационной безопасности НРБ-96 и ГОСТ 30108-94, нормирование проводится по параметру удельная действенная активность:
Аэфф = АRa + 1.31АTh + 0.085АK, где АRa, АTh, АK - удельные активности радионуклидов 226Ra (Радий-226), 232Th (Торий-232) и 40K (Калий-40) соответственно, Бк/кг.
Согласно ГОСТ 30108-94 за итог определения удельной действенной активности в контролируемом материале и установления класса материала принимается значение, определяемое по формуле: Аэфф м = Аэфф + D, где D - абсолютная погрешность определения Аэфф.
_ Для материалов, использующихся во вновь строящихся жилых и публичных зданиях (1 класс) Аэфф м не должна превосходить 370 Бк/кг.
_ Для материалов, применяемых в дорожном строительстве в границах местности населенных пт и зон многообещающей застройки, а так же при строительстве производственных сооружений (2 класс) Аэфф м не должна превосходить 740 Бк/кг.
_ Для материалов, применяемых в дорожном строительстве вне населенных пт (3 класс) Аэфф м не должна превосходить 2800 Бк/кг.
_ При Аэфф м, превосходящей 2800 Бк/кг, возможность использования материалов в каждом случае решается с органами Госсанэпиднадзора.
Содержание естественных радионуклидов в стройматериалах, поставленных в Москву в период с 01.01.1994 по 29.02.2000.
(по данным лаборатории радиационного контроля МИФИ)
№ п./п.
Марка либо источник материала
Страна происх.
Класс
Aэфф. м
Удельная активность, Бк/кг
Ra-226
Th-232
K-40
1
Ревдинский камнедробильный завод
Наша родина
1
2,7
0,8 -+ 0,5
0,2 -+ 0,3
13,9 -+ 1,1
2
Первоуральское КУ
Наша родина
1
6,0
0,3 -+ 0,4
0,2 -+ 0,3
60,3 -+ 1,4
3
Миньярский карьер
Наша родина
1
8,6
3,0 -+ 0,3
1,1 -+ 0,1
39,9 -+ 4,0
4
Мансуровское КУ
Наша родина
1
9,1
2,9 -+ 0,6
1,0 -+ 0,4
47,5 -+ 6,7
5
Орское КУ
Наша родина
1
11,0
2,7 -+ 0,8
1,9 -+ 0,5
53,4 -+ 18,1
6
Турдейское КУ
Наша родина
1
16,0
7,9 -+ 0,4
2,2 -+ 0,4
56,6 -+ 4,8
7
Саткинский карьер
Наша родина
1
25,6
11,7 -+ 1,2
2,7 -+ 0,3
95,2 -+ 9,5
8
Лебединский ГОК, ОАО
Наша родина
1
49,0
16,4 -+ 2,8
14,6 -+ 2,1
160,0 -+ 33,0
9
Полотняно-Заводское КУ
Наша родина
1
56,2
43,7 -+ 6,7
1,6 -+ 0,6
25,7 -+ 15,0
10
КЖИ-480
Наша родина
1
58,3
52,4 -+ 2,1
1,3 -+ 0,6
9,9 -+ 9,0
11
Курманский карьер
Наша родина
1
59,8
19,4 -+ 1,1
14,7 -+ 0,7
209,7 -+ 21,0
12
Кондопога
Наша родина
1
62,6
11,6 -+ 5,1
12,9 -+ 1,3
327,8 -+ 111,7
13
Пятовское КУ
Наша родина
1
63,2
49,7 -+ 9,7
1,4 -+ 0,8
16,6 -+ 11,6
14
Прионежское КУ
Наша родина
1
64,5
9,6 -+ 1,4
15,7 -+ 1,7
330,0 -+ 37,1
15
Курманское КУ
Наша родина
1
71,8
24,0 -+ 1,5
18,0 -+ 1,8
230,2 -+ 16,1
16
Вяземский ГОК
Наша родина
1
85,8
36,0 -+ 6,8
11,1 -+ 6,0
213,0 -+ 94,9
17
Дровнинское КУ
Наша родина
1
85,9
34,5 -+ 11,0
11,0 -+ 2,1
253,6 -+ 97,2
18
Златоустское КУ
Наша родина
1
90,1
18,4 -+ 4,6
23,9 -+ 4,2
347,2 -+ 34,9
19
Хромцовское КУ
Наша родина
1
90,5
32,6 -+ 15,3
15,0 -+ 3,0
359,9 -+ 62,4
20
'Сильницкий карьер', ОАО
Наша родина
1
91,2
23,9 -+ 1,7
23,8 -+ 2,5
361,5 -+ 23,1
21
Сычовское КУ
Наша родина
1
98,3
36,5 -+ 3,7
16,8 -+ 1,7
363,7 -+ 36,4
22
'Прионежье' карьер
Наша родина
1
101,5
16,3 -+ 1,8
27,5 -+ 2,3
497,8 -+ 32,1
23
Орешкинское КУ
Наша родина
1
103,5
39,9 -+ 9,8
15,0 -+ 5,8
305,5 -+ 98,8
24
Терелесовское КУ
1
105,3
26,5 -+ 2,7
18,1 -+ 1,8
535,4 -+ 53,5
25
Тальновское КУ
Украина
1
111,7
19,4 -+ 0,7
46,0 -+ 1,6
372,2 -+ 20,8
26
'Мансуровское' КУ
Наша родина
1
115,5
44,5 -+ 4,5
22,3 -+ 2,2
367,9 -+ 36,8
27
'Гранит' ПО
Беларусь
1
120,8
23,2 -+ 1,5
24,6 -+ 2,1
719,9 -+ 46,8
28
'Ситница' карьер, ст. Макашевичи
Беларусь
1
135,6
20,2 -+ 4,7
18,0 -+ 9,4
606,8 -+ 335,2
29
Новосмолинское КУ
1
138,0
31,9 -+ 5,7
34,5 -+ 3,3
609,0 -+ 37,5
30
Исетский щебеночный завод
Наша родина
1
139,7
34,8 -+ 2,7
34,5 -+ 3,3
766,0 -+ 38,5
31
ПО "Транснерудпром", Пенизевичи
Украина
1
139,9
14,8 -+ 1,4
30,1 -+ 2,6
936,8 -+ 20,1
32
Оленегорский щебеночный завод
Наша родина
1
211,7
32,4 -+ 30,0
33,1 -+ 27,8
648,9 -+ 174,7
33
Кременчуг
Украина
1
216,1
19,4 -+ 12,5
44,4 -+ 32,5
639,5 -+ 368,1
34
'Павловскгранит' ОАО
Наша родина
1
245,5
34,3 -+ 7,0
66,3 -+ 9,8
1223,2 -+ 59,8
35
Полонное
1
248,3
56,8 -+ 3,7
61,0 -+ 4,1
1200,9 -+ 55,9
36
Коростень
Украина
1
276,5
49,4 -+ 7,4
70,5 -+ 7,2
1401,1 -+ 87,6
37
'Сероватый' карьер г. Медвежьегорск
Наша родина
1
280,5
37,1 -+ 0,3
102,2 -+ 2,1
1251,0 -+ 3,8
38
'Щорсовское КУ', Коростень
Украина
1
290,4
58,3 -+ 1,6
82,6 -+ 2,8
1412,1 -+ 60,7
39
Питкяранское КУ
Наша родина
1
297,1
70,6 -+ 3,6
88,8 -+ 1,9
1261,0 -+ 19,5
40
Игнатопольское КУ
Украина
1
298,5
59,0 -+ 4,0
81,5 -+ 5,5
1407,0 -+ 50,1
41
Прионежское КУ
Наша родина
1
314,2
23,9 -+ 2,4
141,6 -+ 7,0
1087,1 -+ 36,2
42
КНИ-436 пос. Пруды
Наша родина
1
321,8
31,3 -+ 12,3
97,3 -+ 37,8
1032,0 -+ 227,2
43
Овручский щебенный завод
Украина
1
325,8
57,8 -+ 5,7
100,3 -+ 4,3
1479,2 -+ 62,6
44
'Гранит-Кузнечное', АО
Наша родина
1
332,6
56,6 -+ 22,0
84,6 -+ 33,1
1290,3 -+ 148,9
45
Нижнетагильское КУ
Наша родина
1
337,7
72,2 -+ 6,1
119,4 -+ 4,9
1137,7 -+ 61,5
46
Норинский щебенный завод
Наша родина
1
339,3
59,9 -+ 3,4
106,6 -+ 4,3
1570,4 -+ 34,7
47
Мокрянское КУ
Наша родина
1
345,8
90,4 -+ 12,1
97,8 -+ 13,0
1120,8 -+ 62,0
48
Медвежьегорский щебеночный завод
Наша родина
2
370,9
84,0 -+ 19,6
119,2 -+ 9,1
1284,7 -+ 33,6
49
Каменногорск
Наша родина
2
377,4
55,5 -+ 15,1
124,6 -+ 32,6
1133,3 -+ 98,4
50
Сортавальский ДСЗ', ОАО
Наша родина
2
377,6
34,2 -+ 2,2
159,3 -+ 4,6
1438,3 -+ 70,1
51
КНИ-458
Наша родина
2
383,2
73,3 -+ 1,2
143,9 -+ 11,6
1178,9 -+ 56,5
52
Гниваньское КУ
Украина
2
395,2
34,2 -+ 7,4
175,8 -+ 48,7
1008,9 -+ 168,3
53
Выборгское КУ
Наша родина
2
404,0
89,2 -+ 4,7
133,7 -+ 7,4
1515,5 -+ 79,3
54
Гавриловский щебенный завод
Наша родина
2
457,1
129,8 -+ 86,2
88,9 -+ 19,0
1154,0 -+ 162,3
55
'Александровский карьер'
Украина
2
606,0
42,8 -+ 0,9
327,0 -+ 5,9
1470,2 -+ 41,9
Материалы предоставлены ООО"ТМО Совтех"
г.Москва, Б.Черкасский пер.15 оф.(104)
тел.(095)923-98-86
Предоставлено компанией ООО 'Стром-К'
