Отсевы дробления гранита как компонентный фактор формирования структуры бетона. Часть II. Экспериментальные исследования структурообразующего потенциала*

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты экспериментальных исследований индивидуального и совместного влияния макро-, мезо- и микро- нанозернистых фракций отсева дробления гранитного щебня на процессы структурообразования и свойства цементных бетонов. Установлено, что в процессах формирования структуры мелкозернистого бетона и потенциала сопротивления его разрушению все фракции отсева камнедробления выполняют свои специфические функции компонентного фактора. Макроразмерные (щебневидные) зерна отсева фракции 5–10 мм образуют макромасштабный каркас системы сложения, воспринимающий силовую нагрузку с аккумуляцией энергии нагружения и торможением магистральных трещин. Песчаные мезочастицы отсева фракции 0,16–5 мм заполняют межзерновое пространство системы сложения макрочастиц с диссипацией энергии внешнего нагружения в матричном материале. Микрофракция отсева дробления гранита фракции 0,16 мм наряду с эффектом замещения объема цементного камня проявляет физико-химическую активность в фазообразовании гидратных соединений. Показано, что в исходном отсеве дробления гранита структурообразующая роль его частиц проявляется недостаточно эффективно, главной причиной этого служит переизбыток песчаных фракций, раздвигающих зерна макрофракций и повышающих водопотребность бетонной смеси. Традиционные методы обогащения отсевов эту проблему не решают. Обсуждается принцип кондиционирования отсева путем его насыщения макро- и микроразмерными фракциями. На основе этого принципа разработана технология механической обработки отсева с получением линейки продуктов для целевого использования в индустрии строительных материалов и изделий. Внедрение такой технологии позволит существенно повысить эффективность строительно-технологической утилизации отсевов камнедробления за счет максимального использования структурообразующего потенциала их полидисперсного состава.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. И. Макеев

Воронежский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: amakeev@cchgeu.ru

канд. техн. наук 

Россия, Воронеж

Список литературы

  1. Макеев А.И., Чернышов Е.М. Отсевы дробления гранита как компонентный фактор формирования структуры бетона. Ч. I. Постановка проблемы. Идентификация отсевов // Строительные материалы. 2018. № 4. С. 56–60. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-758-4-56-60
  2. Пухаренко Ю.В., Панарин С.Н., Веселова С.И. и др. Наномодифицированный бетон на основе отходов камнедробления // Вестник гражданских инженеров. 2011. № 3. С. 72–76.
  3. Макеев А.И. Научно-техническое обоснование технологии глубокой переработки отсевов дробления гранитного щебня // Научный журнал строительства и архитектуры. 2011. № 3. С. 56–67.
  4. Морозов Н.М., Авксентьев В.И., Боровских И.В., Хозин В.Г. Применение отсевов дробления щебня в самоуплотняющихся бетонах // Инженерно-строительный журнал. 2013. № 7. С. 26–31.
  5. Демьянова В.С., Чумакова О.А. Комплексное использование материалов и отходов добычи камнедробления нерудных полезных ископаемых в мелкозернистых бетонах нового поколения // Региональная архитектура и строительство. 2014. № 4. С. 57–60.
  6. Бурба Д.В., Сафончик Д.И. К вопросу о применении гранитных отходов камнеобработки РУПП «Гранит» при создании эффективных строительных материалов. Архитектура, строительство, транспорт: Материалы Международной научно-практической конференции (к 85-летию ФГБОУ ВПО «СибАДИ»). Омск, 2015. С. 467–471.
  7. Mármol I., Ballester P., Cerro S., Monrós G., Morales J., Sánchez L. Use of granite sludge wastes for the production of coloured cement-based mortars. Cement and Concrete Composites. 2010. Vol. 32. No. 8, pp. 617–622. doi: 10.1016/j.cemconcomp.2010.06.003
  8. Singh S., Nande N., Bansal P., Nagar R. Experimental investigation of sustainable concrete made with granite industry by-product. Journal of Materials in Civil Engineering. 2017. Vol. 29. No. 6, рр. 04017017. doi: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0001862
  9. Medina G., Sáez Del Bosque I. F., Frías M. [et al.] Granite quarry waste as a future eco-efficient supplementary cementitious material (SCM): Scientific and technical considerations. Journal of Cleaner Production. 2017. Vol. 148, pp. 467–476. doi: 10.1016/j.jclepro.2017.02.048
  10. Rezende Leite F., Lúcia Pereira Antunes M., Cipriano Rangel E. et al. An ecodesign method application at the experimental stage of construction materials development: A case study in the production of mortar made with ornamental rock wastes. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 293, рр. 123505. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2021.123505
  11. Nayak S.K., Satapathy A., Mantry S. Use of waste marble and granite dust in structural applications: A review. Journal of Building Engineering. 2022. Vol. 46, рр. 103742. doi: 10.1016/j.jobe.2021.103742
  12. Rashwan M.A., Mashaly A.O., Al Basiony T.M., Khalil M.M. Self-compacting concrete between workability performance and engineering properties using natural stone wastes. Construction and Building Materials. 2022. Vol. 319, рр. 126132. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2021.126132
  13. Ahmadi S.F., Reisi M., Amiri M.C. Reusing granite waste in eco-friendly foamed concrete as aggregate. Journal of Building Engineering. 2022. Vol. 46, рр. 103566. doi: 10.1016/j.jobe.2021.103566.
  14. Аликин А.В. О возможности массовой утилизации отсевов гранитного щебня // Записки Горного института. 2013. Т. 202. С. 143–146.
  15. Капустин Ф.Л., Перепелицын В.А., Пономарев В.Б., Лошкарев А.Б. Повышение эффективности использования отсевов дробления скальных горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2017. № 3. С. 103–107.
  16. Макеев А.И., Чернышов Е.М. Пылевидная фракция отсевов дробления гранита как носитель микронаночастиц, участвующих в структурообразовании цементных бетонов // Нанотехнологии в строительстве. 2018. Т. 10. № 4. С. 20–38. DOI: dx.doi.org/10.15828/2075-8545-2018-10-4-20-38.
  17. Макеев А.И. Методологические основания теории конструирования и синтеза оптимальных структур конгломератных строительных композитов // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Сер.: Физико-химические проблемы и высо- кие технологии строительного материаловедения. 2015. № 1. С. 29–37.
  18. Балабанов М.С., Чикноворьян А.Г. Исследование обогащения песка для строительных работ отсевами дробления горных пород // Градостроительст- во и архитектура. 2023. Т. 13. № 3. С. 50–58. doi: 10.17673/Vestnik.2023.03.07.
  19. Mashaly A.O., Shalaby B.N., Rashwan M.A. Performance of mortar and concrete incorporating granite sludge as cement replacement. Construction and Building Materials. 2018. No. 169, pp. 800–818. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.03.046
  20. Lozano-Lunar A., Jiménez J.R., Dubchenko I. et al. Performance of self-compacting mortars with granite sludge as aggregate. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 251. 118998. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2020.118998
  21. Jain A., Chaudhary S., Gupta R. Mechanical and microstructural characterization of fly ash blended self-compacting concrete containing granite waste. Construction and Building Materials. 2022. Vol. 314. 125480. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2021.125480
  22. Chen J.J., Ng P.L., Kwan A.K.H. Optimum fines content in manufactured sand for best overall performance of superplasticized concrete. Journal of Materials in Civil Engineering. 2023. Vol. 36. Iss. 1. https://doi.org/10.1061/JMCEE7.MTENG-16195
  23. Song T.H., Lee S.H., Kim B. Recycling of crushed stone powder as a partial replacement for silica powder in extruded cement panels. Construction and Building Materials. 2014. Vol. 52, рр. 105–115. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2013.10.060
  24. Medina G., Sáez del Bosque I.F., Frías M., Sánchez de Rojas M.I., Medina C. Mineralogical study of granite waste in a pozzolan/Ca(OH)2 system: influence of the activation process. Applied Clay Science. 2017. Vol. 135, рр. 362–371. https://doi.org/10.1016/j.clay.2016.10.018
  25. Prokopski G., Marchuk V., Huts A. The effect of using granite dust as a component of concrete mixture. Case Studies in Construction Materials. 2020. Vol. 13. e00349. doi: 10.1016/j.cscm.2020.e00349
  26. Капустин Ф.Л., Пономарев В.Б. Получение обогащенного песка из отсевов дробления горных пород на пневматическом классификаторе // Обогащение руд. 2016. № 4. С. 56–60. doi: 10.17580/or.2016.04.09

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Модель макроструктуры и показатели свойств цементного бетона на основе рядового отсева (МБО) и щебня фракции 5–10 мм (МБЩ)

Скачать (347KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость В/Ц отношения (a); плотности (b) и прочности (c) цементно-гранитного композита от размера мезофракций отсева

Скачать (127KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Характеристики мелкозернистого бетона и бетонной смеси на полифракционном заполнителе

Скачать (95KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Принципиальная схема кондиционирования отсевов камне- дробления для их строительно-технологической утилизации

Скачать (108KB)
Метаданные

© ООО РИФ "СТРОЙМАТЕРИАЛЫ", 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах