Использование промышленных отходов в производстве строительных конструкций, изделий и материалов (стр. 3 из 4)
При определение водопотребности в этих составах пользуются уточненнымии данными при приготовлении смесей составов 1–3.
Из бетона № 2 формуем опытные образцы. После этого подвергаем пропариванию по заданному режиму испытания образцов через четыре часа и 28 суток нормального твердения после пропаривания сводим в таблицы и строим зависимости. По критерию минимального расхода цемента применяем состав с оптимальным расходом добавки, цемента, воды и цементно-водного отношения.
Расчёт и подбор номинального состава бетона с минеральной добавкой при отсутствии данных о составе без добавки
1. Расход минеральной добавки применяем с пунктом 1 первой части. Д1= 225 кг/м3 Ц/В в начальном составе
Ц/В=1,25
Расход воды в начальном составе применяем по рисунку 1
В1= В0+ ∆В
В0 – расход воды бетонной смеси без добавки
∆В – увеличение бетонной смеси за счёт введения добавки
В1=195+25=220 л/м3
2. Расход цемента
Ц = Ц/В×В1 = 1,25×220=275 кг/м3
3. Абсолютный объём заполнителя рассчитывают
4. Расход песка определяем при доли писка r принятой по таблице 3
П=Vзап*r*ρп=674,2*0,555*2,05=767,07 кг/м3
5. Расход щебня
Щ=Vзап*(1-r)*ρщ=674,2*(1-0,555)*2,62=786,05 кг/м3
Определение доли песка и заполнителей в смеси на 1 м3 бетонной смеси при удобоукладываемости бетонной смеси от ж = 20с до осадки конуса 10 см
| Расход цемента, кг | Набольшая крупность щебня | ||
| 10 | 20 | 30 | |
| 200 | 0,45 | 0,42 | 0,39 |
| 300 | 0,42 | 0,39 | 0,36 |
| 400 | 0,39 | 0,36 | 0,33 |
| 500 | 0,36 | 0,33 | 0,30 |
| 600 | 0,33 | 0,30 | 0,27 |
Таблица составлена для песка Mк=2 при увеличении. При увеличении или уменьшении Mк ±0,5 доля пека увеличивается или уменьшается на r = 0,03
При использовании гравия доля песка уменьшается на r = 0,05.
Для ж > 20с r уменьшается на 0,04, при осадке конуса > 10 см r увеличивают на 0,04.
6. Дальнейшие расчёты основных начальных и дополнительных составов и их коррекции осуществляют пунктами 7–10 первой части. Набольший состав бетона с добавкой рассчитывают по пункту 11–12.
Применяем два расхода добавки 200 и 250 кг/м3 и аналогичным путём рассчитываем N1 и N3 и сводим в таблицу.
Состав 1
1. Расход минеральной добавки состава N1применяем с пунктом 1 первой части. Д1= 200 кг/м3
2. Ц/В в начальном составе
Ц/В=1,25
Расход воды в начальном составе применяем по рисунку 1 В1= В0+ ∆В
В0 – расход воды бетонной смеси без добавки
∆В – увеличение бетонной смеси за счёт введения добавки
В1=195+10=205 л/м3
3. Расход цемента
Ц = Ц/В×В1 = 1,25×205=256,25 кг/м3
4. Абсолютный объём заполнителя рассчитывают
м3 1. Расход писка определяем при доли писка r принятой по таблице 3
П=Vзап*r*ρп=695,27*0,555*2,05=791,04 кг/м3
2. Расход щебня
Щ=Vзап*(1-r)*ρщ=695,27*(1-0,555)*2,62=810,6 кг/м3
Состав 3
1. Расход минеральной добавки состава N3применяем с пунктом 1 первой части. Д1=250 кг/м3
2. Ц/В в начальном составе
Ц/В=1,25
Расход воды в начальном составе применяем по рисунку 1
В1= В0+ ∆В
В0 – расход воды бетонной смеси без добавки
∆В – увеличение бетонной смеси за счёт введения добавки
В1=195+30=225 л/м3
3. Расход цемента
Ц = Ц/В×В1 = 1,25×225=281,25 кг/м3
Абсолютный объём заполнителя рассчитывают
Расход песка определяем при доли писка r принятой по таблице 3
3. П=Vзап*r*ρп=667,2*0,555*2,05=759,1 кг/м3
Расход щебня
4. Щ=Vзап*(1-r)*ρщ=667,2*(1-0,555)*2,62=777,9 кг/м3
| Номер состава | Расходы компонентов, кг | Ц/В | Плотности, кг/м3 | ||||
| Ц | В | Д | Щ | П | |||
| 1 | 256,25 | 205 | 200 | 810,6 | 791,04 | 1,25 | 2263 |
| 2 | 275 | 220 | 225 | 786,05 | 767,07 | 1,25 | 2273 |
| 3 | 281,25 | 225 | 250 | 777,9 | 759,1 | 1,25 | 2293 |
Производство строительных материалов и утилизация промышленных отходов
Промышленность строительных материалов — базовая отрасль строительного комплекса. Она относится к числу наиболее материалоемких отраслей промышленности. Материалоемкость определяется отношением количества или стоимости израсходованных на производство продукции материальных ресурсов к общему объему продукции. Учитывая, что многие минеральные и органические отходы по своему химическому составу и техническим свойствам близки к природному сырью, а во многих случаях имеют и ряд преимуществ (предварительная термическая обработка, повышенная дисперсность и др.), применение в производстве строительных материалов промышленных отходов является одним из основных направлений снижения материалоемкости этого массового многотоннажного производства. В то же время снижение объемов разрабатываемого природного сырья и утилизация отходов имеет существенное экономико-экологическое значение. В ряде случаев применение сырья из отвалов промышленных предприятий практически полностью удовлетворяет потребности отрасли в природных ресурсах.
Первое место по объему и значению для строительной индустрии принадлежит доменным шлакам, получаемым в качестве побочного продукта при выплавке чугуна из железных руд. В настоящее время доменные шлаки являются ценным сырьевым ресурсом для производства многих строительных материалов и прежде всего портландцемента. Использование доменных шлаков как активного компонента цемента позврляет существенно увеличить его выпуск. Европейскими нормами разрешается вводить в портландцемент до 35% доменного гранулированного шлака, а в шлакопортландцемент — до 80%. Ввод доменных шлаков в сырьевую смесь увеличивает производительность печей и снижает расход топлива на 15%. При использовании доменных шлаков для производства шлакопортландцемента снижаются топливно-энергетические затраты на единицу продукции почти в 2 раза, а себестоимость — на 25—30%. Кроме того, шлак как активная добавка значительно улучшает ряд строительно-технических свойств цемента.
Доменные шлаки стали сырьем не только для традиционных, но и для таких сравнительно новых эффективных материалов, как шлакоситаллы — продуктов, полученных методом каталитической кристаллизации шлакового стекла. По прочностным показателям шлакоситаллы не уступают основным металлам, существенно превышая стекло, керамику, каменное литье, природный камень. Шлакоситаллы в 3 раза легче чугуна и стали, они имеют прочность на истирание в 8 раз выше, чем у каменного литья и в 20—30 раз, чем у гранита и мрамора.
По сравнению с доменными пока значительно в меньшей степени используются сталеплавильные шлаки и шлаки цветной металлургии. Они являются большим резервом получения строительного щебня и могут быть с успехом использованы в производстве минеральной ваты, портландцемента и других вяжущих материалов, бетонов автоклавного твердения.
Большим количеством отходов в виде различных шламов характеризуется глиноземное производство. Несмотря на отличия в химическом составе шламов, остающихся после выщелачивания А1203 из природного глиноземсодержащего сырья, все они содержат 80—85% гидратированного двухкальциевого силиката. После обезвоживания этот минерал обладает способностью твердеть как при нормальной температуре, так и в условиях тепловлажностной обработки. Наиболее крупнотоннажный отход глиноземного производства — нефелиновый (белитовый) шлам — с успехом используется для производства портландцемента и других вяжущих, материалов автоклавного твердения и др. При применении нефелинового шлама в производстве портландцемента расход известняка сокращается на 50—-60%, производительность вращающихся печей повышается на 25—30%, а расход топлива снижается на 20—25%.
Большое количество отходов в виде золы и шлаков, а также их смесей образуется при сжигании твердых видов топлива. Их выход составляет: в бурых углях — 10—15%, каменных углях — 5—40%, антраците — 2—30%, горючих сланцах — 50—80%, топливном торфе — 2—30%. В производстве строительных материалов обычно используются золы сухого удаления и золошлаковая смесь из отвалов. Область применения золошлакового сырья в производстве строительных материалов чрезвычайно разнообразна. Наиболее значительными направлениями использования топливных зол и шлаков являются дорожное строительство, производство вяжущих, тяжелых и ячеистых бетонов, легких заполнителей, стеновых материалов. В тяжелых бетонах золы используют, в основном, в качестве активной минеральной добавки и микронаполнителя, что позволяет снизить расход цемента на 20—30%. В легких бетонах на пористых заполнителях золы применяют не только как добавки, снижающие расход цемента, но и как мелкий заполнитель, а шлаки в качестве пористого песка и щебня. Золы и шлаки используются также для изготовления искусственных пористых заполнителей легких бетонов. В ячеистых бетонах зола применяется как основной компонент или добавка для снижения расхода вяжущего.