Методика корректировки гранулометрического состава мелкого заполнителя в лабораторных исследованиях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Институт Сферы Обслуживания и Предпринимательства (филиал)

Донского Государственного Технического Университета

Методика корректировки гранулометрического состава мелкого заполнителя в лабораторных исследованиях

В.А. Дмитриенко, Д.О. Рудь, Г.И. Щукин

Аннотация

Статья посвящена разработанной методике корректировки гранулометрического состава мелкого заполнителя в лабораторных исследованиях. В результате исследований получена методика корректировки состава мелкого заполнителя, которая была проверена в лабораторных условиях, путем испытаний состава.

Ключевые слова. Гранулометрический состав, мелкий заполнитель, отсев, методика, испытания.

The technique for adjusting the particle size distribution of fine aggregate in laboratory studies

V.A. Dmitrienko, D.O. Rud, G.I. Schukin

Institute of Service and Entrepreneurship (branch) Don State Technical University in Shakhty, Russia

Abstract

The article is devoted to the developed technique for adjusting the particle size distribution of fine aggregate in laboratory research. As a result of the research, a technique for adjusting the composition of the fine aggregate was obtained, which was tested in laboratory conditions by testing the composition.

Keywords. Granulometric composition, fine aggregate, screening, methods, tests.

С развитием строительной индустрии все большую важность приобретает проблема подбора мелкого заполнителя, для получения проектной прочности бетонных конструкций, т.к. на территории Ростовской области, практически, отсутствуют месторождения кварцевых песков. Из-за недостатка месторождений на производстве используют пески с местных карьеров, что приводит к несоответствию заявленной прочности цементного камня производителем и лабораторных исследований прочности.

К слову, при строительстве взлетно-посадочной полосы аэропорта им. Платова использовали кварцевый песок, привезенный из Витебска, что значительно удорожило производство. Решением данной проблемы может стать корректировка гранулометрического состава отсевом. Подобное инновационно-ориентированное стратегическое решение должно обеспечить повышение прочности до заявленных производителем и позволит использовать продукт переработки, что актуально для всех российских строительных компаний, поскольку им приходится конкурировать на внутреннем и мировом рынках с высокоорганизованными производствами высокоразвитых стран.

Песчаные грунты широко распространены по территории нашей области. Они являются самым используемым материалом в строительном производстве. Из-за широкого распространения и особенностей образования они имеют различные свойства и гранулометрический состав даже на одном карьере, что, порой, не удовлетворяет условия проекта. На практике часто используются различные способы улучшения свойств этих грунтов путем искусственного регулирования их гранулометрического состава.

В настоящее время, чтобы улучшить свойства создаваемых искусственных песков, изучают ряд влияющих на них гранулометрический? состав, форма частиц и плотность сложения грунта.

Исследователи давно занимаются анализом этих факторов, вопрос о создании заменителя кварцевого песка до сих пор остается нерешенным. При этом условие задачи формулируется следующим образом: имеется песок, взятый с местного карьера, его составе есть ряд гранулометрических фракции?. Нам требуется установить, сколько и каких фракций необходимо добавить в состав, что бы песок соответствовал ГОСТ 8736-2014.

Для проведения исследований были использованы следующие материалы: природный мелкий заполнитель с местного карьера и отсев крупного заполнителя. Нами был определен гранулометрический состав песка и отсева, для приготовления растворной смеси были взяты все фракции песка, за исключением 2,5. Из числа фракций отсева нами были взяты фракции 1,25, 0,63 и 0,35, т.к. именно эти фракции способствуют образованию цементного камня, соответствующим показателям с применением кварцевого песка, далее с помощью вычислений по созданной нами методике, на основе методики исследования вяжущих веществ, предложенной В.А. Дмитриенко, были подобранны массовые доли каждой фракции песка и отсева. По методике был составлен график соответствия полученного состава и нормативным значения. Исследование проводилось по ГОСТ 310.4-81 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии. Все требования были выполнены в полном объёме и соответствовали ГОСТу. Водоцементное соотношение составило 0,6. (Таблица 1)

гранулометрический мелкий заполнитель бетонный

Таблица 1. Гранулометрический состав песка и отсева.

Рис. 1 График кривой просеивания песка для бетона

Суть методики заключается в подборе содержания фракций отсева, в зависимости от гранулометрического состава песка. Для начала подбора необходимо выставить общую массу всего раствора (без модификаторов и воды), далее выставляем гранулометрический состав песка, за счет чего изменяется линия графика (синяя), затем путем графического подбора выставляются значения фракций отсева, необходимо попасть в промежуток между мелкими м крупными песками (красные линии), при соблюдении этих норм наш состав будет соответствовать ГОСТам и максимально приближен к кварцевым пескам.

Для проверки работоспособности и наглядности превосходства нашей методики мы провели испытания образцов-балочек на призматическую прочность, на изгиб и сжатие. Нами были сделаны составы с песком без оптимизации, с оптимизированным составом, с песком без оптимизации и фиброй 1, 1.5 и 2%. Испытания проводились в соответствие с ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. Результаты испытаний в 28 суточный срок твердения представлены на графиках. Испытания подтвердили действенность нашей методики, т.к. прочностные характеристики на сжатие превышают состав без оптимизации на 42 %, на изгиб на 17%, а призменную прочность на 12%, что является значительным приростом в прочности. Для сравнения мы провели испытания и с образцами с добавлением фибры, прирост в прочности также значительный. При подборе водоцементного отношения нами было замечено, что водоцементное отношение у образцовы без оптимизации состава составил 0,78, у образцов с фиброй от 0,64 до 0,9, а у образцов с оптимизаций водоцементное отношение 0,6, как и при испытаниях на встряхивающем столике.

Рис. 2 График прочностных показателей на сжатие в 28 суточный срок твердения.

Рис. 3 График прочностных показателей на изгиб в 28 суточный срок твердения.

Рис. 4 Прочностные показатели на призматическую прочность в 28 суточный срок твердения.

Исходя из полученных результатов нами была удачно разработана методика оптимизации песка, которая показала себя как теоретически, так и в лабораторных исследованиях, как действенная и способная кардинально изменить подход к строительному производству в нашем регионе. Нами было выяснено, что отсев способен скорректировать состав песка и привести свойства к кварцевому песку и, соответственно, решить проблему многих строительных производств. Также наша методика не требует дополнительного программного обеспечения, лишь знаний программы Excel.

Библиографический список

1. ГОСТ 310.4-81 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии (с Изменениями N 1, 2). М.: Стандартинформ, 2003.

2. ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам). М.: Стандартинформ, 2018.

3. ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия. М.: Стандартинформ, 2015.

Размещено на Allbest.ru