автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Технология и свойства бетонов на пористых заполнителях из вскрышных пород углебодычи

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИИЕНЕРМКТРОИТЕЛЬННЯ ИНСТИТУТ ия.В.В.КУЙБЖВЙ

На правах рукописи

БУЛЫГП Леонид Леонидович

ТЕХНОЛОГИЯ И СВОПСТВЯ БЕТОНОВ НА ПОРИСТЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЯХ ИЗ ВСКРМШ ПОРОД УГЛЕДОБЫЧИ

§5,23.65 Строительные патериала и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 199!

)

Работа выполнена в Носковскоа инженерно-строительном институте ик. В.В.Куйбышева

Научный руководитель - доктор технически! наук,

профессор Ялинов П.Я. Официальные оппонента: - доктор технических наук йагдеев УЛ. - кандидат технических наук доцент Кульков О.В.

Ведущая организация - производственное обьединение "Зкибастузуголь*

Защита состоится ' У ° 1991 г. в /3 час.

на заседании специализированного совета К 053.11.02 в йосковском инженерно-строительной институте ин.В.В.Куйбышева по адресу: 113114, Москва, Илвзовая наб.,8, ауд.337

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Просим Вас принять участие в защите и направить отзыв по адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссе, 26, НИСй им. В.В.Куйбышева, ученый совет.

Автореферат разослан " й-и/^Л^ \991 г.N ~//¿V4?

Ученый секретарь специализированного совета

Актуальность работы. При освоении угольных месторождений кроив

угля из недр земли добывается огромное количество попутного органоминерального сырья - вскрышных пород, которые в настоящее время не используются, а складируется в отвала, требующие значительных земельных площадей, материальных затрат на их содер!гние и существенна ухудшающие экологическую обстановку вследствие самовозгорания. Утилизация этих отидов при производстве пористых заполнителей для эффективных бетонов, внедрение в производство новых безотходных технологий является важной народно-хозяйственной задачей. В настоящее время производство бетонов на заполнителях из вскрышных пород затруднено вследствие недостаточной изученности свойств заполнителей и бетонов на их основе.

Следовательно,установление состава и свойств бетонов на пористых заполнителях из вскрышных пород угледобычи, особенностей технологии их производства, направленное регулирование свойств бетонных смесей и бетонов и получение эффективных бетонов с заданными показателями является актуальным.

Работа выполнена в соответствии с программой по решении научно-технической проблемы "Рациональное комплексное использование минерально-сырьевых ресурсов в народном хозяйстве на 1937-1990 г.г и на период до 2900 г.", утверкденной Госпланам СССР (приказ N 58 от 28.S4.87 г.), отраслевой программой "Стройпрогресс - 2003" и целевой программы "1илье - 9Г.

Цель» работы является обоснование возможности и условий,

обеспечивающих получение эффективных бетонов на пористых заполнителях

из вскрышных пород угледобычи.

Основными задачами работы являются:

- обоснование возможности эффективного использования пористых заполнителей из вскрниннх пород угледобычи в производстве бетонов для ограхдаввш конструкций;

- исследование зависимостей параметров структуры и свойств бетонов на пористых заполнителях из вскрышных пород от структурно-технологических характеристик;

- оптимизация составов бетонов на пористых заполнителях из

вскрышных пород с заданными свойствами для огракдацих конструкций;

- исследование влияния химических добавок на параметры структурообразования и свойства бетонов;

- выявление зависииостей прочностных характеристик бетонов на пористых заполнителях из ескрвшных пород от режимов тепловлаяностной обработки;

- разработка технологии изготовления бетонов на пористых заполнителях из вскрышных пород угледобычи для ограждающих конструкций.

Научная новизна работы. Разработаны принципа получения эффективных бетонов на пористых заполнителях из вскрыгных пород угледобычи, золы-унос ТЭС и комплексной алвмосодернащей добавки на основе установленных зависимостей параметров структурообразования и свойств этих бетонов от структурно-технологически характеристик.

Получена математические модели степени гидратации цемента в бетоне, общей пористости цементного камня, удобоукладываености бетонных смесей, средней плотности, прочности, теплопроводности и стоимости бетонов на пористых заполнителях из вскрышных пород .

Т описывавшие связь этих свойств со структурно-технологическими характеристиками, выявлена возвохность учета этих свойств при назначении составов бетонов и прогнозировании их свойств.

Установлены математические модели степени гидратации цемента в бетоне, общей пористости цементного камня, удобоукладываености бетонных смесей, средней плотности, прочности, теплопроводности и стоимости бетонов на пористых заполнителях из вскрышных пород и зол-унос ТЗС, описывавщиие связь этих свойств со структурно-технологическими характеристиками, выявлена возпохность учета этих свойств при назначении составов бетонов и прогнозировании их свойств.

Установлена закономерности влияния алнносодерхащм добавок на степень гидратации цемента в бетоне, пористость цементного камня, удсбоукладкваекость бетонных смесей, средне» плотность, прочность, теплопроводность и стоимость бетонов на пористых заполнителях из вскрышных пород угледобычи.

Получена пятифакторные нелинейные зависимости прочностных характеристик бетонов на пористых заполнителях из вскрышных пород от параметров тепловлажностной обработки для оптимизации режимов тепловлажностной обработки.

Практическое значение работа. Разработан комплекс мероприятий, обеспечивавший получение эффективных бетонов на порист заполнителях из еокрышных пород угледобычи, зола-унос ТЗС и комплексной алвявсодвржащей добавки для ограждающих конструкций.

Сформулирована условия получения бетонных смесей и бетонов нз пористых заполнителях из вскрышнах пород угледобычи и область их рационального применения.

Предложена технология получения щебня и песка пористость» более ЗвХ из горелых пород Зкибастузс-кого угольного бассейна.

Разработана комплексная алюмосодержащая добавка на основе отхода химического производства и суперпластификатора С-3.

Новизна разработанных технических решений защищена положительный ревекиея от 22.02.93 г. по заявке N 4601973/31-33.

Реализация работы в проявленности. Результаты диссертационной работа нами отражение в "Рекомендациях по определению составов бетонов на заполнителе из горелых пород отвалов Эккбастузского угольного бассейна", 1989 г.; "Рекомендациях по определении состава бетонов нз заполнителе из горелых пород ЗУБ для монолитного строительства", 1990 г.; технических условиях ТУ ¿7 Каз.ССР 158-86 "Смеси керапзитозолобетоннкв". н-йта, 19В7 г.; ТУ 390 Каз.ССР 82-90 "Породы аргиллитовке надугольной тол§и для производства керамзита", В-йта, 1990 г.

Метода оптимизации составов бетонов и технология бетонов на пористых заполнителях из вскрышнах пород угледобычи, зол-унос ТЗС и комплексной алкмосодержащей добавки для ограждающих конструкций апробирована и внедрены на предприятиях стройиндустрия Павлодар-Зкибастузского территориально-производственного комплекса. Подтвержденный экономический эффект составил 483,5 тыс.руб.

ь

На защиту екносятся:

- теоретическое и технологическое обоснование возможности и условий эффективного использования пориста! заполнителей из вскрышных порей в бетонах для ограждавших конструкций;

- анализ зависимостей свойств бетонов на пористых заполнителях из вскрышных пород от характеристик их структура;

- составы и технологические параметры производства бетонных смесей и бетонов на пористых заполнителях из вскрышных пород для ограждавших конструкций;

- математические модели степени гидратации цемента в бетоне, общей пористости цементного камня, удобоукладываемости, средней плотности, прочности, теплопроводности и стоимости бетонов на пористых заполнителях из вскрышных пород, золы-унос ТЗС и комплексной алюнасодержацей добавки, списывание зависимости этих свойств от структурно-технологических характеристик и режимов тепловлажностной обработки;

- результаты Енедрения разработанных предложений.

Апробация работы. Основные положения работы представлены на:

- Ш1 международной конференции молодых ученых и специалистов в области бетона и железобетона.-Иркутск, 1990 г.;

- Республиканской конференции "Научно-технический прогресс в технологии строительных материалов".-й-йта, 1990 г.;

- Научно-техническом совете Госгсртехнадззра Каз.ССР "Совершенствование выемки и переработки вскрышных и Емещавщих пород, повышение уровня безотходности производства в Павлодар-Зкибастузскоп территориальном комплексе".-йлма-йта, 1903 г.;

- Научно-практических конференциях ученых и специалистов Павлодарской области. - Павлодар, 1935-1990 г.

Результаты исследований экспонировались на ВДНХ Каз.ССР в 1937-1990 г.г., отмечены дипломом второй степени (1939 г.).

Публикации. По результатам-исследований опубликовано 12 печатных работ, из них одно авторское свидетельство.

Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, приложений, списка использованной литература из 13? наименований, содержит 186 страниц машинописного текста, 36 таблиц, 34 рисунка,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Проблема рационального и экономического использования сарьевах ресурсов ставит в ряд важнейхих задачу комплексного использования минерального сырья в пропавленности строительных материалов.

Особое значение при этом имеет утилизация отходов, образующихся при освоении угольных месторождений - вскрышных и горелых пород угледобычи. Во многих регионах страны, соседствукщих с угольными месторождениями, ощущается острый дефицит пористых заполнителей для бетонов, что затрудняет производство эффективных ограждавших конструкций. Однако до последнего времени пористые заполнители из вскрышных и горелых пород угледобычи б производстве бетонов используется в незначительных объемах. Это объясняется неоднородностью состава пород и значительными колебаниями характеристик пористых заполнителей из них, что обусловливает необходимость изучения процессов структурооёрагования и свойств бетонных смесей и бетонов на этих заполнителях. Кроме того, недостаточно изучено качество пористых заполнителей из горелых и вскрышных пород угледобычи в связи со структурными особенностями исходных пород.

Вскрышные породы Зкибастузского угольного бассейна в основном представлены аргиллитсвнми, алевролитоввни и песчаными разностями. В результате самовозгорания в отвалах, которое происходит еслэдстеии окисления пирита под действием атмосферной влаги, и последующего длительного саяооЗжига, они значительно изменяет физико-механические характеристики и могут быть отнесены к обжиговым керамическим материалам.

В отвалах преобладают две группы горелых пород: первая - равномерно обожженная порода низкотемпературного обжига прочность» до 1,4 НПа, средней плотностью до ПМкг/к3 и пористостьв до 252;

вторая - проведшая высокотемпературный обжиг - прочность» до

3,1 НПа, средней плотностью до 800 кг/и3 и пористость» более 302, которая объясняется интенсивная газовыделением в процессе самообжига при температуре до 1100'С и поризации силикатного расплава с включением фрагментов более тугоплавких минералов.

Оценка запасов горелых Ескрынных пород разрезов "Северный" и "Богатырь", пригодных для производства пористых заполнителей по скважинам разведочного бурения, проводимого ПО "Карагандауглеразведка" составила 3 млн.и3.

Пористый заполнитель получали путем селективного отбора горелых пород угледобычи пористостью более 30Х ковшовым экскаваторов, дробления и фракционирования на существующем дробильно-сортировочном оборудовании Зкибастузского щебеночного завода на горелопороднкй щебень фракции 5...20 мм и песок - 0,14...2,5 мм.

Результаты оценки важнейших качественных характеристик пористого заполнителя из горелых вскрышных пород представлены в табл. 1.

Е экспериментальных исследованиях использовались: портландцементы Н 400 Семипалатинского и Усть-Каменогорского цементных заводов, керамзитовый гравий и песок из аргиллитосодержащих Ескрькнах пород ЗУБ фракции 5...20 и 0,14...2,5 мм соответственно, щебень и песок из горелых пород отвзлое разрезов "Северный" и "Богатырь" фракции 5...20 и 0,14...2,5 мм соответственно, зола-унос Ермаковской ГРЗС от сжигания каменных углей ЗУБ насыпной плотностью 765 кг/м3, алюмссодержаций отход химического производства (ОШ и суперпластификатор С-3.

Исследования физико-механических свойств проводили по стандартным методикам, химико-минералогический состав сырьевых материалов и новообразований определяли с применением химического, петрографического, рентгеноструктурного и термографического методоБ анализа. Исследование раннего структурообразоБания цементного теста и бетонных смЕсей, определение водопотребности заполнителей е цементном тесте проводили ультразвуковым импульсным методом.

С цель» достижения поставленной задачи на основании логико-профессионапьных и собственных исследований была сформулирована рабочая гипотеза, в соответствии с которой получение эффективных

Таблица 1

Основные характеристики пористого заполнителя из горелых пород

Наименование Ед. !Разрез "Северный"! Разрез "Богатырь"

характеристик измер. !щебень 1 I > 1 песок щебень 1 1 песок

Насыпная плотность кг/я3 730 Б80 750 865

Средняя плотность кг/в3 1630 1645 1650

Истинная плотность кг/и3 2390 2390 2380 2330

ОЁьев ве*зерновн1

пустот А 52,1 46,5 55,0 47,6

Пористость зерен V 31,3 31 "> 1,11*- 30,7 30,7

Прочность при сдавли-

вании в цилиндре НПа 2,7 - 2,4 -

Потери по массе:

при прокаливании •! 1) 0,1 •за га со 0.1 0,07

после МРЗ 15 циклов Ч 1ш ч 1 2,4 1,9 т т

Водопотребность 1 19,5 23,0 18,5 21,0

Коэффициент формы

зерен - 1,25 - 1,23 -

Содержание пылевидных

и глинистых частиц /» 1,2 2,1 1 ? м- 2,3

Коэффициент вариации:

по средней плотности / - 9 -

по прочности при сжа-

тии /| 5 7

бетоноЕ на пористых заполнителях из вскрышных пород угледобычи возможно только при системном подходе, предусматривающем реализаций комплекса мероприятий, включающего в себя:

- выбор и реализацию общих универсальных критериев оценки свойств бетонных смесей и бетонов на техногенных отходах в связи с недостаточной изученность» их влияния на процессы структурообразования и свойства бетонов;

- комплексное использование отходое при оптимизации составов бетонов для ограждающих конструкций;

- введение в состав бетоноБ зола-унос ТЭС в качестве наполнителя для замены части цемента и улучшения удобоукладываемости смеси;

- применение комплексных химических добавок на основе суперпластификатора С-3 и алкмосодержащего отхода химического производства для улучшения удсбоукладкваемости, однородности бетонных смесей и бетонов, сокращения периода их раннего структурообразования, повышения прочности и снижения расхода цемента;

- определение составов бетонных смесей, назначение режимов их приготовления и тепловлажностной обработки.

Ниже приводятся отдельные данные, показывавшие положительное влияние рекомендуемых условий получения эффективных бетонов на пористых заполнителях из вскрышных пород угледобычи, зол-унос ТЗС и комплексной алкмосодержащей химической добавки. При этом исследования бетонов на щебне и песке из горелых вскрышных пород выполнялись в сравнении с бетонами на керамзитовом гравии и песке из аргиллито-содержащих вскрыиных пород угледобычи.

Предварительными исследованиями установлено, что использование техногенных отходов в технологии бетонов затруднено в связи с недостаточной изученностью их влияния на структурообразованпе и свойства бетонсв. Позтсму необходи н сист£"н£»и подход и выбор общих критериев оценки свойств бетонных смесей и бетонов, позволяющих оцЕниаать в сопоставимых условиях разные еиды отходое, Б настоящее время зтим требованиям наиболее полно соответствуют структурно-технологические характеристики - объемная концентрация цементного камня в бетоне и его истинное водоцеиентное отношение, которые предопределяют будущую структуру бетона с учетом влияния используемых техногенных отходов.

Систематизированный подход для решения технологических задач позволяет сирота использовать математико-статистические метода планирований и проведения экспериментов.

Исследования процессов структурообразования и свойств бетонных смесей и бетонов выполняли на сравниваемых заполнителях в сопоставимых условиях путем реализации двухфакторнвх трехуравневых планов проведения эксперимента в интервале варьирования объемной концентрации цементного теста в бетоне - !С-Х1)-0,15....3,25 и его истинного водоцеяентного отношения - (В/Цист - Х2)-2,2...0,4.

После обработки экспериментальных данных математика-статистическими методами на ЗВг1 были получены математические модели степени гидратации цемента в бетсне, об^ей пористости цементного камня, удобоукладываемости, средней плотности, прочности, теплопроводности в сухом состоянии и стоимости керамзитобэтона на керамзитовом гравии из аргиллитосодержаздех вскрышных пород и бетона на цебне из горелых пород угледобычи. По математическим моделям были построены изолинии свойств,

Анализ результатов Факторных экспериментов показал, что возможно получение бетона заданных свойств в определенной области изменения структурных характеристик С и В/Цист.

Полученные данные позволили сделать заключение о том, что по большинству характеристик кебень и песок из вскркшнах горелых порсд пористость» более 337. удовлетворяет требованиям, предъявленным к пористым заполнителям для бетона.

Однако, бетон на заполнителе из горелых пород угледобычи значительно уступает керамзитобетону, полученному в сопоставимых условиях по показателям прочности, что ведет к перерасходу цемента и повивает средний плотность, теплопроводность и стоимость этого бетона.

Для выявления причин этого явления методами рентгеноструктурного и электронно-микроскопического анализа был исследован фазовый состаз новообразований в зоне контакта заполнителя с цементом. Результаты анализа показали поввшенну» дефектность контактной зона и незначительное содержание в ней низкооснознах гидросиликатов, что косвенно свидетельствует о наличии на поверхности заполнителя после дробления активных центров и дефектов структуры, ипевщих отрицательный потенциал, что приводит к вовлечению в зону

контакта яекду заполнителей и цементным камнем положительно заряженных новообразований, имевших рвту» структуру к налу» прочность. Позтону увеличение расхода цеиента не дает ожидаемого роста прочности бетона на щебне из горели пород угледобычи.

Логико-профессиональными исследованиями выявлена целесообразность использования в бетонах для ограждающих конструкций вол-унос ТЭС от сжигания каменных углей Зкибастузского угольного бассейна в качестве наполнителя для замены части цемента и улучшения реологических характерстик бетонов. С этой целью в активный факторный эксперимент введена третья характеристика - доля зола-унос в смеси мелких заполнителей (г), область изменения которой принята в интервале ХЗ-г-0,..1,0. Были реализованы трехфакторные трехуровневые эксперименты второго порядка, результаты которых обработаны на ЭВМ. Получена математические модели удобоукладываемости, средней плотности, прочности, теплопроводности в сухом состоянии и стоимости кераизито-бетона на мелком заполнителе из снеси керамзитового песка золы-унос ЕрпакоБСКой ГРЭС и бетона на щебне из горелых пород и мелком заполнителе из смеси горелопородного песка и зола-унос Ермаковской ГРЭС, по которым построена поверхности отклика. Оптимальным является содержание 25...307. зола-унос в смеси мелкого заполнителя. Эффективность использования золы б бетоне на щебне из горелых пород ваше, чем в керамзитобетоне и объясняется характером поверхности заполнителей.

Введение в состав бетона зола-унос ТЭС в количестве до 200 кг/и3 позволяет повысить до 15? удобоукладываемость смеси, снизить на 50 кг/я3 средни» плотность бетона и до 7I теплопроводность, но приводит к снижений однородности бетонной смеси по средней плотности до 16%, по прочности при сжатии до 15". вследствие высокой водопотребности золы-унос ТЭС !до 42?).

Для повышения однородности бетонных смесей и бетонов на пористых заполнителях из ескрышных пород угледобычи целесообразно применение химических добавок.Логико-профессиональными исследованиями для регулирования реологических характеристик бетонных смесей на заполнителях установлена эффективность использования суперпластификатора С-3. Однако предварительными исследованиями выявлено возрастание периода раннего структурообразования бетонных смесей до 3

часов в зависимости от количества С-3, что нарушает технологи» и снижает эффективность производства. Для регулирования сроков схватнзания смесей и состаза цементных новообразований в контактной зоне между заполнителем и цементным камнем нами предложена алвиосодеркащая добавка - отход химического производства - ОXЯ общего вида САН0Н)з-х С1Х Зм.

для определений оптимального состава комплексной алвмосодержа-щей добавки !КйД> бал реализован двухфакторный трехураввевый план эксперимента второго порядка. Предварительными исследованиями определена рациональная область изменения факторов: XI - содержание суперпластификатора С-3 - 3,5...0,72 от массы цемента б пересчете на сухое вещество; Х2 - содержание ОХй - 0,..1,5% от массы цемента в пересчете на сухое вещество.

Получена математические модели степени гидратации цемента в бетоне, общей пористости цементного камня, удобоукладываемасти, средней плотности в сухом состоянии и стоимости бетонов на керамзитовом гравии и щебне из горелых пород,

Анализ результатов факторного эксперимента показал, что оптимальной для бетонов на пористых заполнителях из вскрышных пород угледобычи является КПД состава 1,0". ОХй, 0,6% С-3 от масса цемента в пересчете на сухое вещество, которая позволяет: получать бетонные смеси с повышенной удобоукладываемосты? или пониженным до 17/. содержанием воды; сократить на 1,0...1,5 ч период раннего структура-образования бетона; получить экономив цемента при сохранении класса бетона по прочности.

Для упрочнения контактной зоны низкоосновными гидросиликатами С-5-Н (1!, нами предложен способ приготовления бетонной смеси, Еклвчавщиий обработку заполнителя водным раствором ОХй концентрации 5...102, взятым в количестве 55...652 от водопотребности заполнителя, что позволило повысить прочность до 152.

Анализ результатов проведенных исследований процессов структурообразования бетонов на пористых заполнителях из вскрышных пород угледобычи с Щ позволил сделать вывод, что необходимо изучить характеристики бетона и определить оптимальные параметра ТЕО с учетом

факторов, обусловливавши кинетику раннего структурообразования, упрочнение первоначальной структуры и развития деструктивных процессов.

Для этого был реализован пятифакторный активный эксперимент Еторого порядка. В качестве задающих параметров принимали: XI -продолжительность предварительной выдержки бетона перед ТВО е интервале 2...6 ч; 12 - температура предварительной выдержки -10...30'С; ХЗ - продолжительность изотермической выдержки - 4...8 ч; Х4 - температура изотермического прогрева - ¿0...100'С; Х5 - скорость подъема температуры - 10.,.30'С/ч.

Получены пятифакторные уравнения второй степени адекватно с 952 надежностью (по критерии ®ишера), описывающие зависимость влияния параметров ТВО на прочность керанзитсбетона в возрасте 1 и 28 суток после ТВО:

и'тво = 4,22+5,191X1+0,141X2+0,061X4-0,4Ш5-0.571Ш-0,091X11X3+ +0,0031X31X5;

|}2вТВо = 19,45+3,511X1+0,1$Х2-1,171X3-0,381Х1г+0,011X31X4+0, §21X31X5-

-0,011X41X5; и бетона на щебне из горелых пород:

РЛВ0 = 7,9-в, 11X2+0, НХ4+0,011Х1П2-0,041Х1$ХЗ+0,01 }ХиХ5+й, 011X2$ 1X3+0,011X31X4-0,011X41X5;

К29тво = 23,46-0,851X3-0,14»Х4-0,0ПХ2г+0,021X21X3+0,0НХ21Х5+0,01И31Х4+ +0,011X42-0,011X41X5

Анализ результатов эксперимента показывает, что продолжительность предварительной выдержки бетона на пористых заполнителях из вскрышных пород угледобычи необходимо назначать в строгом соответствии с периодом из раннего структурообразования. Повышение температура изотермического прогрева до В5...93*С повышает прочность бетона на щебне из горелых пород, а увеличение скорости подъема температура снижает прочность бетона в Еозрасте 28 суток. Это объясняется развитием деструктивных процессов, приводящих к интенсивному никротрещинооб-разовани» в зоне контакта цементного камня с заполнителем.

Технология бетона на пористых заполнителях из вскрышных пород угледобычи, зола-унос ТЗС и комплексной алюмосодержащей добавки апробирована и внедрена на предприятиях строительной индустрии Павлодар-Зкибастузского территсрально-производственного комплекса.

Соблюдение технологических параметров обеспечивает получение эффективных бетонов для ограждащих конструкций классов В 3,5...В 12",5 с заданными свойствами, удовлетворяющими требованиям ГОСТ. При этом экономия энергозатрат в пересчете на условное топливо составила 15...18 кг/и3 для керакзитобетонов и 47.,.51 кг/я3 для бетонов на щебне из горелых пород. Экономия цемента 7... 147. для керзязитобетонов и 17.,.337. для бетонов на щебне из горелых пород. Экономия от снижения затрат на сырьевые материала 2-49...9-29 руб/м3.

Экономическая эффективность с учетом уровня действующих цен в расчете на 1 я3 составила 2-69...3-83 руб. для керамзитобетсна и 15-02...27-71 руб. для бетонов на щебне из горелых пород угледобычи. Подтвержденный экономический зффект от внедрения технологии бетсна на пористых заполнителях из вскрышных пород угледобычи составил 488,5 тыс.руб.

Основные выводы

1. Разработаны принципа получения эффективных бетонов на пористых заполнителях из вскрашнах псрод угледобычи, зол-унос ТЗС и комплексной алюмосодержащей добавки на основе установленных зависимостей параметров структурообразования и свойств этих бетонов от структурно-технологических характеристик - объемной концентрации цементного камня, истинного Еодоцементного отношения, доли зола-унос в смеси мелкого заполнителя и режимов тепловлажностной обработки.

2. Предложена технология получения щебня и песка из горелых пород Зкибастузского угольного месторождения пористостью более 30а,

заключающаяся в селективном отборе из отвалов разреза "Северный" горелых пород, поризованных в процессе самообжига, дроблении и фракционировании на существующем дробильно-сортирсвочноп оборудовании, на щебень фракции 5,0...20 ям и горелопороднай песок - 3,14...2,5 мм.

3. Разработана комплексная злэдосодерЕацая добавка на основе алюмосодержащего отхода хьмического производства - ОХй и суперпластификатора С-3 в соотношении 1,27. ОХй + 2,67. С-3, которая позволяет получать бетонные снеси с повышенной удобоукладываемостью и однородностью при сокращенном на 0,5...1,5 ч периоде структурообра-вакия на ранней стадии твердения бетона.

4. Обоснованы оптимальные режимы тепловлажностной обработки бетонов на пористых заполнителях из Ескрышных пород угледобычи с комплексной алвяосодеркацей добавкой, позволяющие повысить прочность до 157, при снижении продолжительности и энергоемкости тепловлажност-ной обработки до 12,57. и 14,62 соответственно.

5. Оптимизированы состава бетонов на пористых заполнителях из вскрышных пород угледобычи, золк-унос ТЗС и комплексной алюмосодержа-щей добавки для ограждающих конструкций на основе математико-статисти-ческой обработки математических моделей степени гидратации цемента в бетоне, общей пористости цементного камня, удобоукладкваемости бетонных смесей, средней плотности, прочности, теплопроводности и стоимости бетонов, описывающие связь этих свойств со структурными характеристиками.

6. Разработана технология бетонов на пористых заполнителях из вскрышных пород угледобычи для огралдарх конструкций, обеспечивающая получение эффективных бетонов с улучшенными показателями прочности -на 15,0...32,72, теплопроводности - на 12,0...26,02, сниженной на 17,0.,.49,02 стоимостью при экономии цемента 22,5,..75,0 кг/и3 и энергии, е пересчете на условное топливо - 15...51 кг/в3 в зависимости от класса бетона.

7. Технология бетона на пористых заполнителях из вскраиных пород угледобычи, зол-унос ТЗС и комплексной алвмосодержа^ей добавки внедрена в- производство на предприятиях строительной индустрии Павло-дар-Зкибастузского территориально-производственного комплекса, что позволило этим предприятиям снизить затраты на сырьевые материалы на

з

2-69...9-29 руб/м, получить экономия цемента - 7,2...33,12 и снизить энергоемкость - на 0,9...39,27. в зависимости от класса бетона Подтвержденный экономический эффект при этом составил 488,5 тис.руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Технические условия "Смеси керамзитозолобетонные": ТУ 67 Кзз.ССР 158-86 /Г.Н.Соболев, Л.Л.Бупага и др./ йинстрой

Каз.ССР.-Павлодар, 1986.-18 с.

2. Соболев Г.П., Еулкга Л./)., Ройзнан И.П. Использование зол от сжигания Зкибастузских углей з производстве бетонов и изделий из них //Науч.-практ.конф. "Молодые ученые области - ускорений научно-технического прогресса и развитию науки".-Павлодар, 1987.-С.8-9.

3. Соболев Г.П., Булыга Л.Л., Рсйзман И.П. Павлодарский керам-зитобетон// Строитель.-1988.-N 1.-С.32.

4. Использование зол-уноса Ермаковской ГРЗС и суперпластификатора С-3 в производстве бетонов /Г.й.Соболев, Л.Л.Булыга и др.// Сер.З. Промышленность сборного железобетона: Зкспресс-информ./БНИИЗСН. -1988.-Вып.3.-С,17-18.

5. Керанзитобетони на основе зола-уноса и добавок/ Л.Л.Алимов, Г.И.Соболев, Л.Л.Булыга и др.// Сер.З.Промышленность сборного железобетона: Экспресс-инфора./ВНИИЗСй.-1983.-Вып.11.-С.8-9.

6. Булыга Л,Л., Пасько fi.11., Кун П.З. Использование горелых пород Зкибастузского угольного месторождения в производстве бетонов// Науч.-практ.конф. "Совершенствование технологических процессов на предприятиях Павлодар-Зкибастузского региона".-Павлодар,1988.-С.31-32.

7. Использование горелых пород Зкибастузского угольного месторождения в производстве бетонов/ Л.й.Алимов, Г.И.Соболев, Л.Л.Булыга др.//Сер.З. Промышленность сборного железобетона: Инфоря. сб./ВНИИЗСН.-193?.-Вип.2.-С.21-23.

8. Рекомендации по определения состава бетснов на заполнителе из горелых пород отвалов Зкибастузского угольного бассейна/ Л.А.Алимов, Л.Л.Бупага, А.П.Капустин и др./ ПО'^кибастузуголь" Нинуг-лепрома СССР.-Павлодар, 193?.-Ь" с.

9. Булыга Л.Л., плодов Л.А. Баженов И.П., Соболев Г.П., Капустин Я.П., Калмыкова П.5. Способ приготовления бетонной смеси.

Положительное решение БНИйГПЗ от 22.02.90 г. по заявке на изобретение N 4601973/31-33/254734.

10. i1.fi.Йлииов, Л.Л.Булыга, К.С.Сакин Использование горелых пород Зкибастузского бассейна в производстве бетонов// Уголь.-1939.-N11.-С. 15-16.

П.Булыга /1.(1., Соболев Г.М., йлииов П.А. Легкие бетоны на пористых заполнителях из отходов угледобычи//Тез. докл. XXII международной конференции молодых ученвх и специалистов в области бетона и железобетона.-Иркутск,1990.-Т.1.-С.25-26.

12. Булага Л.Л., йликов Л.А., Соболев Г.Н. Бетоны на пористых заполнителях из отходов угледобычи/7 Тез.докл.республиканской научно-практической конференции "Научно-технический прогресс в технологии строительных материалов".-й-йта, 1990.-С.10В.

Подписано в печать 19.i2.91 Формат 60x84 1/16 Обьеи 1 уч.-изд.л. Т.160 Заказ 1 Бесплатно

Павлодарский индустриальный институт