БЕТОН ҚАЛДЫҚТАРЫН КЕШЕНДІ ЖОЛМЕН ҚОЛДАНУ АРҚЫЛЫ АЗҚИЫРШЫҚТАСТЫ БЕТОННЫҢ ТИІМДІЛІГІН ЖОҒАРЫЛАТУ
Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті
БЕТОН ҚАЛДЫҚТАРЫН КЕШЕНДІ ЖОЛМЕН ҚОЛДАНУ АРҚЫЛЫ АЗҚИЫРШЫҚТАСТЫ БЕТОННЫҢ
ТИІМДІЛІГІН ЖОҒАРЫЛАТУ
Магистрлік жоба
6М073000 Құрылыс материалдарын, бұйымдарын және құрастырылымдарын өндіру
мамандығы бойынша
(бейінді бағыт)
Астана, 2018ж.
МАЗМҰНЫ
Нормативтік 3
сілтемелер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
... ... ... ... ... ...
Анықтамалар, белгілеулер және қысқартылған
сөздер ... ... ... ... ... ... ... .
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
1 БЕТОН ҚАСИЕТТЕРІ МЕН ҚҰРЫЛЫМДАРЫНЫҢ ҚАЛЫПТАСУЫНДАҒЫ ТОЛТЫРҒЫШТАРДЫҢ
РӨЛІ ... ... ... ... 8
2 ҚАЙТА ӨҢДЕЛГЕН ҚИЫРШЫҚТАСТЫ БЕТОННЫҢ ҚАСИЕТТЕРІН ЗЕРТТЕУ ЖӘНЕ
ТАЛДАУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 24
2.1Қайтаөңделген азқиыршықтасты бетонның негізгі
қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .2 4
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... .
2.2Тәжірибелік 25
2.3зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..26
2.4 ... ... ... ... ... ... ... 30
2.5Құрамдас 31
2.6материалдар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..32
... ... ... ... ... ... ..
Қоспа
пропорциясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ... ...
Жаңа бетонның тестілеу
нәтижелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
..
Қатқан бетонға жүргізілген сынақ
нәтижелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.7Темірбетон арқалықтарын 37
сынау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
...
Бөлім бойынша 39
қорытынды ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ...
3 ҰСАҚТАЛҒАН БЕТОН ҚОСПАЛАРЫНЫҢ ЖӘНЕ БЕТОН ТОЛТЫРҒЫШЫ ҚҰРЫЛЫМДАРЫН
ЗЕРТТЕУ ... ... ... ... ... ... ... ... 41
3.1Қайта өңделген толтырғышты бетонның эксплуатациялық қасиеттерін
жоғарылату мүмкіндігін негіздеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... 41
3.2Азқиыршықтасты бетон қоспалары мен қиыршықтасты бетон қасиеттерін
зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4 3
... ... ... ... ... ... ...
Бөлім бойынша 45
қорытынды ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ...
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .4 7
... ... ... ... ... ... ... ... .. ...
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН 49
ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
.
НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР
Магистрлік жобада келесідей стандарттарға сілтемелер жасалған:
МемСТ 8267-93"Құрылыс жұмыстары үшін жарықшақталған тас және
қиыршықтас. Техникалық жағдай немесе шарт"
МемСТ 8269.0-97 "Құрылыс жұмыстары үшін жарықшақталған тас және
қиыршықтас және өнеркәсіптік өндіріс шығындары. Физико-механикалық сынақ
әдісі"
МемСТ 8269.1-97 "Құрылыс жұмыстары үшін жарықшақталған тас және
қиыршықтас және өнеркәсіптік өндіріс шығындары. Химиялық сараптау әдісі"
МемСТ30108-94 "Құрылыстық бұйымдар мен материалдар. Табиғи
радионуклидтің меншікті тиімді белсеніділігін анықтау"
ҚНжЕ 2.03.01-84"Бетон және темірбетон құрылымдары".
АНЫҚТАМАЛАР, БЕЛГІЛЕУЛЕР ЖӘНЕ ҚЫСҚАРТЫЛҒАН СӨЗДЕР
Магистрлік жобаға сәйкес келесідей анықтамалар, терминдер,
белгілеулер қолданылған:
Азқиыршықтасты бетон – құрамындағы қиыршықтастың жиынтығы аз болып
табылатын бетон.
Қайта өңделген қиыршықтасты бетон – бетон қоспасы құрамындағы
толтырғышы ретінде бетон қалдықтарын қайта өңдеу арқылы алынатын
қиыршықтастан тұратын бетон.
Бетон жылжымалылығы – бетонның белгілі бір пішінге құйғандағы
жайылуы, орын алуы.
Температура-ылғалдылық деформация – құрылыс материалдары мен
бұйымдарының қоршаған ортаның температурасы және ылғалдылығы әсерінен пайда
болатын өзгерістер.
Аязға төзімділігі –бетонның қоршаған ортаның агрессивті
температуралық ауытқуына төтеп беретін қасиеті, ол өз кезегінде бетонның
беріктігіне әсер етеді.
Сызатқа төзімділігі – құрылыс материалдары мен бұйымдарының әр түрлі
механикалық әсерлердің салдарынан жарықшақтар, сызаттарпайда болуына төтеп
беретін қасиеті.
С-3 суперпластификаторы – бетон қоспасының жылжымалылығы мен аққыштық
қасиеттерін жоғарылату үшін қолданылатын синтетикалық полимерлі құрамды
арнайы қоспа.
Жылу-ылғалдылық өңдеу – бетонды тездетіп қатыру үшін оған жылу мен
ылғалды бір уақытта әсер ететіндей етіп беру арқылы өңдеу.
Бетон текшелері – сынақ жүргізуге арнайы жасалған бетондық үлгілер.
Толтырғыш –табиғи немесе жасанды сусымалы тас материалы.
СЦ – бетонның су цемент қатынасы.
УПН-7 қондырғысы – бетонды үгітуге арналған қондырғы.
Толтырғыш фракциялары – бетон құрамына кіретін толтырғыштың өлшемдері
бойынша сұрыпталған түйіршіктері.
КШ – конустың шөгуі.
Бетон беріктігі – бетонның қоршаған ортаның, эксплуатациялық шарттарға
байланысты механикалық, химиялық және т.б. әсерлерге төтеп беру
қабілеттілігінің техникалық сипаттамасы.
Сығылуға беріктігі – бетонды сипаттайтын негізгі көрсеткіші, бұл
арқылы бетон класстары негізделеді.
Серпімділік модулі – қатты денеге күш салғандағы өзгергіштігі, қайта
орнына келгіштік қасиеті.
Толтырғыштың су сіңіргіштігі – толтырғыштың кеуектілік қасиетіне
байланысты су қажеттілігіне орай суды сіңіру қасиеті.
Аққыштығы – тұрақты жүктеме әсерінен бетонның қасиеті.
R0 бетоны – бетон қоспасының құрамындағы толтырғышы 100% табиғи ірі
толтырғыштан тұратын бақылау бетоны.
R50 бетоны – бетон қоспасының құрамындағы толтырғышы 50% негізгі ірі
толтырғышы және 50% қайта өңделген толтырғыштан тұратын бетон.
R100 бетоны – бетон қоспасының құрамындағы толтырғышы 100% қайта
өңделген толтырғыштан тұратын бетон.
КІРІСПЕ
Құрылыс қоқыстары мен қалдықтарының қоршаған ортаға келтіретін
зияндылығы баршамызға мәлім. Кез келген ғимаратты тұрғызу үшін бетонның
қажеттілігі, оның құрамындағы толтырғышты да табиғи жаңа жыныстардан
алынатыны белгілі. Алайда сол табиғи тау жыныстары да шектеулі екенін
ұмытпаған жөн, сол себепті тозығы жеткен ғимараттарды бұзу арқылы алынатын
бетон қалдықтарын қайта өңдеуден өткізудің мәні зор. Бетонға толтырғыш
ретінде бетон қалдықтарынан қайта өңделген қиыршық тасты қолдану
диссертациялық жобаның мәселесінің бірден бір шешімі болып табылады. Қайта
өңделген қиыршықтас бұзылған бетонға екі сатылы үгітуден, іріктеуден және
арматура, ағаш, пластмасса, гипс тәрізді басқа да қалдықтардан тазарту
жасалады. Бұндай бетонды толтырғышты қайта өңделген қиыршықтасты бетон деп
атайды. Жобаның басты мақсатының бірі – қайта өңделген қиыршықтастың
негізгі қасиеттерін құрамындағы қиыршықтас түріне байланысты, яғни қайта
өңделген азқиыршықтасты және табиғи қиыршықтаспен салыстыра отырып анықтау.
Зерттеу тақырыбының өзектілігі.Тиiмдi құрылыс материалдарын пайдалану
шешiмi тұрғын үй құрылысы мәселесімен тығыз байланысқан.Қазіргі таңда
қираған ғимараттар мен тозығы жеткен автожолдар және жаңа инфраструктураның
пайда болуы,сонымен қатар табиғи апаттар салдарынан жер бетінде күніне
бірнеше миллион тонна қалдықтардың пайда болуына әкеледі.Соның ішінде бетон
қалдықтарының үлесі 60-70% құрайды. Бұл қалдық мәселесін шешудің бірден бір
жолы бетон қалдығын қайта өңдеу және бетонға балама құрылыс материалын
өңдеп шығару.Тозығы жеткен ғимараттар мен имараттардың бетон қалдықтарын
бұзуды қолданысқа енгізу ұсақталған бетоннан 25-30% мөлшерде електен
өткізілген қиыршықтасты алумен қамтамасыз етеді. Бетоннан алынған қиыршық
тастың қасиеті мен әртектілігінің ерекшелігі ұсақ толтырғыштары көп
азқиыршықтасты бетонды рационалды қолдану қажеттілігіне шарт қояды.
Азқиыршықтасты бетонның тиімділігін арттыру мәселесінің шешімі
азқиыршықтасты бетон қоспасының құрылымы мен қасиеттеріне байланысты.
Жобаның негізгі мақсаты:Жаппай құрылысқа бетон қалдықтары мен
бұйымдарды өндіру технологиясын кешенді пайдалану негізінде тиімді
азқиыршықтасты бетонды жасап шығару.
Алға қойған мақсатқа жету үшін келесі мәселелерді шешу керек:
- қиыршық тас өндіру кезінде пайда болатын ұсақталған қалдықтар мен
бетоннан алынған қиыршықтасты кешенді жолмен қолдану арқылы
азқиыршықтасты бетонның тиімділігін арттыру мүмкіндігін негіздеу;
- азқиыршықтасты бетон қоспаларының қасиеттерінің өзгеру және
бастапқы құрылымдық түзілу үрдісінің қандай заңдылықтарға
бағынатынын табу;
- негізгі факторларға сүйене отырып азқиыршықтасты бетонның беріктігі
және деформациялық қасиеттері, аязға төзімділігі, сызатқа
төзімділігі заңдылықтарын орнату;
- технологиялық факторлардың азқиыршықтасты бетонның құрылымы мен
қасиеттеріне әсерін табу;
- азқиыршықтасты бетоннан даярланатын бұйымдарды өндірудің
сипаттамаларын жасап шығару.
Жобаның ғылыми жаңалығы-қиыршықтас өндіру кезінде пайда болатын
ұсақталған қалдықтар мен бетоннан алынған қиыршықтасты кешенді жолмен
қолдану арқылы азқиыршықтасты бетонның тиімділігін арттыру мүмкіндігі
негізделді. Қиыршықтас ретінде қолданылатын бетон қалдығының 75%-ы
цементтік тастардан құралған. Ол цементтік тастардың дәндерінің кем-
кетіктерінің саны көп болып келген, егер оның санын азайтатын болса,
контактілік зонасының шамасы да төмендейді, ал оның беріктігі және ірі
кеуектілігі жөнінен нашар болып табылады. Сонымен қатар қиыршық тас ретінде
қолданылатын бетон қалдығының құрамында органикалық минералды қоспалар бар,
ол қоспа жіңішкедисперсті, белсенділігі жоғары полиминералды қоспа болып
табылады. Ол цемент шығынын қысқартуға және бетонның микроқұрылымын
модификациялауға арналған.
0,4-0,6 болып келген құм толтырғыштары бар бірдей жылжитын бетондық
қоспаныңаққыштығын зерттеу барысында мынадай нәтижелерді
көрсетті:толтырғыштары 0,55-0,65құм болып келген болса, аққыштығы төмен
көрсеткішке ие. Егер құрамындағы құмның(г=0.5-0.4) жиынтығын азайтса немесе
көбейтсе(г=0.7), ол құрылымдық аққыштығын жоғарылады.
Толтырғыштар қоспасындағы құмның мөлшерінің азайтылуы құрылымдық
аққыштығының жоғарылауына алып келетіні анықталған. Толтырғыштар
қоспасындағы құмның мөлшерін көбейтсе, толтырғыш қоспасының суммалық
меншікті беті ұлғаяды, соның салдарынан цемент қамырының қоспадағы
толтырғыштарды қаптап алу(сылау) қалыңдығы азаяды. г=0.55-0.65көрсеткіші
азқиыршықтасты бетонның үйлесімді құрамына сәйкес келетін ірі және ұсақ
толтырғыштардың ұтымды қатынасын білдіреді.
Тәжірибені жоспарлаудың математикалық әдісінің негізінде
азқиыршықтасты бетон қоспасының су қажеттілігі мен беріктігінің толтырғыш
қоспасының құрамындағы құмның жылжығыштық көрсеткіштері мен цемент шығынына
байланысты көпфакторлы шаршылы тәуелділіктері алынды.
Азқиыршықтасты бетонның призмалық және текшелік беріктігі, сонымен
қатар Пуассон коэффициенті, серпімділік модулі мен кернеу интенсивтілігі
коэффициенті қарапайым ауыр бетонның нормалық көрсеткіштерімен
салыстырғында, айырмашылығы аз екенін көрсетті.
Құрғақ және суға қаныққан жағдайындағы азқиыршықтасты бетон
үлгілерінің температура-ылғалдылық деформациясының, сонымен қатар аязға
төзімділігінің капиллярлық тесіктердегідей өлшемде байланысы анықталды.
Тәжірибені жоспарлаудың математикалық әдісі көмегімен жылу-ылғалдылық
өңдеу режимі оптимизацияланды. Өңдеу нәтижесінде азқиыршықтасты
бетонныңжылу-ылғалдылық өңдеуден кейін 12 сағатжәне қалыпты жағдайда қату
үшін 27 тәулік өткен соңберіктігінің көпфакторлы тәуелділіктері алынды.
Үгіту уақытына байланысты органикалық минералды қоспалардың меншікті
бетінің мөлшерінің тәуелділігі анықталды.
Рентгенофазалық анализжәне дифференциалды термиялық анализ, электронды
микроскопиялық әдістердің көмегімен үгітілген қалдықтардың механико-
химиялық активациясы оның гидратталған цементті түзілістерімен
әрекеттесуіне жағдай туғызатыны анықталды. Сол арада төменнегізді
силикаттар мен кальцийдің гидрокарбоалюминаттары типті ұсақ кристалды
қосылыстар пайда болады.
Жобаның практикалық маңыздылығы. Үгітілген қалдықтарының негізінде
органикалық минералды қоспалар мен бетоннан алынатын қиыршықтасты қолдану
арқылы эффективті азқиыршықтасты бетонжасап шығару.
С-3 суперпластификаторымен бірге үгіту қалдықтарының механохимиялық
белсенділігін қолдану арқылы минералды қоспаларды өндіру.
15 МПа-дан 25 МПа-га дейінгі беріктікпен және 120 циклге жуық аязға
төзімділікпен қамтамасыз ете алатын азқиыршықтасты бетондар алынды.
Нәтижелерді енгізу. Жасап шығарылған беріктігі 15-25 МПа болатын
азқиыршықтасты бетон бұйымдарын өндіру нұсқаулықтары ең алғашРесейлік
зауыттарда енгізілді.
Жоба жарияланымдары. Диссертациялық жобаның негізгі негізгі ережелері
Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің 2017 жылдың 14
сәуірінде өткен студенттер мен ғалымдардың Ғылым және білім - 2017 атты
XII Xалықаралық ғылыми конференциясында Бетон қалдықтарын кешенді жолмен
қолдану арқылы азқиыршықтасты бетонның тиімділігін жоғарылату атты мақала
талқыланып, баспаға шықты.
Диссертациялық жобаның құрылымы. Магистрлік жоба нормативтік
сілтемелерден, анықтамалардан, кіріспеден, үш тараудан, қорытындыдан және
пайдаланылған әдебиеттер тізімінентұрады. Жұмыстың негізгі көлемі мәтіндік
51 беттен, оның ішінде18 кесте,14 сурет бейнеленген.
1 БЕТОН ҚАСИЕТТЕРІ МЕН ҚҰРЫЛЫМДАРЫНЫҢ ҚАЛЫПТАСУЫНДАҒЫ ТОЛТЫРҒЫШТАРДЫҢ
РӨЛІ
Бетон құрамындағы толтырғыштардың мөлшері 80%-ға дейін және олар
технологиялық және эксплуатациялық қасиеттеріне елеулі ықпал етеді. Сонымен
қатар бетон мен бетон қоспаларының қасиеттеріне толтырғыштардың әсерінің
ерекшеліктерін ескере отырып, толтырғыштарға кешенді талаптар қойылады.
Бетон беріктігі теориясына сәйкес бетонның қирауы сығылу кезінде пайда
болатын көлденең кеңею құбылысымен байланысты. Мұнда үш шекті жағдайға
ажыратылады:
1. Цемент тасыныңжарылуысалдарынанболатынқира у;
2. Цемент тасы мен толтырғыштың арасындағы ілінісуінің нашарлығынан
болатын қирау;
3. Толтырғыш түйіршіктерінің бұзылуы салдарынанболатынқирау.
Беріктігі үлкен дәрежеде толтырғыштың беріктігіне тәуелді болып
келеді, яғни бастапқы тау жынысының беріктігіне байланысты. Алайда, әдеби
мәліметтер анализі бойынша бірдей беріктікті жыныстары бар бетон беріктігі
елеулі айырмашылық көрсетеді.
Цемент тасының толтырғыш бетімен ілінісу күшінің бетонның беріктік
қасиеттеріне әсері және толтырғыш бетінің кедір-бұдырлығының деңгейінің
әсері жайлы көптеген жұмыстар жазылған. Толтырғыш бетінің келесідей
градациялары бар: кедір-бұдырлы, аз кедір-бұдырлы, тегіс, өте тегіс,
жылтыратылған. Бетондағы бұндай толтырғыштарды зерттеу бетонның сынуға
беріктігі толтырғыштың пішіні мен тегістігі өзгерсе, салыстырмалы түрде аз
өзгеретінін көрсетті. Неғұрлым қанағаттанарлық нәтижелер меншікті бет
түсінігін енгізгенде алынды.Толтырғыштың беріктігін анықтауда тастың
механикалық индикаторы құралы және оны анықтау әдісі жасап
шығарылды.Электронды және жарықты микроскопия арқылы тәжірибелік
зерттеулер, сонымен қатар микроқаттылығын өлшеу әдістері цемент тасының
кеуекті толтырғыштарымен ілінісуі өте жақсы болып келетінін көрсетті.[22]
Құрамына байланысты бетонның келесідей макроқұрылымдарына ажыратылады:
тығыз, кеуекті толтырғыштары бар тығыз, қуысты, түйіршікті.
Бетонның физико-механикалық қасиеттеріне цемент тасы мен толтырғыштың
жанасу зонасының мөлшері мен сипаттамасы әсер етеді. мәліметтерге
байланысты жанасу зонасытолтырғыш түріне байланысты әжептәуір өзгере
алады. Мысалы, қалыпты жағдайда қатқан гранитті қиыршықтасты бетонда 30-50
мкм, ал ізбес қиыршықтасты бетонда ол көрсеткіш 40-160 мкм-ге ие. Жылу-
ылғалдылық өңдеу жанасу зонасының 2-3 есе жоғарылауына алып келеді.
Құрамы мен құрылымына байланысты жанасу зонасы қалған цемент тасынан
өзгешеленеді. Жанасу зонасын электронды сканирлейтін микроскоп арқылы
зерттеу үш зонаның болатынын анықтады. Бірінші – қос қабықшалы
толтырғыштың беткі қабатындағы қалыңдығы 1,5 мкм Са(ОН)2 қабатымен жабылған
қабаты және CSH гелі бар өсінді. Екінші зона – қос қабықшалы екінші
қайтара ізбестас қабаты. Бұл зона сулану процесі болғандағы бірнеше
тәулікте пайда болады.
Екінші балқымалы қабат қос қабықшалы қабатты цементтік таспен
жалғайтын өте таза Са(ОН)2 қабатшаларынан тұрады. Үшінші зона екінші
балқымалы қабат пен цементтік тастың беті.Екінші балқымалы қабат цементтік
тас қуыстарынан қос қабықшалы қабатқа қарай өседі.
Байланыс зонасының құрамы химиялық белсенділік толтырғышына тәуелді.
Жұмыста келесі толтырғыштардың беткі қабатында болып жатқан реакциялар
зерттелген: қышқыл (гранит, гранулит, кварц), аралық, негізгі (диабаз,
базальт). Байланыс зонасын зерттеген авторлардың зерттеулері бойынша
тұтқырлық бөлшектері мен толтырғыштың ара-қатынасы микрокристаллданатын
сипатқа ие.Толтырғыш цементтік жүйлелердің құрылымды түзілісіне әсер етеді:
пластикалық қасиеттерін өзгертеді және құрылымның түзілу уақытын кемітеді,
яғни құрылымды түзілу процесіне белсенді қатысады.[12] Бетон қоспасы
қасиеттері реологиялық параметрлермен – шектік кернеу жылжуы мен
пластикалық тұтқырлықпен сипатталады. Тербеліс кезінде шектік кернеу жылжуы
нөлге жақындайды, ал тұтқырлық белгілі ньютондік шектен бұзылған түзілістің
шекті тұтқырлығына дейін төмендейді.
Бетон қоспасының техникалық қасиеттері қаттылық тұтқырлығымен, ал
конустың шөгуі шекті кернеу жылжуымен байланысты. Бетон қоспасы
құрылымының тұтқырлығын бетон қоспасының калибрленген тесік арқылы тербеліс
кезінде шығу қағидасына негізделген құрылғыда анықтауға болады. Бұл әр
түрлі цементтік композициялардың реалогиялық қасиеттерін: цементтік
пасталардың, ерітінділер мен бетон қоспаларын бір құрылғыда зерттеуге
мүмкіндік береді. Ғалымдар ұсақсызаттану процесінің сипаттамалары ретінде
қисық уақытты өзгерісте ультрадыбыстық тербелістердің үлгі арқылы өтетінін
көрсететін бетон сығылысының диаграммасы мен жағдайлық диаграммасы бірлесіп
қарастырылатын кернеудің параметрлік деңгейін қарастыруды
ұсынды.Параметрлік нүктелердің негізгі тәуелділіктері мен басты
факторлардын айырмашылығы белгіленген.Қысқамерзімді өстік статикалық
сығылысу кезінде бетондардың деформациялылық көрсеткіші болып материал
қабілетінің жоғалу кезіне немесе ұсақсызаттануға жету кезінде пайда болатын
бастапқы иілгіштік пен пішіннің өзгеруі табылады.
Сонымен қатар бетонның жұмысы су мен аяздың бірге әрекетінде
толтырғыштың түрі мен сапасы, және СЦ-мен байланысты. Толтырғыштың
мөлшерінің артуынан шекті мәніне дейін бетон аязға төзімділігі шұғыл
артады. Бұл бетонның қирау сипатымен байланысты. Цементті бетондарында
толтырғыш маңызының артуымен сызатқа беріктік артады. Алайда, толтырғыш
мөлшері 0,5-0,6 бетон көлемінің бірлігіне жеткенде бетон аязға төзімділігі
кеми бастайды. Бұл цемент тасы мен толтырғыштың арасында байланыс зонасының
сапасының мағынасының артуымен байланысты.
Бетон аязға төзімділігі қатқылдану шарты мен жеделдеу тәсіліне, және
қолданылатын цемент түріне байланысты болады. Аязға төзімді бетондар үшін
қолданыс кезінде цемент тасының бұзылуына әкелмейтін цементтер таңдалынуы
тиіс. Мысалы, бұл шартқа ұсақ ұнтақталған шлакопортландцементтің құрамында
негізгі түйірленген қождардың жоғары мөлшерде (70%-ға дейін) болуы жауап
береді. Аязға төзімділікті арттыру үшін бетон қоспасының су сұранысын
кемітетін және оның нәтижесінде капиллярлық кеуектілікті азайтатын зат
қолданылады.
Бетон құрылымы түзілуі кезінде толтырғыш қоспаларында құмның болуы,
және капиллярлық кеуектіліктің артуы нәтижесіндегі су сұранысы басты рөл
атқарады.[7]Темірбетонды құрылымның жұмыс жасау сенімділігі микро- және
макро ақау болуымен сипатталатын бетонның сызатқа беріктігімен анықталады.
Кеуектілік бетон құрылымының негізгі ақауы болып табылады, оларды
механикалық жүктеу және қоршаған орта әсері кезіндегідей кернеулерді
шоғырлағыш цемент тасына қосынды ретінде және қарастыруға болады.
Көптеген аймақтардың құрылыс индустриясы ірі толтырғыштарға кенорынның
сарқылуы мен жоқтығының, немесе көліктік тарифердің өспелі құнының әсерінен
туындаған жетіспеушілікке ие. Осыған байланысты ірі табиғи толтырғыштармен
алмастыру нұсқасы қажеттілігі пайда болады. Бетонды қайта пайдалану осындай
нұсқалардың бірі болып табылады.Бетон сүйменінен қиыршықтас алу мақсатында
сапасыз темірбетон және құрылыс объектілері жиынтықтарының жойылуы көбірек
енгізілуіне байланысты оларды орынды пайдалану темірбетон бұйым құрылысы
мен технологиялары сұрағы әлбетте маңыздылыққа ие.Әлемдік практикада
өндірісті ұйымдастыру және қайталама толтырғышты бетоннан шығару үш
тәсілмен жүзеге асырылады:
1. Монтаждау жұмыстары орнынан жасалған бетон сынықтары зауытқа
толтырғыштарды өндіру үшін тасымалданады және нәтижесінде алынған толтырғыш
бетон зауытына жіберіледі (екі көлік операциясы).
2. Бетон сынықтарын жинауға арналған қондырғы тікелей бөлшектеу
жұмыстары учаскесіне орнатылады және нәтижесінде алынған толтырғыш бетон
зауытына немесе құрылыс алаңына (бір көлік операциясына) жіберіледі.
3. Толтырғышты нақты сынудан және оның негізіндегі өндірісінен алу
бөлшектеу жұмыстары (жүк тасымалдау) кезінде ұйымдастырылады.
ТМД елдері тәжірибесінде аумақтықсхеманыңекіншінұсқасыбойынш а бетон
сынықтарынөңдеужәнепайдалану - А циклы (1.1-сурет), ал
екіншіжағынанекіншітолтырғышнегізін енқиыршықтастыжол төсемелеріне
базалардыдайындауүшінқолдану технологиясытаралған(1.2-сурет).
1.1-сурет. Жұмысқа жарамсыз бетон және темірбетон бұйымдарын қолдану
схемасы, А циклы
1.2-сурет. Жұмысқа жарамсыз бетон және темірбетон бұйымдарын қолдану
схемасы, Б циклы
Бес қабатты ғимараттардың бұзылуының ұлғаюына, көпір құрылымдары мен
жол беттерін ауыстыруына байланысты, екінші кезекте металл емес құрылыс
материалдарын алу мақсатында бұзылатын құрылымдардың және құрылымдардың
өңдеу элементтерінің мәселелері өзекті болып табылады.Жұмысқа жарамсыз
темірбетон құрылымы 1.3-суретте бейнеленген. Тәжірибеде көрсеткендей, талап
етілетін сапаның қиыршықтасын алу үшін ғимараттар мен ғимараттардың
техникалық, технологиялық және экологиялық жай-күйін заманауи әдістермен,
соның ішінде бұзбай-ақ, алдын-ала кешенді түрде жүргізу қажет.
1.3 - сурет. Темірбетон қалдықтары
Сұрыптау және сақтау, сондай-ақ тиісті нормативтік құжаттарды заманауи
құрылыс талаптарына сай,құрылыстар мен ғимараттардың сұрыптау
элементтерімен бөлшектелгенде олардың бастапқы дайындығымен кейіннен
өндірістің барлық сатыларындағы бақылау бекеттерінің қатысуымен қиыршықтас
алуға болады.Бетон қайтадан пайдаланудың отандық және шетелдік
тәжірибелерін жалпылау бетон дайындауға арналған толтырғыш ретінде кесілген
бетонды (МемСТ 26633-85) пайдалану мүмкіндігін береді.Сонымен қатар,
Бұрғылау бетон кәсіпорындарын технологиялық жобалау бойынша Бүкілодақтық
стандарттарға нақты қалдықтарды және стандартты емес темірбетонды
пайдалану талаптары енгізілді. Бетон толтырғыштары үшін американдық
стандарттар сипаттамасы бетон толтырғыштарының гидравликалық
байланыстырғышқа ұсақталған бетоннан қиыршықтасты қамтиды. Қазіргі кезде
Жапония мен Нидерланды қиыршықталған бетон толтырғыш үшін стандарттар
енгізді. Жапон стандартына сәйкес, екінші бетон үш санатқа бөлінеді (1.1-
кесте).
I санаты - қарапайым жұқа толтырғыш + қайталама ірі толтырғыш;
II санат - қарапайым және қайталама жұқа толтырғыштар + қайталама
ірітолтырғыш;
ІІІ санат - екінші үлкен және шағын толтырғыштар.
1.1-кесте
Қосалқы бетонды қолдану
Қайта Қолдану аймағы Максималды сығылуға
өңделетін беріктігі, МПа
бетон типі
Жобалық нақты
(стандартты)
I Азқабатты, көпқабатты ғимараттардың, 18 30
қоймалық, өндірістік және т.б.
ғимараттардың іргетастары.
II Гараждардың, жеңіл қоймаға арналған 15 27
ғимараттардың және т.б. іргетастары, бетон
блоктары.
III Ағаш құрылымды қақпалардың, қоршамалардың 12 24
және машина және механизмдердің астына
орнататын, т.б. жеңіл іргетастары.
Жинақталған отандық және шетелдік тәжірибені талдау негізінде,
бетондарды қайта өңдеуден кейін алынған қайталама қиыршықтас кірме жолдар
мен төмен кернеулі жолдар, қоймаларға, өндірістік нысандарға және кішігірім
механизмдерге және іргетасқа негіздер салу үшін қолдануға қорытынды жасалды
(1.4-сурет).Ұнтақталған бетонды пайдалану тәжірибесінде маңызды емес
өнімнің жойылғаннан кейін алынған материалдың бөлшек құрамы маңызды
мағынаға ие. Міндеті - қалың толтырғыштың көлеміне сәйкес келетін
фракцияның мазмұнын анықтау. Бұл бөлудің қажеттілігі біздің елімізде де,
шетелде де алынған эксперименттік деректерді талдау қиыршықтарды бетон
ретінде пайдалану арқылы алынған бетондардың барлық сипаттамаларының
нашарлауын көрсетті.
1.4-сурет. Бастапқы және екінші үгітуден алынған екінші материалды бетондық
төсемше ретінде қолдану
Жұмыста УПН-7 қондырғысы арқылы 20 МПа беріктікті ауыр бетон
өнімдерін жою, яғни үгіту кезінде алынған ұсақталған бетонның зерттеу
нәтижелері келтірілген. Алғашқы бетонның тозған өнімдерінің құрамы:
a) Ішкі қабырға панелі 5В 16-2: портландцемент M400 – 330кг; құм –
795кг, Mkr = 2; 5-20мм-1084кг қиыршықтастары; су 192 л; Na2S04-1%;
б) ЭБ-12 электрлік тақтасы: M400-270кг тіршілік қауымдастығы
портландцементі; Астана карьерінің құмы, Mkr = 2-737кг; 5-20мм-1192кг
фракциясының қиыршықтастары; су 182 л ; Na2S04-l%.
Сызбаның табиғаты қиыршықталған бетонның ірі толтырғыш ретінде қолдану
қосымша фракциясыз мүмкін еместігін көрсетеді. Осылайша, мысалы, 540 мм
үлкен толтырғыш кеңінен қолданылатын фракциялар ауқымында, УПН-7 аппараты
өңделген материалдың 60%-нан азы материалға түседі.40 тұтқасының қалған
бөлігі шамамен 25% құрайды және одан әрі өңдеу үшін қолдануға кеңес
беріледі. Ал қалған 40 елекшесі шамамен 25% құрайды және одан әрі өңдеу
үшін ары қарай мақсатты түрде қолдануға кеңес беріледі. Бетондағы ерітінді
компоненттерінің бөлшектерін қамтитын және тиісінше гидратизацияланбаған
клинкерлі астықтың жоғары концентрациясы бар 5 мм-ден (20%) кем ұсақталған
бетонның фракциялары қайталама байланыстырғышты өндіру кезінде сәтті
қолданылуы мүмкін.
5-10 және 10-20 мм фракциясының қатынасы шамамен 1: 2 құрайды, бұл
МемСТ 10260-82 сәйкес аралас фракцияның 5-20 мм ұсақталған тасын
бөлшектеуге сипатталған. Осылайша, 5-20 мм фракцияның жалпы салмағының
бөлінуі жағдайында оны алдын ала темірбетон өнімдерін өндіруде тікелей
қолдануға болады. Ұсақталған бетон толтырғышының табиғи тас материалы
толтырғышынан негізгі айырмашылығы - бастапқы ұсақталған тастың дәндеріне
бекітілген ерітінді. Осы компоненттің сандық құрамының бетон сынықтары
бойынша қиыршықтастың әртүрлі фракцияларындағы мәселесі осы жиынтықтың
бетон қоспаларында және тұтастай қатты бетондағы мінез-құлқын болжау үшін
маңызды.[8]
Ұнтақталған бетонның әртүрлі фракцияларындағы дәндердегі құрамдас
бөліктерді анықтау үшін эксперимент жүргізу кезінде, айырмашылығы бар
цементті анықтайтын бетонды әр түрлілігі бойынша сандық талдау (елеу әдісі)
қолданылған. Белгілі бір фракциялардың ұсақталған бетондары бар сынама 3
сағ ішінде 600°C дейін күйдірілді. Содан кейін, механикалық бұзылу кезінде
түпнұсқа ірі толтырғыштың түйіршіктерін бөледі. Алынған құрғақ қоспаны
ерітінді бөліктен бастақы ірі толтырғышты бөліп алу үшін 5 мм саңылаулы
електен өткізеді. Електен қалдығын өлшеп, ірі толтырғыш массасын алады. Ірі
толтырғышты мұқият зерделеп, сол кезде байқалған ерітінділердің жабысқақ
бөліктері шпатель көмегімен қолмен мұқият тазаланады. Електен өтетін
материалдың массасы және оған бекітілген ерітінді бөлшегі бетонның ерітінді
бөлігі болды. Майсыз цемент тасынан құмды кіші толтырғыш бөлшектерін бөлуді
жақсарту үшін ерітінді компоненті азотқышқыл аммоний (NH4NO3) ерітіндісімен
өңделген.Пайдаланылған ерітіндіні ағызу цементтің немесе құмның ұсақ
бөлшектерін сақтай алатын сүзгі арқылы жүзеге асырылды. Қарапайым
карбонаттың жеке құм бөлшектерін NH4NO3 қайнату кезінде ери алады, алайда
тәжірибесінде бұған массадағы жоғалту NH4NO3 ерітіндісінде таза құмды өңдеу
арқылы анықталып зерттеледі. Содан кейін алынған материал 0,14 мм торлы
тормен қапталған, оның қалдықтары кіші толтырғыш. Цементтің жалпы мазмұнын
бетон үлгінің жалпы массасынан ірі және кіші толтырғыштың қосындысынан
алынып, яғни жоғарыда көрсетілгендей, фракциядағы құмның қалыңдығы 0,14 мм-
нен кем ескерілгенде барлық тұтқалардың қалдықтарының сомасы анықталады.
Талдау нәтижелері 1.2, 1.3-кестелерінде келтірілген.
1.2-кесте
Ұнтақталған бетон компоненттерін анықтауға арналған бастапқы деректер
Үлгі массалары, г Үгітілген бетоннан алынған қиыршықтас
фракциясы
5-10 10-20 20-40
Езгеннен кейін қалғаны 270 250 261
Ірі толтырғышы(бастапқы 66 120 120
бетонның)
Бетонда ерітіндісі бөлігі 204 130 141
Електе қалғаны 0.14 мм 122 73 85
Кестеден көріп отырғанымыздай, 1.3-кестеде, 10-20мм және 20-40мм
фракциясының ұсақталған бетоннан қиыршықтастағы ерітінді құрамының мазмұны
бірдей және бастапқы бетондағы оның санына сәйкес келеді. Ұнтақталған
бетонның жұқа фракциясында 5-10 ммерітіндінің үлесі артып, 75%-ға жетеді.
Тұтастай алғанда, ұсақталған бетоннан ұсақталған тас бастапқы табиғи тас
материалының дәндеріндегі ерітінді компонентінің едәуір мөлшерін қамтиды,
бұл бетонның сынықтары жиынтығында бетонның операциялық көрсеткіштерінің
көпшілігінің төмендеуіне әкеледі.Сонымен қатар, мұндай қоқыс құрылымы
құрамында қиыршықтың бастапқы ерітінділері мен ерітінділер арасындағы
байланыс аймағы, күші әлсіз және бетон құрылымындағы жоғары кеуекті
байланыс болады.
1.3-кесте
Металды бетоннан қиыршықтасқа шикізаттың мөлшері,%
Қиыршықтас Цемент Құм Қиыршықтас
фракциясы, мм
5-10 23.8 51.9 24.3
10-20 18.8 33.2 48
20-40 16.9 36.9 46.2
Қайталама толтырғыштар сапасы бөлшек пішіні бойынша түпнұсқадан
сапасыз. Оларда сондай-ақ төмен тығыздық, бірлік көлеміне массасы және
тығыз денеде көлем пайызы, судың жоғары сіңірілуі, ауа райы қарсыласу
сынағындағы салмақ жоғалуы және тозу жоғалуы белгіленеді. Барлық осы
өзгерістер цемент бетоннан қиыршықтастағы ерітіндінің құрамдас бөлігі
болуымен байланысты. Көптеген деректер бойынша, қайталама ірітолтырғыштағы
ерітінді мөлшері 36-39% жетеді және бастапқы бетонның СЦ қатынасына қарай
бұл мән аздап азаяды.Екінші ұсақ қиыршықтастың жұқа фракциялары бойынша
бетонның ерітінді компоненті үлкенірек болып қалады. Бөлшектер 0,3 мм-ге
дейін ерітіндінің құрамдас бөлігі шамамен 50% -ға дейін жетеді, ал
екіншілік ірітолтырғыштарда бұл көрсеткіш 20-25% құрайды.Бетон қоспасының
компоненттерін белсендіру бетонның негізгі техникалық қасиеттерін
айтарлықтай жақсартуға мүмкіндік береді.Жиынтық белсендірудің әсері
ұсақталған тастардың әлсіз дәндерінің жойылуы немесе цемент тасының
қалдықтарын жою, жаңа пісірілген чиптердің пайда болуы бұл байланыс
аймағының сапасын жақсарту арқылы бетонның техникалық сипаттамаларын
арттыруға әкеледі. Құрамы зерттелді, онда табиғи және қайталама қиыршықтас
үлкен толтырғыш ретінде пайдаланылды, ал ұсақ ретінде кварц құмы және
ұсақталған бетонның жұқа фракциясы қолданылды. Сынақтардың нәтижелері
бойынша СЦ= 0,4 құрамы бар ұсақталған бетондарды қолдану гранитті
қиыршықтасқа екінші бетондардың беріктігін 30% -ға, қышқыл қиыршықтасқа 35%
-ға дейін, 28% кварц құмымен біріктірілген бірдей толтырғыштардағы
бетондардың беріктігіне қарағанда ауыр бетонға дейін төмендетуге мүмкіндік
береді.СЦ қоспаларды енгізу және басқа да технологиялық әдістерді қолдану
арқылы қайталама бетонның беріктігіне зиян әсерін азайтуға болады, алайда
цемент тұтынудың өсуі және шөгуінің деформациясының өсуін ескере отырып,
екінші бетон өндірісінде ұсақталған бетонның ұсақ фракциясын қолдануды
ұсынуға болмайды. Баранов А.Т. және Митюшина В.В. айтуынша, ұсақталған
бетонның жұқа үлесі (5мм-нен кем), арнайы және бетіне 250-500 гм болатын,
цемент пен әктің орнына байланыстырғыштың құрамдас бөлігі ретінде
автоклавтық беріктендіру силикат материалдарының технологиясында қолданылуы
мүмкін. Бұл жағдайда ұсақталған бетон кальций гидросиликаттарының
қалыптасуын жеделдете отырып, цементтейтін материалдардың жалпы мөлшерін
көбейтіп, әрі қарайғы кристаллдану процестерін күшейтетін күрделі қоспа
ретінде қарастырылуы керек. Силикат массасына осы комплекстік қоспаның 10%
-на дейін енгізу гидротермиялық беріктендіру кезеңін 2-4 сағатқа қысқартып,
өндірілген бұйымдардың құрылысы мен техникалық қасиеттерін сақтай отырып
немесе қабылданған өңдеу режимдері бойынша беріктігін 2-2,5 есе арттыруға
мүмкіндік береді. Ұнтақталған бетонның қалдықтарын пайдаланып силикат
массасын таңдау кезінде материалдың оңтайлы кристалдану құрылымын алу үшін
қолданылатын толтырғыш құмының өлшемінің модулін ескеру қажет. Атап
айтқанда, ұсақ түйіршікті құмдарды қолдану қоспаның құрамын 15-25% -ға
арттыруды талап етеді.
Бетонның ұсақ түйірлерін пайдалану өнімнің сапасын төмендетусіз,
байланыстырушы материалдардың (цемент, әк) 60% -ға дейін үнемделуін
қамтамасыз етеді. Ұнтақталған бетон қалдықтары автоклав силикатының барлық
түрлерін (тығыз және жасушалық силикат-бетон, силикат кірпіш), брендтерге
шектеусіз өндіруге мүмкіндік береді.Бетонның беріктігінеекінші СЦ шынайы
бетон қоспасы бірдейбастапқы су-цемент қатынасында қиыршық бетоннан
қиыршықтасты су арқылы сіңіруі айтарлықтай әсер етеді. Осылайша, табиғи ірі
толтырғышты ұсақталған бетонды қиыршықтасқа және бастапқы СЦ деңгейін
азайтқанда, қайталама бетонның беріктігі қатты қаттырақ бетон қоспасын алу
және СЦ көрсеткішін төмендету нәтижесінде табиғи құрамы ұқсас құрамдағы
бетонның беріктігіне қарағанда 5-14% жоғары болады.Екінші ұсақ толтырғышқа
бетон қоспасының қажетті жұмыс істеуін қамтамасыз ету, әдетте, судың6-8%
ұлғаюын талап етеді, бұл өз кезегінде қол жеткізілетін қысу беріктігін
азайтады.Сонымен қатар, біз тағы бір теріс құбылыспен, яғни алғашқы 10 мин
ішінде бетон қоспасының қозғалғыштығын қарқынды төмендетуге тура келді.
Араластырудан кейін, табиғи қоспаның қоспасынан ұтқырлық жоғалту
жылдамдығындағы айырмашылық 3-6 см болды.Тегістелген бетоннан қиыршықтасқа
қажетті қоспаның қажетті қозғалғыштығын алу үшін дәстүрлі технологиялық
дәйекті, яғни араластырушы сумен, пластифицирленген қоспаларды енгізу
отандық және шетелдік тәжірибеде жүргізілді.Сонымен қатар пластифицирленген
қоспаларды пайдалану тиімділігі табиғи толтырғышты бетонға қарағанда
айтарлықтай төмен болды.Араластырушы су бетон араластырғышқа 2 сатыда
беріледі. Алдымен ұсақталған тас қиыршық бетоннан қажетті судың 50% -на
дейін, одан кейін цемент + құм және қалған суда ерітілген пластификатордың
ұсынылған дозасымен ұсынылады.Бұл әдіс тиімділігі келесі мысалда анықталуы
мүмкін. С-3 суперпластификаторы араластырушы сумен бірге енгізілгенде, 15
және 30 минуттан кейін бетон қоспасының бастапқы жылжымалылығы (КШ = 12 см)
4 және 1,5 см-ге төмендеген. Екінші сатыдағы бетон қоспасын ұсақталған
бетоннан қиыршықтас араластыруға арналған С-3 мөлшері бастапқы
қозғалғыштығын 18 см-ге дейін көтеріп қана қоймай, сонымен қатар 60
минуттан кейін жоғары жұмыс қабілеттілігін (КШ = 10 см) сақтауға
араластырғаннан кейін мүмкіндік береді. Сонымен қатар А.Д. Бак сынық
бетонның бастапқы күшінен жоғары қайталама күшке қол жеткізу мүмкіндігін
дәлелдеді. Ол үшін сусыздандыруға арналған қоспаларды қолдану және
цементжиынтығын арттыру ұсынылады. Т.Хансен мен Х.Наруд екінші бетонның
сығылуға беріктігі негізінен бастапқы өзіндік ерекшелігімен бетонның су-
цемент қатынасына байланысты екендігіне қорытынды жасады. Осылайша, егер
бастапқы бетонның сулы цементтің қатынасы қайталама бетоннан бірдей немесе
аз болса, жаңадан дайындалған бетондардың беріктіктері бастапқы мәндерінен
бірдей немесе жоғары болады. Жапон зерттеушісі М. Хисакидің айтуынша,
қайталама бетонның қысуға беріктігі, оның құрамында 30% шөгінділердің
қайталама толтырғышы ауыстырылған, табиғи толтырғыштармен ғана жасалған
бетонның беріктігінен ерекшеленбейді.Жапондық құрылыс және қоғам
мердігерлерінің тәжірибесіне сәйкес, 50% табиғи қиыршықтасты қайталама
толтырғышқа ауыстыру қайталама бетонның беріктігінің күрт төмендеуіне
әкеледі. АҚШ-та жүргізілген зерттеулердің нәтижесінде, екінші толтырғыштағы
бетонның беріктігі табиғи толтырғыштарда бетонға қарағанда 20% төмен
екендігі анықталды. Бұл цемент жиынтығын ұлғайту арқылы ұсақталған бетоннан
қиыршықтасқа бетонның беріктігін арттыру мүмкіндігін куәландырады. Цемент
тұтынудың 10%-ға ұлғаюымен бірге, қайта өңделген бетон өндірісі табиғи
толтырғыштардағы бетоннан екі есе арзанырақ.
Қысқа мерзімді жүктеме кезінде бетонның ең маңызды сиықсыздану
сипаттамасы бетонның қысу үшін беріктігі, үлкен толтырғыштардың икемділігі
және бетондағы цемент тасының мазмұны бойынша серпімділік модулі болып
табылады. Б.А.Крылов және О.А.Липеев өткізген екінші беткейлердегі
бетондардың серпімділік модулін зерттеу нәтижелері бойынша қайталама
толтырғыштың бетондағы мазмұнының икемділігі төменгі модуляциясымен
салыстырғанда табиғи тас материалына қарағанда (орта таптың болуына
байланысты, толтырғыштың адгезиялық ерітінді компоненті), бетонның
серпімділік модулі азаяды. Граниттік қиыршықтас бетонмен қаптау кезінде
алынған қайталама толтырғыштарға арналған бетондар СЦ 0.4 және 0.55
кезінде сәйкесінше 6 және 9% серпімділік модулін төмендеуімен сипатталады.
Серпімділік модулінің ең үлкен төмендеуі әктас қиыршықтасқа арналған екінші
бетондарда байқалады. Осылайша, СЦ=0.4 кезінде ерітінді компонентінің
беріктігі қайталама толтырғыштың беріктігінен асып кетеді және оның
астықтары бұзылады, ал екінші бетонның серпімділік модулінің төмендеуі 20%
құрайды. СЦ екінші бетон әктас қалдықтарында серпімділік модулінде 0,4
және 0,55 төмендеген кезде тиісінше 20% және 32% құрайды.Қосалқы бетонның
СЦ мәндерінің бірдей көлемдерінде табиғи және жасанды шөгінділердің
толтырғыштарының қоспасын пайдалану серпімділік модулінің азаюын
айтарлықтай шектемейді. Сонымен қатар ұсақталған бетоннан жасалған
қайталама бетондарды өндіруде қолданусерпімділік модулінің 9-16% -ға
қосымша төмендеуіне әкеледі. Бетонды қиыршықтан жасалған толтырғыштардағы
шөгуді деформациялар табиғи толтырғыштардағы бетоннан асып түседі. Мұнда
қайталама толтырғыштардың икемділігі азайтылған модулінің әсері және екінші
бетіндегі ерітінді құрамының мазмұнын жоғарылату әсері анық.
Жұмыста көрсетілгендей, бетонның кварцтық құмға шөгілуі және
ұнтақталған бетоннан жасалған үлкен толтырғыштар табиғи толтырғыштардағы
бетоннан 14-28% жоғары. Сонымен қатар, үлкен мағынаға әкті толтырғыштың
ашуы, ал гранитті кем мағынаға ие.Ұсақталған бетоннан жасалған шағын және
ірі толтырғыштардың бетондарын дайындауда қолданылуы қайталама бетонның
шөгуінің деформациясын табиғи толтырғыштардағы бетонмен салыстырғанда 1,6-
1,8 есе арттырады.Жапон ғалымы Дж.Касайдың айтуынша, қайталама күрделі
толтырғыштарға арналған бетондар серпімділік модулін табиғи
толтырғыштардағы бетоннан 10-20% төмен, барлық басқа шарттарға тең.
Ұнтақталған бетоннан жұқа және қалың толтырғышты пайдалану серпімділік
модулін 30-40%-ға төмендетеді. Қосалқы бөлшектердің толықтырылуымен
әдеттегі қайталама жұқа толтырғышты 50% -ға ауыстыру қосымша беттің
серпімділік модулін 20-30% -ға азайтады.Екінші толтырғыштарға арналған
бетондардың серпімділік модулінің едәуір төмендеуі Ч.Ф. Хендрикс, С.
Френдистоу, Яннас және басқаларының жұмыстарында да көрсетілген.Сонымен
қатар, Нидерландыда, Германияда және Данияда жүргізілген зерттеулердің
нәтижелері бойынша екінші бет толтырғыштарына бетондардың шөгуінің
жоғарылауы байқалды.
Темірдің бетонға төзімділігін сынап, қиыршық бетоннан үлкен және
толтырғышта сынап көргенде, 200 циклі тұрақты мұздату мен ерітуге төтеп
бере отырып, бетон үлгілерінде сәтсіздік белгілері байқады. Сонымен қатар,
гранит қиыршықтасқа және қоқыс тастарға арналған қайталама ірі толтырғыштар
- ұсақталған бетон түрлеріндегі айырмашылық аязға төзімділікке әсерін
тигізбеді.
Бетон дайындау кезінде қайталама майда толтырғыштарды пайдалану аязға
төзімділік индекстерінің белгілі бір төмендеуіне әкелді. Алайда, қайталама
бетондардың барлық сыналған құрамы кем дегенде 200-ге дейін аязға төзімді
болды.Шетелдік ғалымдардың зерттеуінше бетонның аязға төзімділігі қайталама
толтырғышта қарама-қайшы. П.Никсонның жұмысында бетоннан толтырғыштарға
аязға төзімділігі табиғи толтырғыштардағы формулалардың аязға төзімділігіне
ұқсас екендігін көрсетіледі. Қиыршықтас қатты толтырғыштағы бастапқы бетон
қатты қиыршықтас бетонға қарағанда, ауыспалы мұздату мен ерітуге
айтарлықтай жақсырақ ие болады. Маңызды міндеттердің бірі - қайта пайдалану
үшін жарамды болатын бетоннан келешектік өнімдер алу. Бетонды қайта
өңдеуден алынатын қиыршықтасты пайдалану үшін ұсынылатын негізгі бағыттары:
- жол жамылғылары құрылымдарында (жабындылар, негіздер астындағы
қабаттар), бетонды және монолитті бетондар үшін, беткейлерде, ішінара, бау-
бақша және саябақ жолдарында және т.б. үшін толтырғыш ретінде;
- бетонға арналған әртүрлі нысандар мен мақсаттарға толтырғыш ретінде;
- азаматтық және өнеркәсіптік құрылыстың түрлі салаларында қазбалар
түрінде толтыру үшін;
- қиыршықтасты шығарған кездегі құрылыс алаңдарын жоспарлау және
реттелмеген дән құрамы мен сапасының қиыршықтас-құм қоспасын жайластыру
үшін.
Темірбетоннан және бетоннан қоқысты пайдалану тәжірибесін зерделеу
жолдардың көп бөлігі бүгінгі күні жол құрылысында қолданылғанын көрсетті.
Жол құрылысында бетонды қайталап пайдалану есебінен металл емес құрылыс
материалдарының экономикасы 30% -ға жетті, көлік шығындары 70% -ға
азайды.Бастапқыда өңдеуші кешендер жолдарды дайындау, ландшафт құрылысы,
жаяу жүргіншілер жолдарын, саябақтардағы серуендеу алаңдарын, өзендер,
арналар мен жолдар бойындағы беткейлерді салу үшін қайталанған қиыршықтасты
қолданды.Дегенмен, осы материалдарды пайдалану тәжірибесі ерітінді
бөлігінің клинкерлік қорының резервтерін көрсетті, бұл қиыршықтастардың
негіздері мен төмен вольтты жолдарды салу үшін қиыршықтасты пайдалануға
мүмкіндік берді. Бетонның үлкен және ұсақ фракциясы, сондай-ақ қиыршықтас
қоспасы табиғи толтырғыштардың, кейде жүдеу деп аталатын қатты бетон
қоспаларының орнына пайдаланылады. битумды асфальтбетон зауыттарында
үнемдеу мақсатында асфальтбетонды дайындағанда толтырғыш ретінде ұсақталған
бетонның жұқа фракциялары - 5-10 мм және 0-5 мм қолданылады.
Бүгінгі күні өндірісте ұсақталған бетоннан қиыршықтасты пайдалануға
тыйым салынады:
- алдын-ала кернелген құрылымдар мен өнімдер үшін;
- бірнеше рет қайталанатын жүктемелерге қарсы тұруға арналған
темірбетон элементтеріне;
- бетон ұзаққа созылған (12 м-ден астам) немқұрамды емес және нашар
күшейтілген, сондай-ақ желінушілік жоғары талап етілетін монолитті
құрылымдарға ұсынылмайды. Сонымен қатар, осындай материалдарға қойылатын
талаптар төмен және жылжымалы жылжымалы қондырғылар, фракцияланбаған
материал немесе күйдіргіш құмды өндіру жеңіл орындалады. Сонымен қатар,
қиыршық бетонды өндіру нарығын кеңейту үшін негізгі көрсеткіштерге сәйкес
бетонға арналған минералды толтырғыштарға қолданыстағы МемСТ стандарттарына
сәйкес келетін фракциялық қиыршықтасты шығаруды қамтамасыз ету үшін қосымша
жабдықтар қажет.
Бетоннан алынған қиыршықтастың қасиеттерін талдау көрсеткендей,
қосалқы толтырғыштар бөлшектердің пішіні бойынша түпнұсқаға қарағанда
сапасы жағынан төмен. Олар сондай-ақ бірлік көлеміне массасы және тығыз
денеде көлем пайызы, судың жоғары сіңірілуі, ауа райы қарсыласу сынағындағы
салмақ жоғалуы және тозу, ұсақтауынан жоғалуына байланысты төмен тығыздық
байқалады. Барлық осы өзгерістер бетон қиыршықтастарында ерітінді
компонентінің болуымен байланысты. Қиыршықтасты бетондардың сапасын және
сенімділігін жақсартуға, ұсақ түйіршікті бетон деп аталатын қалың
толтырғыштың төмен құрамымен бетондарды пайдалану арқылы қол жеткізуге
болады.Дегенмен қиыршықтастың құрамының төмендеуі құрамында құмның артуына
байланысты бетон қоспасының су сұранысын арттырады. Осылайша,
азқиыршықтасты бетонды қасиеттерінің қалың толтырғыштың мазмұнына
тәуелділігі сызықты болуы керек. Ю.М. Баженов азқиыршықтасты бетонды екі
жағдайда қолдануды ұсынады:
- темірбетон құрылымдарында қымбат импортталған қиыршықтасты пайдалану
қажеттігінде;
- оның қасиеттерін жақсарту үшін (серпімділік модулін жоғарылату, шөгу
мен сіңіруді азайту) қиыршықтасты ұсақ түйіршікті бетонға енгізу.
Алайда, шағын бетонды бетон қоспаларының суға деген сұранысын арттыру
цемент тұтынудың өсуіне алып келеді, бұл дәстүрлі бетонмен салыстырғанда
азқиыршықтасты бетон кеңінен қолдануға кедергі келтіреді.Белсенді минералды
қоспаларды беттік-активті заттарды қолдану кезінде цемент тұтынудың
төмендеуіне әкелетіні белгілі.
Сонымен қатар, құмның гранулометриялық құрамы азқиыршықтасты бетонды
физико-механикалық қасиеттерінің өсуімен айтарлықтай әсер етеді.Толтырылған
цемент жүйелеріндегі байланыстардың өзара әрекеттесу механизмдерін
талдауға, байланыстыруды күшейту және құрылымды қалыптастыратын рөлді
күшейту мақсатында толтырғыштарды активтендіру жолдарын айқындауға
мүмкіндік береді.Жаңа жердегі ылғалдылық буларын және көмірқышқыл газын
абсорбциялаудан және молекулалық қалпына келмейтін күштердің қанығуымен
толтырғыш бетінің қартаюына ғана емес, сонымен қатар сенімді адгезиялық
байланыстардың қалыптасуына қосымша кедергі болып табылады.Осыған
байланысты, толтырғыштардың механикалық-химиялық белсендірілуі олардың
түйірлерін құрылымдаған байланыстырғыштың бастапқы байланыстық қабатын
тегістеу процесінде тікелей жасағанда тиімді. Минералды ұнтақтарды
активтендірудің оң тәжірибесі асфальт бетондар технологиясында жинақталған.
Полимерлі композиттердің беріктігінің өсуіне полимер толтырғышының бетіне
механикалық өңдеу арқылы, сондай-ақ, желім мен ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті
БЕТОН ҚАЛДЫҚТАРЫН КЕШЕНДІ ЖОЛМЕН ҚОЛДАНУ АРҚЫЛЫ АЗҚИЫРШЫҚТАСТЫ БЕТОННЫҢ
ТИІМДІЛІГІН ЖОҒАРЫЛАТУ
Магистрлік жоба
6М073000 Құрылыс материалдарын, бұйымдарын және құрастырылымдарын өндіру
мамандығы бойынша
(бейінді бағыт)
Астана, 2018ж.
МАЗМҰНЫ
Нормативтік 3
сілтемелер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
... ... ... ... ... ...
Анықтамалар, белгілеулер және қысқартылған
сөздер ... ... ... ... ... ... ... .
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
1 БЕТОН ҚАСИЕТТЕРІ МЕН ҚҰРЫЛЫМДАРЫНЫҢ ҚАЛЫПТАСУЫНДАҒЫ ТОЛТЫРҒЫШТАРДЫҢ
РӨЛІ ... ... ... ... 8
2 ҚАЙТА ӨҢДЕЛГЕН ҚИЫРШЫҚТАСТЫ БЕТОННЫҢ ҚАСИЕТТЕРІН ЗЕРТТЕУ ЖӘНЕ
ТАЛДАУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 24
2.1Қайтаөңделген азқиыршықтасты бетонның негізгі
қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .2 4
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... .
2.2Тәжірибелік 25
2.3зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..26
2.4 ... ... ... ... ... ... ... 30
2.5Құрамдас 31
2.6материалдар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..32
... ... ... ... ... ... ..
Қоспа
пропорциясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ... ...
Жаңа бетонның тестілеу
нәтижелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
..
Қатқан бетонға жүргізілген сынақ
нәтижелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.7Темірбетон арқалықтарын 37
сынау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
...
Бөлім бойынша 39
қорытынды ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ...
3 ҰСАҚТАЛҒАН БЕТОН ҚОСПАЛАРЫНЫҢ ЖӘНЕ БЕТОН ТОЛТЫРҒЫШЫ ҚҰРЫЛЫМДАРЫН
ЗЕРТТЕУ ... ... ... ... ... ... ... ... 41
3.1Қайта өңделген толтырғышты бетонның эксплуатациялық қасиеттерін
жоғарылату мүмкіндігін негіздеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... 41
3.2Азқиыршықтасты бетон қоспалары мен қиыршықтасты бетон қасиеттерін
зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4 3
... ... ... ... ... ... ...
Бөлім бойынша 45
қорытынды ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ...
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .4 7
... ... ... ... ... ... ... ... .. ...
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН 49
ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
.
НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР
Магистрлік жобада келесідей стандарттарға сілтемелер жасалған:
МемСТ 8267-93"Құрылыс жұмыстары үшін жарықшақталған тас және
қиыршықтас. Техникалық жағдай немесе шарт"
МемСТ 8269.0-97 "Құрылыс жұмыстары үшін жарықшақталған тас және
қиыршықтас және өнеркәсіптік өндіріс шығындары. Физико-механикалық сынақ
әдісі"
МемСТ 8269.1-97 "Құрылыс жұмыстары үшін жарықшақталған тас және
қиыршықтас және өнеркәсіптік өндіріс шығындары. Химиялық сараптау әдісі"
МемСТ30108-94 "Құрылыстық бұйымдар мен материалдар. Табиғи
радионуклидтің меншікті тиімді белсеніділігін анықтау"
ҚНжЕ 2.03.01-84"Бетон және темірбетон құрылымдары".
АНЫҚТАМАЛАР, БЕЛГІЛЕУЛЕР ЖӘНЕ ҚЫСҚАРТЫЛҒАН СӨЗДЕР
Магистрлік жобаға сәйкес келесідей анықтамалар, терминдер,
белгілеулер қолданылған:
Азқиыршықтасты бетон – құрамындағы қиыршықтастың жиынтығы аз болып
табылатын бетон.
Қайта өңделген қиыршықтасты бетон – бетон қоспасы құрамындағы
толтырғышы ретінде бетон қалдықтарын қайта өңдеу арқылы алынатын
қиыршықтастан тұратын бетон.
Бетон жылжымалылығы – бетонның белгілі бір пішінге құйғандағы
жайылуы, орын алуы.
Температура-ылғалдылық деформация – құрылыс материалдары мен
бұйымдарының қоршаған ортаның температурасы және ылғалдылығы әсерінен пайда
болатын өзгерістер.
Аязға төзімділігі –бетонның қоршаған ортаның агрессивті
температуралық ауытқуына төтеп беретін қасиеті, ол өз кезегінде бетонның
беріктігіне әсер етеді.
Сызатқа төзімділігі – құрылыс материалдары мен бұйымдарының әр түрлі
механикалық әсерлердің салдарынан жарықшақтар, сызаттарпайда болуына төтеп
беретін қасиеті.
С-3 суперпластификаторы – бетон қоспасының жылжымалылығы мен аққыштық
қасиеттерін жоғарылату үшін қолданылатын синтетикалық полимерлі құрамды
арнайы қоспа.
Жылу-ылғалдылық өңдеу – бетонды тездетіп қатыру үшін оған жылу мен
ылғалды бір уақытта әсер ететіндей етіп беру арқылы өңдеу.
Бетон текшелері – сынақ жүргізуге арнайы жасалған бетондық үлгілер.
Толтырғыш –табиғи немесе жасанды сусымалы тас материалы.
СЦ – бетонның су цемент қатынасы.
УПН-7 қондырғысы – бетонды үгітуге арналған қондырғы.
Толтырғыш фракциялары – бетон құрамына кіретін толтырғыштың өлшемдері
бойынша сұрыпталған түйіршіктері.
КШ – конустың шөгуі.
Бетон беріктігі – бетонның қоршаған ортаның, эксплуатациялық шарттарға
байланысты механикалық, химиялық және т.б. әсерлерге төтеп беру
қабілеттілігінің техникалық сипаттамасы.
Сығылуға беріктігі – бетонды сипаттайтын негізгі көрсеткіші, бұл
арқылы бетон класстары негізделеді.
Серпімділік модулі – қатты денеге күш салғандағы өзгергіштігі, қайта
орнына келгіштік қасиеті.
Толтырғыштың су сіңіргіштігі – толтырғыштың кеуектілік қасиетіне
байланысты су қажеттілігіне орай суды сіңіру қасиеті.
Аққыштығы – тұрақты жүктеме әсерінен бетонның қасиеті.
R0 бетоны – бетон қоспасының құрамындағы толтырғышы 100% табиғи ірі
толтырғыштан тұратын бақылау бетоны.
R50 бетоны – бетон қоспасының құрамындағы толтырғышы 50% негізгі ірі
толтырғышы және 50% қайта өңделген толтырғыштан тұратын бетон.
R100 бетоны – бетон қоспасының құрамындағы толтырғышы 100% қайта
өңделген толтырғыштан тұратын бетон.
КІРІСПЕ
Құрылыс қоқыстары мен қалдықтарының қоршаған ортаға келтіретін
зияндылығы баршамызға мәлім. Кез келген ғимаратты тұрғызу үшін бетонның
қажеттілігі, оның құрамындағы толтырғышты да табиғи жаңа жыныстардан
алынатыны белгілі. Алайда сол табиғи тау жыныстары да шектеулі екенін
ұмытпаған жөн, сол себепті тозығы жеткен ғимараттарды бұзу арқылы алынатын
бетон қалдықтарын қайта өңдеуден өткізудің мәні зор. Бетонға толтырғыш
ретінде бетон қалдықтарынан қайта өңделген қиыршық тасты қолдану
диссертациялық жобаның мәселесінің бірден бір шешімі болып табылады. Қайта
өңделген қиыршықтас бұзылған бетонға екі сатылы үгітуден, іріктеуден және
арматура, ағаш, пластмасса, гипс тәрізді басқа да қалдықтардан тазарту
жасалады. Бұндай бетонды толтырғышты қайта өңделген қиыршықтасты бетон деп
атайды. Жобаның басты мақсатының бірі – қайта өңделген қиыршықтастың
негізгі қасиеттерін құрамындағы қиыршықтас түріне байланысты, яғни қайта
өңделген азқиыршықтасты және табиғи қиыршықтаспен салыстыра отырып анықтау.
Зерттеу тақырыбының өзектілігі.Тиiмдi құрылыс материалдарын пайдалану
шешiмi тұрғын үй құрылысы мәселесімен тығыз байланысқан.Қазіргі таңда
қираған ғимараттар мен тозығы жеткен автожолдар және жаңа инфраструктураның
пайда болуы,сонымен қатар табиғи апаттар салдарынан жер бетінде күніне
бірнеше миллион тонна қалдықтардың пайда болуына әкеледі.Соның ішінде бетон
қалдықтарының үлесі 60-70% құрайды. Бұл қалдық мәселесін шешудің бірден бір
жолы бетон қалдығын қайта өңдеу және бетонға балама құрылыс материалын
өңдеп шығару.Тозығы жеткен ғимараттар мен имараттардың бетон қалдықтарын
бұзуды қолданысқа енгізу ұсақталған бетоннан 25-30% мөлшерде електен
өткізілген қиыршықтасты алумен қамтамасыз етеді. Бетоннан алынған қиыршық
тастың қасиеті мен әртектілігінің ерекшелігі ұсақ толтырғыштары көп
азқиыршықтасты бетонды рационалды қолдану қажеттілігіне шарт қояды.
Азқиыршықтасты бетонның тиімділігін арттыру мәселесінің шешімі
азқиыршықтасты бетон қоспасының құрылымы мен қасиеттеріне байланысты.
Жобаның негізгі мақсаты:Жаппай құрылысқа бетон қалдықтары мен
бұйымдарды өндіру технологиясын кешенді пайдалану негізінде тиімді
азқиыршықтасты бетонды жасап шығару.
Алға қойған мақсатқа жету үшін келесі мәселелерді шешу керек:
- қиыршық тас өндіру кезінде пайда болатын ұсақталған қалдықтар мен
бетоннан алынған қиыршықтасты кешенді жолмен қолдану арқылы
азқиыршықтасты бетонның тиімділігін арттыру мүмкіндігін негіздеу;
- азқиыршықтасты бетон қоспаларының қасиеттерінің өзгеру және
бастапқы құрылымдық түзілу үрдісінің қандай заңдылықтарға
бағынатынын табу;
- негізгі факторларға сүйене отырып азқиыршықтасты бетонның беріктігі
және деформациялық қасиеттері, аязға төзімділігі, сызатқа
төзімділігі заңдылықтарын орнату;
- технологиялық факторлардың азқиыршықтасты бетонның құрылымы мен
қасиеттеріне әсерін табу;
- азқиыршықтасты бетоннан даярланатын бұйымдарды өндірудің
сипаттамаларын жасап шығару.
Жобаның ғылыми жаңалығы-қиыршықтас өндіру кезінде пайда болатын
ұсақталған қалдықтар мен бетоннан алынған қиыршықтасты кешенді жолмен
қолдану арқылы азқиыршықтасты бетонның тиімділігін арттыру мүмкіндігі
негізделді. Қиыршықтас ретінде қолданылатын бетон қалдығының 75%-ы
цементтік тастардан құралған. Ол цементтік тастардың дәндерінің кем-
кетіктерінің саны көп болып келген, егер оның санын азайтатын болса,
контактілік зонасының шамасы да төмендейді, ал оның беріктігі және ірі
кеуектілігі жөнінен нашар болып табылады. Сонымен қатар қиыршық тас ретінде
қолданылатын бетон қалдығының құрамында органикалық минералды қоспалар бар,
ол қоспа жіңішкедисперсті, белсенділігі жоғары полиминералды қоспа болып
табылады. Ол цемент шығынын қысқартуға және бетонның микроқұрылымын
модификациялауға арналған.
0,4-0,6 болып келген құм толтырғыштары бар бірдей жылжитын бетондық
қоспаныңаққыштығын зерттеу барысында мынадай нәтижелерді
көрсетті:толтырғыштары 0,55-0,65құм болып келген болса, аққыштығы төмен
көрсеткішке ие. Егер құрамындағы құмның(г=0.5-0.4) жиынтығын азайтса немесе
көбейтсе(г=0.7), ол құрылымдық аққыштығын жоғарылады.
Толтырғыштар қоспасындағы құмның мөлшерінің азайтылуы құрылымдық
аққыштығының жоғарылауына алып келетіні анықталған. Толтырғыштар
қоспасындағы құмның мөлшерін көбейтсе, толтырғыш қоспасының суммалық
меншікті беті ұлғаяды, соның салдарынан цемент қамырының қоспадағы
толтырғыштарды қаптап алу(сылау) қалыңдығы азаяды. г=0.55-0.65көрсеткіші
азқиыршықтасты бетонның үйлесімді құрамына сәйкес келетін ірі және ұсақ
толтырғыштардың ұтымды қатынасын білдіреді.
Тәжірибені жоспарлаудың математикалық әдісінің негізінде
азқиыршықтасты бетон қоспасының су қажеттілігі мен беріктігінің толтырғыш
қоспасының құрамындағы құмның жылжығыштық көрсеткіштері мен цемент шығынына
байланысты көпфакторлы шаршылы тәуелділіктері алынды.
Азқиыршықтасты бетонның призмалық және текшелік беріктігі, сонымен
қатар Пуассон коэффициенті, серпімділік модулі мен кернеу интенсивтілігі
коэффициенті қарапайым ауыр бетонның нормалық көрсеткіштерімен
салыстырғында, айырмашылығы аз екенін көрсетті.
Құрғақ және суға қаныққан жағдайындағы азқиыршықтасты бетон
үлгілерінің температура-ылғалдылық деформациясының, сонымен қатар аязға
төзімділігінің капиллярлық тесіктердегідей өлшемде байланысы анықталды.
Тәжірибені жоспарлаудың математикалық әдісі көмегімен жылу-ылғалдылық
өңдеу режимі оптимизацияланды. Өңдеу нәтижесінде азқиыршықтасты
бетонныңжылу-ылғалдылық өңдеуден кейін 12 сағатжәне қалыпты жағдайда қату
үшін 27 тәулік өткен соңберіктігінің көпфакторлы тәуелділіктері алынды.
Үгіту уақытына байланысты органикалық минералды қоспалардың меншікті
бетінің мөлшерінің тәуелділігі анықталды.
Рентгенофазалық анализжәне дифференциалды термиялық анализ, электронды
микроскопиялық әдістердің көмегімен үгітілген қалдықтардың механико-
химиялық активациясы оның гидратталған цементті түзілістерімен
әрекеттесуіне жағдай туғызатыны анықталды. Сол арада төменнегізді
силикаттар мен кальцийдің гидрокарбоалюминаттары типті ұсақ кристалды
қосылыстар пайда болады.
Жобаның практикалық маңыздылығы. Үгітілген қалдықтарының негізінде
органикалық минералды қоспалар мен бетоннан алынатын қиыршықтасты қолдану
арқылы эффективті азқиыршықтасты бетонжасап шығару.
С-3 суперпластификаторымен бірге үгіту қалдықтарының механохимиялық
белсенділігін қолдану арқылы минералды қоспаларды өндіру.
15 МПа-дан 25 МПа-га дейінгі беріктікпен және 120 циклге жуық аязға
төзімділікпен қамтамасыз ете алатын азқиыршықтасты бетондар алынды.
Нәтижелерді енгізу. Жасап шығарылған беріктігі 15-25 МПа болатын
азқиыршықтасты бетон бұйымдарын өндіру нұсқаулықтары ең алғашРесейлік
зауыттарда енгізілді.
Жоба жарияланымдары. Диссертациялық жобаның негізгі негізгі ережелері
Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің 2017 жылдың 14
сәуірінде өткен студенттер мен ғалымдардың Ғылым және білім - 2017 атты
XII Xалықаралық ғылыми конференциясында Бетон қалдықтарын кешенді жолмен
қолдану арқылы азқиыршықтасты бетонның тиімділігін жоғарылату атты мақала
талқыланып, баспаға шықты.
Диссертациялық жобаның құрылымы. Магистрлік жоба нормативтік
сілтемелерден, анықтамалардан, кіріспеден, үш тараудан, қорытындыдан және
пайдаланылған әдебиеттер тізімінентұрады. Жұмыстың негізгі көлемі мәтіндік
51 беттен, оның ішінде18 кесте,14 сурет бейнеленген.
1 БЕТОН ҚАСИЕТТЕРІ МЕН ҚҰРЫЛЫМДАРЫНЫҢ ҚАЛЫПТАСУЫНДАҒЫ ТОЛТЫРҒЫШТАРДЫҢ
РӨЛІ
Бетон құрамындағы толтырғыштардың мөлшері 80%-ға дейін және олар
технологиялық және эксплуатациялық қасиеттеріне елеулі ықпал етеді. Сонымен
қатар бетон мен бетон қоспаларының қасиеттеріне толтырғыштардың әсерінің
ерекшеліктерін ескере отырып, толтырғыштарға кешенді талаптар қойылады.
Бетон беріктігі теориясына сәйкес бетонның қирауы сығылу кезінде пайда
болатын көлденең кеңею құбылысымен байланысты. Мұнда үш шекті жағдайға
ажыратылады:
1. Цемент тасыныңжарылуысалдарынанболатынқира у;
2. Цемент тасы мен толтырғыштың арасындағы ілінісуінің нашарлығынан
болатын қирау;
3. Толтырғыш түйіршіктерінің бұзылуы салдарынанболатынқирау.
Беріктігі үлкен дәрежеде толтырғыштың беріктігіне тәуелді болып
келеді, яғни бастапқы тау жынысының беріктігіне байланысты. Алайда, әдеби
мәліметтер анализі бойынша бірдей беріктікті жыныстары бар бетон беріктігі
елеулі айырмашылық көрсетеді.
Цемент тасының толтырғыш бетімен ілінісу күшінің бетонның беріктік
қасиеттеріне әсері және толтырғыш бетінің кедір-бұдырлығының деңгейінің
әсері жайлы көптеген жұмыстар жазылған. Толтырғыш бетінің келесідей
градациялары бар: кедір-бұдырлы, аз кедір-бұдырлы, тегіс, өте тегіс,
жылтыратылған. Бетондағы бұндай толтырғыштарды зерттеу бетонның сынуға
беріктігі толтырғыштың пішіні мен тегістігі өзгерсе, салыстырмалы түрде аз
өзгеретінін көрсетті. Неғұрлым қанағаттанарлық нәтижелер меншікті бет
түсінігін енгізгенде алынды.Толтырғыштың беріктігін анықтауда тастың
механикалық индикаторы құралы және оны анықтау әдісі жасап
шығарылды.Электронды және жарықты микроскопия арқылы тәжірибелік
зерттеулер, сонымен қатар микроқаттылығын өлшеу әдістері цемент тасының
кеуекті толтырғыштарымен ілінісуі өте жақсы болып келетінін көрсетті.[22]
Құрамына байланысты бетонның келесідей макроқұрылымдарына ажыратылады:
тығыз, кеуекті толтырғыштары бар тығыз, қуысты, түйіршікті.
Бетонның физико-механикалық қасиеттеріне цемент тасы мен толтырғыштың
жанасу зонасының мөлшері мен сипаттамасы әсер етеді. мәліметтерге
байланысты жанасу зонасытолтырғыш түріне байланысты әжептәуір өзгере
алады. Мысалы, қалыпты жағдайда қатқан гранитті қиыршықтасты бетонда 30-50
мкм, ал ізбес қиыршықтасты бетонда ол көрсеткіш 40-160 мкм-ге ие. Жылу-
ылғалдылық өңдеу жанасу зонасының 2-3 есе жоғарылауына алып келеді.
Құрамы мен құрылымына байланысты жанасу зонасы қалған цемент тасынан
өзгешеленеді. Жанасу зонасын электронды сканирлейтін микроскоп арқылы
зерттеу үш зонаның болатынын анықтады. Бірінші – қос қабықшалы
толтырғыштың беткі қабатындағы қалыңдығы 1,5 мкм Са(ОН)2 қабатымен жабылған
қабаты және CSH гелі бар өсінді. Екінші зона – қос қабықшалы екінші
қайтара ізбестас қабаты. Бұл зона сулану процесі болғандағы бірнеше
тәулікте пайда болады.
Екінші балқымалы қабат қос қабықшалы қабатты цементтік таспен
жалғайтын өте таза Са(ОН)2 қабатшаларынан тұрады. Үшінші зона екінші
балқымалы қабат пен цементтік тастың беті.Екінші балқымалы қабат цементтік
тас қуыстарынан қос қабықшалы қабатқа қарай өседі.
Байланыс зонасының құрамы химиялық белсенділік толтырғышына тәуелді.
Жұмыста келесі толтырғыштардың беткі қабатында болып жатқан реакциялар
зерттелген: қышқыл (гранит, гранулит, кварц), аралық, негізгі (диабаз,
базальт). Байланыс зонасын зерттеген авторлардың зерттеулері бойынша
тұтқырлық бөлшектері мен толтырғыштың ара-қатынасы микрокристаллданатын
сипатқа ие.Толтырғыш цементтік жүйлелердің құрылымды түзілісіне әсер етеді:
пластикалық қасиеттерін өзгертеді және құрылымның түзілу уақытын кемітеді,
яғни құрылымды түзілу процесіне белсенді қатысады.[12] Бетон қоспасы
қасиеттері реологиялық параметрлермен – шектік кернеу жылжуы мен
пластикалық тұтқырлықпен сипатталады. Тербеліс кезінде шектік кернеу жылжуы
нөлге жақындайды, ал тұтқырлық белгілі ньютондік шектен бұзылған түзілістің
шекті тұтқырлығына дейін төмендейді.
Бетон қоспасының техникалық қасиеттері қаттылық тұтқырлығымен, ал
конустың шөгуі шекті кернеу жылжуымен байланысты. Бетон қоспасы
құрылымының тұтқырлығын бетон қоспасының калибрленген тесік арқылы тербеліс
кезінде шығу қағидасына негізделген құрылғыда анықтауға болады. Бұл әр
түрлі цементтік композициялардың реалогиялық қасиеттерін: цементтік
пасталардың, ерітінділер мен бетон қоспаларын бір құрылғыда зерттеуге
мүмкіндік береді. Ғалымдар ұсақсызаттану процесінің сипаттамалары ретінде
қисық уақытты өзгерісте ультрадыбыстық тербелістердің үлгі арқылы өтетінін
көрсететін бетон сығылысының диаграммасы мен жағдайлық диаграммасы бірлесіп
қарастырылатын кернеудің параметрлік деңгейін қарастыруды
ұсынды.Параметрлік нүктелердің негізгі тәуелділіктері мен басты
факторлардын айырмашылығы белгіленген.Қысқамерзімді өстік статикалық
сығылысу кезінде бетондардың деформациялылық көрсеткіші болып материал
қабілетінің жоғалу кезіне немесе ұсақсызаттануға жету кезінде пайда болатын
бастапқы иілгіштік пен пішіннің өзгеруі табылады.
Сонымен қатар бетонның жұмысы су мен аяздың бірге әрекетінде
толтырғыштың түрі мен сапасы, және СЦ-мен байланысты. Толтырғыштың
мөлшерінің артуынан шекті мәніне дейін бетон аязға төзімділігі шұғыл
артады. Бұл бетонның қирау сипатымен байланысты. Цементті бетондарында
толтырғыш маңызының артуымен сызатқа беріктік артады. Алайда, толтырғыш
мөлшері 0,5-0,6 бетон көлемінің бірлігіне жеткенде бетон аязға төзімділігі
кеми бастайды. Бұл цемент тасы мен толтырғыштың арасында байланыс зонасының
сапасының мағынасының артуымен байланысты.
Бетон аязға төзімділігі қатқылдану шарты мен жеделдеу тәсіліне, және
қолданылатын цемент түріне байланысты болады. Аязға төзімді бетондар үшін
қолданыс кезінде цемент тасының бұзылуына әкелмейтін цементтер таңдалынуы
тиіс. Мысалы, бұл шартқа ұсақ ұнтақталған шлакопортландцементтің құрамында
негізгі түйірленген қождардың жоғары мөлшерде (70%-ға дейін) болуы жауап
береді. Аязға төзімділікті арттыру үшін бетон қоспасының су сұранысын
кемітетін және оның нәтижесінде капиллярлық кеуектілікті азайтатын зат
қолданылады.
Бетон құрылымы түзілуі кезінде толтырғыш қоспаларында құмның болуы,
және капиллярлық кеуектіліктің артуы нәтижесіндегі су сұранысы басты рөл
атқарады.[7]Темірбетонды құрылымның жұмыс жасау сенімділігі микро- және
макро ақау болуымен сипатталатын бетонның сызатқа беріктігімен анықталады.
Кеуектілік бетон құрылымының негізгі ақауы болып табылады, оларды
механикалық жүктеу және қоршаған орта әсері кезіндегідей кернеулерді
шоғырлағыш цемент тасына қосынды ретінде және қарастыруға болады.
Көптеген аймақтардың құрылыс индустриясы ірі толтырғыштарға кенорынның
сарқылуы мен жоқтығының, немесе көліктік тарифердің өспелі құнының әсерінен
туындаған жетіспеушілікке ие. Осыған байланысты ірі табиғи толтырғыштармен
алмастыру нұсқасы қажеттілігі пайда болады. Бетонды қайта пайдалану осындай
нұсқалардың бірі болып табылады.Бетон сүйменінен қиыршықтас алу мақсатында
сапасыз темірбетон және құрылыс объектілері жиынтықтарының жойылуы көбірек
енгізілуіне байланысты оларды орынды пайдалану темірбетон бұйым құрылысы
мен технологиялары сұрағы әлбетте маңыздылыққа ие.Әлемдік практикада
өндірісті ұйымдастыру және қайталама толтырғышты бетоннан шығару үш
тәсілмен жүзеге асырылады:
1. Монтаждау жұмыстары орнынан жасалған бетон сынықтары зауытқа
толтырғыштарды өндіру үшін тасымалданады және нәтижесінде алынған толтырғыш
бетон зауытына жіберіледі (екі көлік операциясы).
2. Бетон сынықтарын жинауға арналған қондырғы тікелей бөлшектеу
жұмыстары учаскесіне орнатылады және нәтижесінде алынған толтырғыш бетон
зауытына немесе құрылыс алаңына (бір көлік операциясына) жіберіледі.
3. Толтырғышты нақты сынудан және оның негізіндегі өндірісінен алу
бөлшектеу жұмыстары (жүк тасымалдау) кезінде ұйымдастырылады.
ТМД елдері тәжірибесінде аумақтықсхеманыңекіншінұсқасыбойынш а бетон
сынықтарынөңдеужәнепайдалану - А циклы (1.1-сурет), ал
екіншіжағынанекіншітолтырғышнегізін енқиыршықтастыжол төсемелеріне
базалардыдайындауүшінқолдану технологиясытаралған(1.2-сурет).
1.1-сурет. Жұмысқа жарамсыз бетон және темірбетон бұйымдарын қолдану
схемасы, А циклы
1.2-сурет. Жұмысқа жарамсыз бетон және темірбетон бұйымдарын қолдану
схемасы, Б циклы
Бес қабатты ғимараттардың бұзылуының ұлғаюына, көпір құрылымдары мен
жол беттерін ауыстыруына байланысты, екінші кезекте металл емес құрылыс
материалдарын алу мақсатында бұзылатын құрылымдардың және құрылымдардың
өңдеу элементтерінің мәселелері өзекті болып табылады.Жұмысқа жарамсыз
темірбетон құрылымы 1.3-суретте бейнеленген. Тәжірибеде көрсеткендей, талап
етілетін сапаның қиыршықтасын алу үшін ғимараттар мен ғимараттардың
техникалық, технологиялық және экологиялық жай-күйін заманауи әдістермен,
соның ішінде бұзбай-ақ, алдын-ала кешенді түрде жүргізу қажет.
1.3 - сурет. Темірбетон қалдықтары
Сұрыптау және сақтау, сондай-ақ тиісті нормативтік құжаттарды заманауи
құрылыс талаптарына сай,құрылыстар мен ғимараттардың сұрыптау
элементтерімен бөлшектелгенде олардың бастапқы дайындығымен кейіннен
өндірістің барлық сатыларындағы бақылау бекеттерінің қатысуымен қиыршықтас
алуға болады.Бетон қайтадан пайдаланудың отандық және шетелдік
тәжірибелерін жалпылау бетон дайындауға арналған толтырғыш ретінде кесілген
бетонды (МемСТ 26633-85) пайдалану мүмкіндігін береді.Сонымен қатар,
Бұрғылау бетон кәсіпорындарын технологиялық жобалау бойынша Бүкілодақтық
стандарттарға нақты қалдықтарды және стандартты емес темірбетонды
пайдалану талаптары енгізілді. Бетон толтырғыштары үшін американдық
стандарттар сипаттамасы бетон толтырғыштарының гидравликалық
байланыстырғышқа ұсақталған бетоннан қиыршықтасты қамтиды. Қазіргі кезде
Жапония мен Нидерланды қиыршықталған бетон толтырғыш үшін стандарттар
енгізді. Жапон стандартына сәйкес, екінші бетон үш санатқа бөлінеді (1.1-
кесте).
I санаты - қарапайым жұқа толтырғыш + қайталама ірі толтырғыш;
II санат - қарапайым және қайталама жұқа толтырғыштар + қайталама
ірітолтырғыш;
ІІІ санат - екінші үлкен және шағын толтырғыштар.
1.1-кесте
Қосалқы бетонды қолдану
Қайта Қолдану аймағы Максималды сығылуға
өңделетін беріктігі, МПа
бетон типі
Жобалық нақты
(стандартты)
I Азқабатты, көпқабатты ғимараттардың, 18 30
қоймалық, өндірістік және т.б.
ғимараттардың іргетастары.
II Гараждардың, жеңіл қоймаға арналған 15 27
ғимараттардың және т.б. іргетастары, бетон
блоктары.
III Ағаш құрылымды қақпалардың, қоршамалардың 12 24
және машина және механизмдердің астына
орнататын, т.б. жеңіл іргетастары.
Жинақталған отандық және шетелдік тәжірибені талдау негізінде,
бетондарды қайта өңдеуден кейін алынған қайталама қиыршықтас кірме жолдар
мен төмен кернеулі жолдар, қоймаларға, өндірістік нысандарға және кішігірім
механизмдерге және іргетасқа негіздер салу үшін қолдануға қорытынды жасалды
(1.4-сурет).Ұнтақталған бетонды пайдалану тәжірибесінде маңызды емес
өнімнің жойылғаннан кейін алынған материалдың бөлшек құрамы маңызды
мағынаға ие. Міндеті - қалың толтырғыштың көлеміне сәйкес келетін
фракцияның мазмұнын анықтау. Бұл бөлудің қажеттілігі біздің елімізде де,
шетелде де алынған эксперименттік деректерді талдау қиыршықтарды бетон
ретінде пайдалану арқылы алынған бетондардың барлық сипаттамаларының
нашарлауын көрсетті.
1.4-сурет. Бастапқы және екінші үгітуден алынған екінші материалды бетондық
төсемше ретінде қолдану
Жұмыста УПН-7 қондырғысы арқылы 20 МПа беріктікті ауыр бетон
өнімдерін жою, яғни үгіту кезінде алынған ұсақталған бетонның зерттеу
нәтижелері келтірілген. Алғашқы бетонның тозған өнімдерінің құрамы:
a) Ішкі қабырға панелі 5В 16-2: портландцемент M400 – 330кг; құм –
795кг, Mkr = 2; 5-20мм-1084кг қиыршықтастары; су 192 л; Na2S04-1%;
б) ЭБ-12 электрлік тақтасы: M400-270кг тіршілік қауымдастығы
портландцементі; Астана карьерінің құмы, Mkr = 2-737кг; 5-20мм-1192кг
фракциясының қиыршықтастары; су 182 л ; Na2S04-l%.
Сызбаның табиғаты қиыршықталған бетонның ірі толтырғыш ретінде қолдану
қосымша фракциясыз мүмкін еместігін көрсетеді. Осылайша, мысалы, 540 мм
үлкен толтырғыш кеңінен қолданылатын фракциялар ауқымында, УПН-7 аппараты
өңделген материалдың 60%-нан азы материалға түседі.40 тұтқасының қалған
бөлігі шамамен 25% құрайды және одан әрі өңдеу үшін қолдануға кеңес
беріледі. Ал қалған 40 елекшесі шамамен 25% құрайды және одан әрі өңдеу
үшін ары қарай мақсатты түрде қолдануға кеңес беріледі. Бетондағы ерітінді
компоненттерінің бөлшектерін қамтитын және тиісінше гидратизацияланбаған
клинкерлі астықтың жоғары концентрациясы бар 5 мм-ден (20%) кем ұсақталған
бетонның фракциялары қайталама байланыстырғышты өндіру кезінде сәтті
қолданылуы мүмкін.
5-10 және 10-20 мм фракциясының қатынасы шамамен 1: 2 құрайды, бұл
МемСТ 10260-82 сәйкес аралас фракцияның 5-20 мм ұсақталған тасын
бөлшектеуге сипатталған. Осылайша, 5-20 мм фракцияның жалпы салмағының
бөлінуі жағдайында оны алдын ала темірбетон өнімдерін өндіруде тікелей
қолдануға болады. Ұсақталған бетон толтырғышының табиғи тас материалы
толтырғышынан негізгі айырмашылығы - бастапқы ұсақталған тастың дәндеріне
бекітілген ерітінді. Осы компоненттің сандық құрамының бетон сынықтары
бойынша қиыршықтастың әртүрлі фракцияларындағы мәселесі осы жиынтықтың
бетон қоспаларында және тұтастай қатты бетондағы мінез-құлқын болжау үшін
маңызды.[8]
Ұнтақталған бетонның әртүрлі фракцияларындағы дәндердегі құрамдас
бөліктерді анықтау үшін эксперимент жүргізу кезінде, айырмашылығы бар
цементті анықтайтын бетонды әр түрлілігі бойынша сандық талдау (елеу әдісі)
қолданылған. Белгілі бір фракциялардың ұсақталған бетондары бар сынама 3
сағ ішінде 600°C дейін күйдірілді. Содан кейін, механикалық бұзылу кезінде
түпнұсқа ірі толтырғыштың түйіршіктерін бөледі. Алынған құрғақ қоспаны
ерітінді бөліктен бастақы ірі толтырғышты бөліп алу үшін 5 мм саңылаулы
електен өткізеді. Електен қалдығын өлшеп, ірі толтырғыш массасын алады. Ірі
толтырғышты мұқият зерделеп, сол кезде байқалған ерітінділердің жабысқақ
бөліктері шпатель көмегімен қолмен мұқият тазаланады. Електен өтетін
материалдың массасы және оған бекітілген ерітінді бөлшегі бетонның ерітінді
бөлігі болды. Майсыз цемент тасынан құмды кіші толтырғыш бөлшектерін бөлуді
жақсарту үшін ерітінді компоненті азотқышқыл аммоний (NH4NO3) ерітіндісімен
өңделген.Пайдаланылған ерітіндіні ағызу цементтің немесе құмның ұсақ
бөлшектерін сақтай алатын сүзгі арқылы жүзеге асырылды. Қарапайым
карбонаттың жеке құм бөлшектерін NH4NO3 қайнату кезінде ери алады, алайда
тәжірибесінде бұған массадағы жоғалту NH4NO3 ерітіндісінде таза құмды өңдеу
арқылы анықталып зерттеледі. Содан кейін алынған материал 0,14 мм торлы
тормен қапталған, оның қалдықтары кіші толтырғыш. Цементтің жалпы мазмұнын
бетон үлгінің жалпы массасынан ірі және кіші толтырғыштың қосындысынан
алынып, яғни жоғарыда көрсетілгендей, фракциядағы құмның қалыңдығы 0,14 мм-
нен кем ескерілгенде барлық тұтқалардың қалдықтарының сомасы анықталады.
Талдау нәтижелері 1.2, 1.3-кестелерінде келтірілген.
1.2-кесте
Ұнтақталған бетон компоненттерін анықтауға арналған бастапқы деректер
Үлгі массалары, г Үгітілген бетоннан алынған қиыршықтас
фракциясы
5-10 10-20 20-40
Езгеннен кейін қалғаны 270 250 261
Ірі толтырғышы(бастапқы 66 120 120
бетонның)
Бетонда ерітіндісі бөлігі 204 130 141
Електе қалғаны 0.14 мм 122 73 85
Кестеден көріп отырғанымыздай, 1.3-кестеде, 10-20мм және 20-40мм
фракциясының ұсақталған бетоннан қиыршықтастағы ерітінді құрамының мазмұны
бірдей және бастапқы бетондағы оның санына сәйкес келеді. Ұнтақталған
бетонның жұқа фракциясында 5-10 ммерітіндінің үлесі артып, 75%-ға жетеді.
Тұтастай алғанда, ұсақталған бетоннан ұсақталған тас бастапқы табиғи тас
материалының дәндеріндегі ерітінді компонентінің едәуір мөлшерін қамтиды,
бұл бетонның сынықтары жиынтығында бетонның операциялық көрсеткіштерінің
көпшілігінің төмендеуіне әкеледі.Сонымен қатар, мұндай қоқыс құрылымы
құрамында қиыршықтың бастапқы ерітінділері мен ерітінділер арасындағы
байланыс аймағы, күші әлсіз және бетон құрылымындағы жоғары кеуекті
байланыс болады.
1.3-кесте
Металды бетоннан қиыршықтасқа шикізаттың мөлшері,%
Қиыршықтас Цемент Құм Қиыршықтас
фракциясы, мм
5-10 23.8 51.9 24.3
10-20 18.8 33.2 48
20-40 16.9 36.9 46.2
Қайталама толтырғыштар сапасы бөлшек пішіні бойынша түпнұсқадан
сапасыз. Оларда сондай-ақ төмен тығыздық, бірлік көлеміне массасы және
тығыз денеде көлем пайызы, судың жоғары сіңірілуі, ауа райы қарсыласу
сынағындағы салмақ жоғалуы және тозу жоғалуы белгіленеді. Барлық осы
өзгерістер цемент бетоннан қиыршықтастағы ерітіндінің құрамдас бөлігі
болуымен байланысты. Көптеген деректер бойынша, қайталама ірітолтырғыштағы
ерітінді мөлшері 36-39% жетеді және бастапқы бетонның СЦ қатынасына қарай
бұл мән аздап азаяды.Екінші ұсақ қиыршықтастың жұқа фракциялары бойынша
бетонның ерітінді компоненті үлкенірек болып қалады. Бөлшектер 0,3 мм-ге
дейін ерітіндінің құрамдас бөлігі шамамен 50% -ға дейін жетеді, ал
екіншілік ірітолтырғыштарда бұл көрсеткіш 20-25% құрайды.Бетон қоспасының
компоненттерін белсендіру бетонның негізгі техникалық қасиеттерін
айтарлықтай жақсартуға мүмкіндік береді.Жиынтық белсендірудің әсері
ұсақталған тастардың әлсіз дәндерінің жойылуы немесе цемент тасының
қалдықтарын жою, жаңа пісірілген чиптердің пайда болуы бұл байланыс
аймағының сапасын жақсарту арқылы бетонның техникалық сипаттамаларын
арттыруға әкеледі. Құрамы зерттелді, онда табиғи және қайталама қиыршықтас
үлкен толтырғыш ретінде пайдаланылды, ал ұсақ ретінде кварц құмы және
ұсақталған бетонның жұқа фракциясы қолданылды. Сынақтардың нәтижелері
бойынша СЦ= 0,4 құрамы бар ұсақталған бетондарды қолдану гранитті
қиыршықтасқа екінші бетондардың беріктігін 30% -ға, қышқыл қиыршықтасқа 35%
-ға дейін, 28% кварц құмымен біріктірілген бірдей толтырғыштардағы
бетондардың беріктігіне қарағанда ауыр бетонға дейін төмендетуге мүмкіндік
береді.СЦ қоспаларды енгізу және басқа да технологиялық әдістерді қолдану
арқылы қайталама бетонның беріктігіне зиян әсерін азайтуға болады, алайда
цемент тұтынудың өсуі және шөгуінің деформациясының өсуін ескере отырып,
екінші бетон өндірісінде ұсақталған бетонның ұсақ фракциясын қолдануды
ұсынуға болмайды. Баранов А.Т. және Митюшина В.В. айтуынша, ұсақталған
бетонның жұқа үлесі (5мм-нен кем), арнайы және бетіне 250-500 гм болатын,
цемент пен әктің орнына байланыстырғыштың құрамдас бөлігі ретінде
автоклавтық беріктендіру силикат материалдарының технологиясында қолданылуы
мүмкін. Бұл жағдайда ұсақталған бетон кальций гидросиликаттарының
қалыптасуын жеделдете отырып, цементтейтін материалдардың жалпы мөлшерін
көбейтіп, әрі қарайғы кристаллдану процестерін күшейтетін күрделі қоспа
ретінде қарастырылуы керек. Силикат массасына осы комплекстік қоспаның 10%
-на дейін енгізу гидротермиялық беріктендіру кезеңін 2-4 сағатқа қысқартып,
өндірілген бұйымдардың құрылысы мен техникалық қасиеттерін сақтай отырып
немесе қабылданған өңдеу режимдері бойынша беріктігін 2-2,5 есе арттыруға
мүмкіндік береді. Ұнтақталған бетонның қалдықтарын пайдаланып силикат
массасын таңдау кезінде материалдың оңтайлы кристалдану құрылымын алу үшін
қолданылатын толтырғыш құмының өлшемінің модулін ескеру қажет. Атап
айтқанда, ұсақ түйіршікті құмдарды қолдану қоспаның құрамын 15-25% -ға
арттыруды талап етеді.
Бетонның ұсақ түйірлерін пайдалану өнімнің сапасын төмендетусіз,
байланыстырушы материалдардың (цемент, әк) 60% -ға дейін үнемделуін
қамтамасыз етеді. Ұнтақталған бетон қалдықтары автоклав силикатының барлық
түрлерін (тығыз және жасушалық силикат-бетон, силикат кірпіш), брендтерге
шектеусіз өндіруге мүмкіндік береді.Бетонның беріктігінеекінші СЦ шынайы
бетон қоспасы бірдейбастапқы су-цемент қатынасында қиыршық бетоннан
қиыршықтасты су арқылы сіңіруі айтарлықтай әсер етеді. Осылайша, табиғи ірі
толтырғышты ұсақталған бетонды қиыршықтасқа және бастапқы СЦ деңгейін
азайтқанда, қайталама бетонның беріктігі қатты қаттырақ бетон қоспасын алу
және СЦ көрсеткішін төмендету нәтижесінде табиғи құрамы ұқсас құрамдағы
бетонның беріктігіне қарағанда 5-14% жоғары болады.Екінші ұсақ толтырғышқа
бетон қоспасының қажетті жұмыс істеуін қамтамасыз ету, әдетте, судың6-8%
ұлғаюын талап етеді, бұл өз кезегінде қол жеткізілетін қысу беріктігін
азайтады.Сонымен қатар, біз тағы бір теріс құбылыспен, яғни алғашқы 10 мин
ішінде бетон қоспасының қозғалғыштығын қарқынды төмендетуге тура келді.
Араластырудан кейін, табиғи қоспаның қоспасынан ұтқырлық жоғалту
жылдамдығындағы айырмашылық 3-6 см болды.Тегістелген бетоннан қиыршықтасқа
қажетті қоспаның қажетті қозғалғыштығын алу үшін дәстүрлі технологиялық
дәйекті, яғни араластырушы сумен, пластифицирленген қоспаларды енгізу
отандық және шетелдік тәжірибеде жүргізілді.Сонымен қатар пластифицирленген
қоспаларды пайдалану тиімділігі табиғи толтырғышты бетонға қарағанда
айтарлықтай төмен болды.Араластырушы су бетон араластырғышқа 2 сатыда
беріледі. Алдымен ұсақталған тас қиыршық бетоннан қажетті судың 50% -на
дейін, одан кейін цемент + құм және қалған суда ерітілген пластификатордың
ұсынылған дозасымен ұсынылады.Бұл әдіс тиімділігі келесі мысалда анықталуы
мүмкін. С-3 суперпластификаторы араластырушы сумен бірге енгізілгенде, 15
және 30 минуттан кейін бетон қоспасының бастапқы жылжымалылығы (КШ = 12 см)
4 және 1,5 см-ге төмендеген. Екінші сатыдағы бетон қоспасын ұсақталған
бетоннан қиыршықтас араластыруға арналған С-3 мөлшері бастапқы
қозғалғыштығын 18 см-ге дейін көтеріп қана қоймай, сонымен қатар 60
минуттан кейін жоғары жұмыс қабілеттілігін (КШ = 10 см) сақтауға
араластырғаннан кейін мүмкіндік береді. Сонымен қатар А.Д. Бак сынық
бетонның бастапқы күшінен жоғары қайталама күшке қол жеткізу мүмкіндігін
дәлелдеді. Ол үшін сусыздандыруға арналған қоспаларды қолдану және
цементжиынтығын арттыру ұсынылады. Т.Хансен мен Х.Наруд екінші бетонның
сығылуға беріктігі негізінен бастапқы өзіндік ерекшелігімен бетонның су-
цемент қатынасына байланысты екендігіне қорытынды жасады. Осылайша, егер
бастапқы бетонның сулы цементтің қатынасы қайталама бетоннан бірдей немесе
аз болса, жаңадан дайындалған бетондардың беріктіктері бастапқы мәндерінен
бірдей немесе жоғары болады. Жапон зерттеушісі М. Хисакидің айтуынша,
қайталама бетонның қысуға беріктігі, оның құрамында 30% шөгінділердің
қайталама толтырғышы ауыстырылған, табиғи толтырғыштармен ғана жасалған
бетонның беріктігінен ерекшеленбейді.Жапондық құрылыс және қоғам
мердігерлерінің тәжірибесіне сәйкес, 50% табиғи қиыршықтасты қайталама
толтырғышқа ауыстыру қайталама бетонның беріктігінің күрт төмендеуіне
әкеледі. АҚШ-та жүргізілген зерттеулердің нәтижесінде, екінші толтырғыштағы
бетонның беріктігі табиғи толтырғыштарда бетонға қарағанда 20% төмен
екендігі анықталды. Бұл цемент жиынтығын ұлғайту арқылы ұсақталған бетоннан
қиыршықтасқа бетонның беріктігін арттыру мүмкіндігін куәландырады. Цемент
тұтынудың 10%-ға ұлғаюымен бірге, қайта өңделген бетон өндірісі табиғи
толтырғыштардағы бетоннан екі есе арзанырақ.
Қысқа мерзімді жүктеме кезінде бетонның ең маңызды сиықсыздану
сипаттамасы бетонның қысу үшін беріктігі, үлкен толтырғыштардың икемділігі
және бетондағы цемент тасының мазмұны бойынша серпімділік модулі болып
табылады. Б.А.Крылов және О.А.Липеев өткізген екінші беткейлердегі
бетондардың серпімділік модулін зерттеу нәтижелері бойынша қайталама
толтырғыштың бетондағы мазмұнының икемділігі төменгі модуляциясымен
салыстырғанда табиғи тас материалына қарағанда (орта таптың болуына
байланысты, толтырғыштың адгезиялық ерітінді компоненті), бетонның
серпімділік модулі азаяды. Граниттік қиыршықтас бетонмен қаптау кезінде
алынған қайталама толтырғыштарға арналған бетондар СЦ 0.4 және 0.55
кезінде сәйкесінше 6 және 9% серпімділік модулін төмендеуімен сипатталады.
Серпімділік модулінің ең үлкен төмендеуі әктас қиыршықтасқа арналған екінші
бетондарда байқалады. Осылайша, СЦ=0.4 кезінде ерітінді компонентінің
беріктігі қайталама толтырғыштың беріктігінен асып кетеді және оның
астықтары бұзылады, ал екінші бетонның серпімділік модулінің төмендеуі 20%
құрайды. СЦ екінші бетон әктас қалдықтарында серпімділік модулінде 0,4
және 0,55 төмендеген кезде тиісінше 20% және 32% құрайды.Қосалқы бетонның
СЦ мәндерінің бірдей көлемдерінде табиғи және жасанды шөгінділердің
толтырғыштарының қоспасын пайдалану серпімділік модулінің азаюын
айтарлықтай шектемейді. Сонымен қатар ұсақталған бетоннан жасалған
қайталама бетондарды өндіруде қолданусерпімділік модулінің 9-16% -ға
қосымша төмендеуіне әкеледі. Бетонды қиыршықтан жасалған толтырғыштардағы
шөгуді деформациялар табиғи толтырғыштардағы бетоннан асып түседі. Мұнда
қайталама толтырғыштардың икемділігі азайтылған модулінің әсері және екінші
бетіндегі ерітінді құрамының мазмұнын жоғарылату әсері анық.
Жұмыста көрсетілгендей, бетонның кварцтық құмға шөгілуі және
ұнтақталған бетоннан жасалған үлкен толтырғыштар табиғи толтырғыштардағы
бетоннан 14-28% жоғары. Сонымен қатар, үлкен мағынаға әкті толтырғыштың
ашуы, ал гранитті кем мағынаға ие.Ұсақталған бетоннан жасалған шағын және
ірі толтырғыштардың бетондарын дайындауда қолданылуы қайталама бетонның
шөгуінің деформациясын табиғи толтырғыштардағы бетонмен салыстырғанда 1,6-
1,8 есе арттырады.Жапон ғалымы Дж.Касайдың айтуынша, қайталама күрделі
толтырғыштарға арналған бетондар серпімділік модулін табиғи
толтырғыштардағы бетоннан 10-20% төмен, барлық басқа шарттарға тең.
Ұнтақталған бетоннан жұқа және қалың толтырғышты пайдалану серпімділік
модулін 30-40%-ға төмендетеді. Қосалқы бөлшектердің толықтырылуымен
әдеттегі қайталама жұқа толтырғышты 50% -ға ауыстыру қосымша беттің
серпімділік модулін 20-30% -ға азайтады.Екінші толтырғыштарға арналған
бетондардың серпімділік модулінің едәуір төмендеуі Ч.Ф. Хендрикс, С.
Френдистоу, Яннас және басқаларының жұмыстарында да көрсетілген.Сонымен
қатар, Нидерландыда, Германияда және Данияда жүргізілген зерттеулердің
нәтижелері бойынша екінші бет толтырғыштарына бетондардың шөгуінің
жоғарылауы байқалды.
Темірдің бетонға төзімділігін сынап, қиыршық бетоннан үлкен және
толтырғышта сынап көргенде, 200 циклі тұрақты мұздату мен ерітуге төтеп
бере отырып, бетон үлгілерінде сәтсіздік белгілері байқады. Сонымен қатар,
гранит қиыршықтасқа және қоқыс тастарға арналған қайталама ірі толтырғыштар
- ұсақталған бетон түрлеріндегі айырмашылық аязға төзімділікке әсерін
тигізбеді.
Бетон дайындау кезінде қайталама майда толтырғыштарды пайдалану аязға
төзімділік индекстерінің белгілі бір төмендеуіне әкелді. Алайда, қайталама
бетондардың барлық сыналған құрамы кем дегенде 200-ге дейін аязға төзімді
болды.Шетелдік ғалымдардың зерттеуінше бетонның аязға төзімділігі қайталама
толтырғышта қарама-қайшы. П.Никсонның жұмысында бетоннан толтырғыштарға
аязға төзімділігі табиғи толтырғыштардағы формулалардың аязға төзімділігіне
ұқсас екендігін көрсетіледі. Қиыршықтас қатты толтырғыштағы бастапқы бетон
қатты қиыршықтас бетонға қарағанда, ауыспалы мұздату мен ерітуге
айтарлықтай жақсырақ ие болады. Маңызды міндеттердің бірі - қайта пайдалану
үшін жарамды болатын бетоннан келешектік өнімдер алу. Бетонды қайта
өңдеуден алынатын қиыршықтасты пайдалану үшін ұсынылатын негізгі бағыттары:
- жол жамылғылары құрылымдарында (жабындылар, негіздер астындағы
қабаттар), бетонды және монолитті бетондар үшін, беткейлерде, ішінара, бау-
бақша және саябақ жолдарында және т.б. үшін толтырғыш ретінде;
- бетонға арналған әртүрлі нысандар мен мақсаттарға толтырғыш ретінде;
- азаматтық және өнеркәсіптік құрылыстың түрлі салаларында қазбалар
түрінде толтыру үшін;
- қиыршықтасты шығарған кездегі құрылыс алаңдарын жоспарлау және
реттелмеген дән құрамы мен сапасының қиыршықтас-құм қоспасын жайластыру
үшін.
Темірбетоннан және бетоннан қоқысты пайдалану тәжірибесін зерделеу
жолдардың көп бөлігі бүгінгі күні жол құрылысында қолданылғанын көрсетті.
Жол құрылысында бетонды қайталап пайдалану есебінен металл емес құрылыс
материалдарының экономикасы 30% -ға жетті, көлік шығындары 70% -ға
азайды.Бастапқыда өңдеуші кешендер жолдарды дайындау, ландшафт құрылысы,
жаяу жүргіншілер жолдарын, саябақтардағы серуендеу алаңдарын, өзендер,
арналар мен жолдар бойындағы беткейлерді салу үшін қайталанған қиыршықтасты
қолданды.Дегенмен, осы материалдарды пайдалану тәжірибесі ерітінді
бөлігінің клинкерлік қорының резервтерін көрсетті, бұл қиыршықтастардың
негіздері мен төмен вольтты жолдарды салу үшін қиыршықтасты пайдалануға
мүмкіндік берді. Бетонның үлкен және ұсақ фракциясы, сондай-ақ қиыршықтас
қоспасы табиғи толтырғыштардың, кейде жүдеу деп аталатын қатты бетон
қоспаларының орнына пайдаланылады. битумды асфальтбетон зауыттарында
үнемдеу мақсатында асфальтбетонды дайындағанда толтырғыш ретінде ұсақталған
бетонның жұқа фракциялары - 5-10 мм және 0-5 мм қолданылады.
Бүгінгі күні өндірісте ұсақталған бетоннан қиыршықтасты пайдалануға
тыйым салынады:
- алдын-ала кернелген құрылымдар мен өнімдер үшін;
- бірнеше рет қайталанатын жүктемелерге қарсы тұруға арналған
темірбетон элементтеріне;
- бетон ұзаққа созылған (12 м-ден астам) немқұрамды емес және нашар
күшейтілген, сондай-ақ желінушілік жоғары талап етілетін монолитті
құрылымдарға ұсынылмайды. Сонымен қатар, осындай материалдарға қойылатын
талаптар төмен және жылжымалы жылжымалы қондырғылар, фракцияланбаған
материал немесе күйдіргіш құмды өндіру жеңіл орындалады. Сонымен қатар,
қиыршық бетонды өндіру нарығын кеңейту үшін негізгі көрсеткіштерге сәйкес
бетонға арналған минералды толтырғыштарға қолданыстағы МемСТ стандарттарына
сәйкес келетін фракциялық қиыршықтасты шығаруды қамтамасыз ету үшін қосымша
жабдықтар қажет.
Бетоннан алынған қиыршықтастың қасиеттерін талдау көрсеткендей,
қосалқы толтырғыштар бөлшектердің пішіні бойынша түпнұсқаға қарағанда
сапасы жағынан төмен. Олар сондай-ақ бірлік көлеміне массасы және тығыз
денеде көлем пайызы, судың жоғары сіңірілуі, ауа райы қарсыласу сынағындағы
салмақ жоғалуы және тозу, ұсақтауынан жоғалуына байланысты төмен тығыздық
байқалады. Барлық осы өзгерістер бетон қиыршықтастарында ерітінді
компонентінің болуымен байланысты. Қиыршықтасты бетондардың сапасын және
сенімділігін жақсартуға, ұсақ түйіршікті бетон деп аталатын қалың
толтырғыштың төмен құрамымен бетондарды пайдалану арқылы қол жеткізуге
болады.Дегенмен қиыршықтастың құрамының төмендеуі құрамында құмның артуына
байланысты бетон қоспасының су сұранысын арттырады. Осылайша,
азқиыршықтасты бетонды қасиеттерінің қалың толтырғыштың мазмұнына
тәуелділігі сызықты болуы керек. Ю.М. Баженов азқиыршықтасты бетонды екі
жағдайда қолдануды ұсынады:
- темірбетон құрылымдарында қымбат импортталған қиыршықтасты пайдалану
қажеттігінде;
- оның қасиеттерін жақсарту үшін (серпімділік модулін жоғарылату, шөгу
мен сіңіруді азайту) қиыршықтасты ұсақ түйіршікті бетонға енгізу.
Алайда, шағын бетонды бетон қоспаларының суға деген сұранысын арттыру
цемент тұтынудың өсуіне алып келеді, бұл дәстүрлі бетонмен салыстырғанда
азқиыршықтасты бетон кеңінен қолдануға кедергі келтіреді.Белсенді минералды
қоспаларды беттік-активті заттарды қолдану кезінде цемент тұтынудың
төмендеуіне әкелетіні белгілі.
Сонымен қатар, құмның гранулометриялық құрамы азқиыршықтасты бетонды
физико-механикалық қасиеттерінің өсуімен айтарлықтай әсер етеді.Толтырылған
цемент жүйелеріндегі байланыстардың өзара әрекеттесу механизмдерін
талдауға, байланыстыруды күшейту және құрылымды қалыптастыратын рөлді
күшейту мақсатында толтырғыштарды активтендіру жолдарын айқындауға
мүмкіндік береді.Жаңа жердегі ылғалдылық буларын және көмірқышқыл газын
абсорбциялаудан және молекулалық қалпына келмейтін күштердің қанығуымен
толтырғыш бетінің қартаюына ғана емес, сонымен қатар сенімді адгезиялық
байланыстардың қалыптасуына қосымша кедергі болып табылады.Осыған
байланысты, толтырғыштардың механикалық-химиялық белсендірілуі олардың
түйірлерін құрылымдаған байланыстырғыштың бастапқы байланыстық қабатын
тегістеу процесінде тікелей жасағанда тиімді. Минералды ұнтақтарды
активтендірудің оң тәжірибесі асфальт бетондар технологиясында жинақталған.
Полимерлі композиттердің беріктігінің өсуіне полимер толтырғышының бетіне
механикалық өңдеу арқылы, сондай-ақ, желім мен ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz