Закрытое акционерное общество «Урал-Омега»
+7 (499) 704-48-08
+7 (3519) 22-00-49
+7 (499) 704-48-08
+7 (3519) 22-00-49

Влияние механоактивации заполнителя на характеристики бетона

Хамидулина Д.Д. ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова»

Проблема охраны окружающей среды и переработки горных пород связана с использованием отходов, в частности отсевов дробления дробильно-сортировочных фабрик и горно-обогатительных предприятий. Производство щебня сопровождается большим выходом мелкой фракции, который сотнями кубометров занимает производственные площади, ограничивая деятельность предприятий. Кроме этого затраты производителей нерудных строительных материалов на вынужденное производство отсевов ложатся на себестоимость основной продукции – щебня, увеличивая ее на 15-30% [2].

Для решения такой проблемы можно найти различные способы, одним из которых является использование отсевов в качестве заполнителя для бетонов [3]. Другой способ, возникающий непосредственно при получении отсевов, - это механоактивация, в основе которой лежит изменение реакционной способности твердых веществ, состав и строение которых изменяются под действием механических сил [1].

Изучение механоактивации веществ посредством измельчения до сих пор находиться в процессе развития и является одним из перспективных направлений в промышленности строительных материалов. Изменение поверхностной структуры частиц заполнителя, увеличение его удельной поверхности, образование физических дефектов – это только некоторые положительные моменты процессов механоактивации, способствующие повышению физико-механических свойств бетона, а также снижению расхода цемента, при неизменном качестве готовых изделий.

Для активации измельчением используется известное измельчающее оборудование, а также создается новое. В нашем случае механоактиватором являлась центробежно-ударная дробилка ДЦ производства «Урал-Омега». В качестве рабочего материала использовался порфиритовый щебень с рудника «Малый Куйбас» (г. Магнитогорск).

Эффект механоактивации сохраняется в течение определенного промежутка времени после ее осуществления. Как следует из данных рисунка, этот эффект сохраняется в течение короткого промежутка времени.

Существенным является то, что основной прирост прочности наблюдается у образцов, заформованных сразу после механоактивации заполнителя, за счет увеличения его удельной поверхности, активирования всех полезных потенциалов зерен и снижение прочности уже после истечения одного часа от приложения механоактивации заполнителя. Этот факт объясняется тем, что отсев (щебень, подвергшийся дроблению до фракции (5-0)), представляет собой массу, каждая частица которой имеет поверхность, покрытую большим количеством дефектов, некоторые из которых в течение короткого промежутка времени самозалечиваются. Именно поэтому, прочность образцов, заформованных сразу после механоактивации заполнителя, почти в 2 раза больше.

Особенностью центробежно-ударного дробления является форма зерна, которая близка к изометричной в отличие от отсевов дробления в щековых или конусных дробилках. Кроме того, центробежно-ударное дробление приводит к возрастанию вновь образовавшейся поверхности, а, следовательно, к возрастанию поверхностной энергии, т.е. обеспечивает энергонапряженное состояние заполнителя. Зерна, полученные в результате такого дробления, имеют шероховатую и рваную поверхность, что является существенным преимуществом, поскольку такие зерна увеличивают сцепление вяжущего с зернами.

Рисунок 1 - Физико-механические показатели бетона в зависимости от промежутка времени приложения механоактивации до начала формования

В результате, можно сказать, что центробежно-ударное дробление является не просто процессом изменения размера частиц материала, а, как минимум, процессом увеличения потенциальной энергии вещества и повышения его активности вследствие увеличения поверхностной энергии [1].

 

Литература:

  •  Молчанов В.И., Селезнева О.Г., Жирнов Е.Н. Активация минералов при измельчении – М.: Недра, 1988. – 208с.;
  •  В.А. Артамонов, В.В. Воробьев, В.С. Свитов. Опыт переработки отсевов дробления // Строительные материалы. - №6. – С. 28-29;
  •  Д.Д. Хамидулина, М.С. Гаркави, В.И. Якубов и др. Отсевы дробления – эффективный способ повышения качества бетонов // Строительные материалы. - №11. – С. 50-51
Скачать статью () в PDF