Отсевы дробления гранита как компонентный фактор формирования структуры бетона. Часть II. Экспериментальные исследования структурообразующего потенциала*
- Авторы: Макеев А.И.1
-
Учреждения:
- Воронежский государственный технический университет
- Выпуск: № 1-2 (2024)
- Страницы: 59-66
- Раздел: Современные бетоны
- URL: https://rjdentistry.com/0585-430X/article/view/635968
- DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-821-1-2-59-66
- ID: 635968
Цитировать
Аннотация
Представлены результаты экспериментальных исследований индивидуального и совместного влияния макро-, мезо- и микро- нанозернистых фракций отсева дробления гранитного щебня на процессы структурообразования и свойства цементных бетонов. Установлено, что в процессах формирования структуры мелкозернистого бетона и потенциала сопротивления его разрушению все фракции отсева камнедробления выполняют свои специфические функции компонентного фактора. Макроразмерные (щебневидные) зерна отсева фракции 5–10 мм образуют макромасштабный каркас системы сложения, воспринимающий силовую нагрузку с аккумуляцией энергии нагружения и торможением магистральных трещин. Песчаные мезочастицы отсева фракции 0,16–5 мм заполняют межзерновое пространство системы сложения макрочастиц с диссипацией энергии внешнего нагружения в матричном материале. Микрофракция отсева дробления гранита фракции 0,16 мм наряду с эффектом замещения объема цементного камня проявляет физико-химическую активность в фазообразовании гидратных соединений. Показано, что в исходном отсеве дробления гранита структурообразующая роль его частиц проявляется недостаточно эффективно, главной причиной этого служит переизбыток песчаных фракций, раздвигающих зерна макрофракций и повышающих водопотребность бетонной смеси. Традиционные методы обогащения отсевов эту проблему не решают. Обсуждается принцип кондиционирования отсева путем его насыщения макро- и микроразмерными фракциями. На основе этого принципа разработана технология механической обработки отсева с получением линейки продуктов для целевого использования в индустрии строительных материалов и изделий. Внедрение такой технологии позволит существенно повысить эффективность строительно-технологической утилизации отсевов камнедробления за счет максимального использования структурообразующего потенциала их полидисперсного состава.
Полный текст
Об авторах
А. И. Макеев
Воронежский государственный технический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: amakeev@cchgeu.ru
канд. техн. наук
Россия, ВоронежСписок литературы
- Макеев А.И., Чернышов Е.М. Отсевы дробления гранита как компонентный фактор формирования структуры бетона. Ч. I. Постановка проблемы. Идентификация отсевов // Строительные материалы. 2018. № 4. С. 56–60. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-758-4-56-60
- Пухаренко Ю.В., Панарин С.Н., Веселова С.И. и др. Наномодифицированный бетон на основе отходов камнедробления // Вестник гражданских инженеров. 2011. № 3. С. 72–76.
- Макеев А.И. Научно-техническое обоснование технологии глубокой переработки отсевов дробления гранитного щебня // Научный журнал строительства и архитектуры. 2011. № 3. С. 56–67.
- Морозов Н.М., Авксентьев В.И., Боровских И.В., Хозин В.Г. Применение отсевов дробления щебня в самоуплотняющихся бетонах // Инженерно-строительный журнал. 2013. № 7. С. 26–31.
- Демьянова В.С., Чумакова О.А. Комплексное использование материалов и отходов добычи камнедробления нерудных полезных ископаемых в мелкозернистых бетонах нового поколения // Региональная архитектура и строительство. 2014. № 4. С. 57–60.
- Бурба Д.В., Сафончик Д.И. К вопросу о применении гранитных отходов камнеобработки РУПП «Гранит» при создании эффективных строительных материалов. Архитектура, строительство, транспорт: Материалы Международной научно-практической конференции (к 85-летию ФГБОУ ВПО «СибАДИ»). Омск, 2015. С. 467–471.
- Mármol I., Ballester P., Cerro S., Monrós G., Morales J., Sánchez L. Use of granite sludge wastes for the production of coloured cement-based mortars. Cement and Concrete Composites. 2010. Vol. 32. No. 8, pp. 617–622. doi: 10.1016/j.cemconcomp.2010.06.003
- Singh S., Nande N., Bansal P., Nagar R. Experimental investigation of sustainable concrete made with granite industry by-product. Journal of Materials in Civil Engineering. 2017. Vol. 29. No. 6, рр. 04017017. doi: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0001862
- Medina G., Sáez Del Bosque I. F., Frías M. [et al.] Granite quarry waste as a future eco-efficient supplementary cementitious material (SCM): Scientific and technical considerations. Journal of Cleaner Production. 2017. Vol. 148, pp. 467–476. doi: 10.1016/j.jclepro.2017.02.048
- Rezende Leite F., Lúcia Pereira Antunes M., Cipriano Rangel E. et al. An ecodesign method application at the experimental stage of construction materials development: A case study in the production of mortar made with ornamental rock wastes. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 293, рр. 123505. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2021.123505
- Nayak S.K., Satapathy A., Mantry S. Use of waste marble and granite dust in structural applications: A review. Journal of Building Engineering. 2022. Vol. 46, рр. 103742. doi: 10.1016/j.jobe.2021.103742
- Rashwan M.A., Mashaly A.O., Al Basiony T.M., Khalil M.M. Self-compacting concrete between workability performance and engineering properties using natural stone wastes. Construction and Building Materials. 2022. Vol. 319, рр. 126132. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2021.126132
- Ahmadi S.F., Reisi M., Amiri M.C. Reusing granite waste in eco-friendly foamed concrete as aggregate. Journal of Building Engineering. 2022. Vol. 46, рр. 103566. doi: 10.1016/j.jobe.2021.103566.
- Аликин А.В. О возможности массовой утилизации отсевов гранитного щебня // Записки Горного института. 2013. Т. 202. С. 143–146.
- Капустин Ф.Л., Перепелицын В.А., Пономарев В.Б., Лошкарев А.Б. Повышение эффективности использования отсевов дробления скальных горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2017. № 3. С. 103–107.
- Макеев А.И., Чернышов Е.М. Пылевидная фракция отсевов дробления гранита как носитель микронаночастиц, участвующих в структурообразовании цементных бетонов // Нанотехнологии в строительстве. 2018. Т. 10. № 4. С. 20–38. DOI: dx.doi.org/10.15828/2075-8545-2018-10-4-20-38.
- Макеев А.И. Методологические основания теории конструирования и синтеза оптимальных структур конгломератных строительных композитов // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Сер.: Физико-химические проблемы и высо- кие технологии строительного материаловедения. 2015. № 1. С. 29–37.
- Балабанов М.С., Чикноворьян А.Г. Исследование обогащения песка для строительных работ отсевами дробления горных пород // Градостроительст- во и архитектура. 2023. Т. 13. № 3. С. 50–58. doi: 10.17673/Vestnik.2023.03.07.
- Mashaly A.O., Shalaby B.N., Rashwan M.A. Performance of mortar and concrete incorporating granite sludge as cement replacement. Construction and Building Materials. 2018. No. 169, pp. 800–818. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.03.046
- Lozano-Lunar A., Jiménez J.R., Dubchenko I. et al. Performance of self-compacting mortars with granite sludge as aggregate. Construction and Building Materials. 2020. Vol. 251. 118998. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2020.118998
- Jain A., Chaudhary S., Gupta R. Mechanical and microstructural characterization of fly ash blended self-compacting concrete containing granite waste. Construction and Building Materials. 2022. Vol. 314. 125480. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2021.125480
- Chen J.J., Ng P.L., Kwan A.K.H. Optimum fines content in manufactured sand for best overall performance of superplasticized concrete. Journal of Materials in Civil Engineering. 2023. Vol. 36. Iss. 1. https://doi.org/10.1061/JMCEE7.MTENG-16195
- Song T.H., Lee S.H., Kim B. Recycling of crushed stone powder as a partial replacement for silica powder in extruded cement panels. Construction and Building Materials. 2014. Vol. 52, рр. 105–115. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2013.10.060
- Medina G., Sáez del Bosque I.F., Frías M., Sánchez de Rojas M.I., Medina C. Mineralogical study of granite waste in a pozzolan/Ca(OH)2 system: influence of the activation process. Applied Clay Science. 2017. Vol. 135, рр. 362–371. https://doi.org/10.1016/j.clay.2016.10.018
- Prokopski G., Marchuk V., Huts A. The effect of using granite dust as a component of concrete mixture. Case Studies in Construction Materials. 2020. Vol. 13. e00349. doi: 10.1016/j.cscm.2020.e00349
- Капустин Ф.Л., Пономарев В.Б. Получение обогащенного песка из отсевов дробления горных пород на пневматическом классификаторе // Обогащение руд. 2016. № 4. С. 56–60. doi: 10.17580/or.2016.04.09