книги / Проектирование, строительство и эксплуатация зданий и сооружений

В микропрепаратах с водой, запечатанных пластилином по методу О.А. Астреевой и Л.В. Лопатниковой, исследовали гидратацию шлаков, наблюдая возникновение новообразований (табл. 2).

Как видно из приведенных в табл. 2 данных, не обнаружено корреляции между прочностью затвердевшего шлака и его химическим составом.

Для выводов о наличии или отсутствии корреляции между прочностью и фазовым составом шлаков пока еще слишком мало данных РФА. Однако на основании уже имеющихся данных РФА и фазового состава шлаков, полученного пересчетом химического состава в фазовый, можно сделать предварительные выводы о наличии корреляции между прочностью шлаков и содержанием в них геленита при введении гипса в качестве возбудителя твердения (табл. 3).

Расчет минералогического состава шлака проводили по следующей методике. Начинали расчет с оксида, молярное содержание которого в шлаке является наименьшим. Принималась гипотеза, что этот оксид полностью входит в состав одного минерала.

Из всех возможных минералов, содержащих оксид, выбирали тот, образование которого наиболее вероятно термодинамически.

Например, в шлаке менее всего содержится А120з - 0,05 моля. Из алюмосодержащих минералов в шлаке наиболее вероятно образование анортита и геленита. Однако анортит скорее может образоваться в кислом шлаке, а геленит - в основном. Поскольку модуль основности данного шлака высок (1,57), то вероятнее наличие в нем геленита. Поэтому принимали гипотезу б наличии геленита.

содержания в шлаке минерала, состоящего только из избыточного оксида. Например, если после окончания расчета выявится избыток извести, можно допустить, что она входит в состав шлака в виде свободной извести.

Петрографические исследования показали, что новообразования при гидратации без гипса возникают только в тех препаратах, которые были приготовлены со шлаками П2Ш2 и П5Ш1.

Таким образом, выявлена корреляция между фазовым составом шлака и его способностью к сульфатному возбуждению. Предварительно можно констатировать, что такая способность у шлака тем выше, чем больше в нем образуется двухкальциевого силиката (ларнита) и геленита.

Список литературы

1. Горшков В.С. и др. Комплексная переработка и использование металлургических шлаков в строительстве. М.: Стройиздат, 1985.

2. Горшков В.С. Гидратационные свойства анортита и псевдоволластонита // ЖПХ. 1966. Т. 39. № 2.

3. Гатг В., Нерс Р. Фазовый состав портландцементного клинкера // VI Международный конгресс по химии цемента. М.: Стройиздат, 1976. Т. 1.

4. Баталин Б.С., Беляева И.В., Макарова Л.Е. О взаимосвязи между фазовым составом феррованадиевого самораспадающегося шлака и его вяжущими свойствами //ЖПХ, 1996.Т. 69. Вып. 1.

Получено 10.06.99

УДК 691.33

Б.С. Баталин, М.Н. Козынцева

Пермский государственный технический университет

ОТВАЛЬНЫЙ ДОМЕННЫЙ ШЛАК ЧУСОВСКОГО М ЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ЗАВОДА КАК СЫ РЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВЯЖУЩЕГО

Исследованы вяжущие свойства отвального доменного шлака Чусовского металлургического завода. Установлена возможность получения из данного шлака низкомарочных вяжущих; пригодных для изготовления низкомарочных бетонов и растворов.

В настоящее время отвальные шлаки черной металлургии практически не используются. Накапливаясь сотнями тысяч тонн, они нарушают экологическое равновесие и загрязняют воздушный и водный бассейны металлургических районов. Основными препятствиями для использования этих шлаков являются высокая неоднородность их состава и наличие в них большого количества металлургического железа.

Извлечение металлургического железа требует значительных энергозатрат и может стать целесообразным только при условии утилизации образующихся «хвостов». Фирмой «Хеккет МультиСерв» (Голландия) предложена технология, извлечения металлического железа из этих «хвостов». По данной технологии исходные куски отвального шлака подвергают многократному дроблению и магнитной сепарации. При этом извлекают до 15 мае. % металлического железа от количества переработанного шлака. После переработки остается шлаковый щебень, представленный двумя фракциями: 0- 10 и 10-50 мм.

Химический состав отвального доменного шлака Чусовского металлургического завода, мае. %: ЗЮ2 - 25,06; А120 3 -15,41; ТЮ2 - 9,07; РеО - 1,93; СаО - 30,98; М §0 - 12,51; МпО - 0,53; У20 5 -0,21; т , -1,07; т , - 0,6.

В доменном шлаке Чусовского металлургического завода присутствуют следующие основные минералы, мае. %: псевдоволластонит аСаО-5Ю2 ~ 2,5, анортит СаО-А12Оз-28Ю2 ~ 2,5, геленит 2Са0-М§0-5Ю2 ~ 10, монтичеллит СаО-М^О-ЗЮг ~ 10, мервинит ЗСа0-М&0*28Ю2 -.10, ранкинит ЗСаО-25Ю2 - следы, мелилит (твердый раствор 2Са0-А120 3-8Ю2 - 15 % + 2Са0-М§О28Ю2 - 85 %) ~ 65 %.

Анализируя химико-минералогический состав шлака, и опираясь на данные [1], можно предположить, что данный шлак будет проявлять гидратационные и вяжущие свойства при наличии активирующей добавки.

Нами была проведена работа, целью которой являлось определение пригодности шлакового щебня для получения строительных материалов и изделий. В частности, была предпринята попытка получить вяжущее на основе этого шлака.

В ходе работы шлаковый щебень, высушенный до постоянной массы, подвергали помолу в шаровой мельнице. После чего шлак просеивали через сито № 14. Для получения вяжущего из молотого шлака проводили щелочную и сульфатную активацию [1,2]. В качестве щелочных активизаторов использовали известь, портландцемент, раствор гидроксида натрия, а также жидкое стекло. В качестве сульфатного активизатора использовали гипс.

Активность вяжущего определяли испытанием образцов-цилиндров диаметром 10 мм, высотой 20 мм. Образцы хранили в эксикаторе. Предел прочности на сжатие определяли по разрушающей нагрузке на ручном прессе типа МИЛ-100-2 и прессе типа П-10. Результаты испытаний приведены в таблице.

Испытания показали, что наибольшей прочностью обладают образцы, в которых использованы щелочные активирующие добавки, а именно портландцемент и жидкое стекло. В качестве инициатора твердения жидкого стекла использовали кремнефтористый натрий Ла281р6[3].

Таким образом, по полученным данным можно сделать предварительный вывод о возможности получения из отвального доменного шлака Чусовского

металлургического завода низкомарочных вяжущих (марок 100-200), а также вяжущего для изготовления кислотоупорных композиций.

Результаты испытаний образцов-цилиндров

Список литературы

1. Горшков В.С., Александров С.Е, Иващенко С.И., Горшкова И.В. Комплексная переработка и использование металлургических шлаков в лронгельстве. М.: Стройиздат, 1985.

2. Пащенко А.А., Сербин В.П., Старчевская Е.А. Вяжущие материалы. Киев: Вшца школа, 1985.

3. Субботкин М.И., Курицына Ю.С. Кислотоупорные бетоны и растворы. М.: Стройиздат, 1967.

Получено 10.06.99

УДК 666.642

Б.С. Баталин, В.Г. Крафт, А.Б. Кипина

Пермский государственный технический университет

ПРИМЕНЕНИЕ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ДЛЯ УЛУЧШ ЕНИЯ КАЧЕСТВА КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА

Приведены сведения об использовании шламов гальванического производства в качестве добавки, интенсифицирующей процесс спекания при производстве керамического

кирпича на заводе, построенном по зарубежному проекту с использованием импортного оборудования.

В настоящее время рынок стеновых материалов в Пермской области, особенно с пуском импортных комплектных заводов, практически перенасыщен. Идет борьба за потребителя. В связи с этим большой интерес представляет улучшение качества керамического кирпича на тех предприятиях, где эта проблема полностью еще не решена.

Авторами была проведена работа по получению керамической массы для кирпича с повышенной прочностью на изгиб. Работа велась для ПФ «Керамос» (Новолядовский кирпичный завод) ЗАО «Австром», построенного с учетом передовых технологий и оснащенного современным глиноперерабатывающим и тепловым оборудованием фирмы «РисИз» (Австрия) производительностью 30 млн.шт. керамического кирпича д год. Предприятие выпускает пустотелый кирпич и камни пустотностыо до 42 %.

Основанием для проведения работ послужило то, что кирпич этого предприятия имеет пониженную прочность на изгиб, что не соответствует требованиям ГОСТа 530-95 «Кирпич и камни керамические». Это ведет к появлению бррка, занижению марки готовой продукции и, соответственно, к экономическим потерям. К сожалению, этот «подводный камень» был заложен еще на стадии выбора технологии производства и подбора оборудования дтя выпуска кирпича, так как в стандарты страны-поставщика оборудования не включены требования к прочности на изгиб кирпича.

Технология производства кирпича на этом предприятии состоит из следующих переделов:

- добыча глины с усреднением ее в забое карьера и погрузкой в автотранспорт;

-транспортировка глины для подачи в производство;

-хранение, подготовка и подача добавок;

-массоподготовка;

-вылеживание шихты в шихтозапаснике;

-переработка шихты;

-формование кирпича-сырца;

-скоростная сушка сырца в щелевой сушилке;

-скоростной обжиг в туннельной щелевой печи;

-пакетирование готовой продукции.

В качестве глиняного сырья на заводе используются глины Вороновского месторождения (Пермская обл.) следующего химического состава,мас. %: 5Ю2 - 66,54; А120з - 13,91; Ре2Оэ - 5,48; М§0 - 1,91; СаО - 2,10; Ыа20 - 1,51; К20 - 1,90; 80з - 0,05 [1]. По химическому составу глины месторождения относятся к качественному сырью для производства керамики.

Пластичность глин оценивается величинами 9,3-21,1 (в среднем по месторождению - 14,1), т.е. относятся к умеренно пластичным. При этом в

западной части месторождения распространены среднепластичные глины с числом пластичности более 15.

Дисперсность глин по данным [1] низкая. Среднедисперсные глины составляют около 5 % от объема полезной толщи.

По содержанию песчаной фракции глины в основном Малозапесоченные, среднезапесоченные и составляют около 10 % полезной толщи.

Естественная влажность глин колеблется от 14,7 до 31,0 %, составляя в среднем 20,2 %. Формовочная влажность - от 19 до 23 %.

Глины характеризуются высокой чувствительностью к сушке: Кч=2,1-2,8, и высокими показателями воздушной усадки (8,7 - 11,4 %).

Огневая усадка глин при температуре 1000°С 0,0-2,3%.

Спекаемость глин слабая, они относятся к неспекаемым (водопоглощение при 1=950-1000 °С составляет 7,46-12,5 %; средняя плотность - 1,90-2,06 г/см3), при этом по температуре спекания глины Вороновского месторождения к группе низкотемпературного спекания, по огнеупорности - к легкоплавкому сырью.

В качестве добавки используются отходы углеобогащения (аргиллит) Коркинской обогатительной фабрики АО «Разрез Коркинский» (Челябинская

золы, % - 69,10; массовая доля общей влаги - 5,8 %; массовая доля общей серы - 0,17 %; размер кусков - 0-100 мм; массовая доля кусков выше верхнего предела крупности —16 %.

По нашему мнению, в настоящее время данному производству присущи следующие недостатки, связанные с введением аргиллита, так как эта добавка имеет ряд отрицательных свойств:

-большие колебания химического состава;

-большая зольность;

-большое расстояние перевозки от места Получения до места использования, что ведет к увеличению себестоимости кирпича за счет роста транспортных расходов;

-недостаточная прочность кирпича на изгиб.

Кроме того, при введении аргиллита шихта после вылеживания может набухать и аргиллит повышает чувствительность массы к сушке. Все это не улучшает качество готовой продукции.

Недостатком технологического режима обжига кирпича является скоростной обжиг, что приводит к «пиковому» температурному режиму, т.е. к отсутствию площадки закала на фактической температурной кривой обжига. Для устранения этого недостатка необходимо удлинение зоны обжига, что практически невозможно, так как повлечет за собой реконструкцию всей печи (а их на заводе две) и большие финансовые затраты.

Всвете вышеизложенного нами была предложена замена аргиллита местной добавкой - гальваническим шламом. Эта замена основана на предположении, что шламы могут сыграть роль интенсификатора спекания, т.е. понизить температуру спекания и расширить интервал спекшегося состояния, а, значит, дать более длительное время закала и, в конечном итоге,более высокую прочность. Кроме того, немаловажен и экологический аспект утилизации шламов как отходов производства.

Вкачестве добавки были исследованы шламы двух видов после очистки стоков гальванических производств ОАО «Пермские моторы»:

- обезвоженный при температуре 500 °С и имеющий химический состав, мас.%: Са - 13,3-17,4; сульфаты - 8,0-10,9; Сё - 12,7-15,6; $1 - 1,5; 5Ю2 - 3,2;

Исследовалось влияние предложенных добавок на технологические свойства керамических масс и определялись свойства образцов с добавками после сушки и обжига:

-средняя плотность;

-водопоглощение черепка по массе;

-усадка линейная воздушная и огневая;

-прочность на сжатие и изгиб.

Свойства керамических образцов

П р и м е ч а н и е . В составе образцов обозначено: Г - содержание глины,%; ОШ - содержание обезвоженного шлама, %; ПШ - содержание прокаленного шлама, %.

Исследования проводились в лаборатории строительных материалов Пермского государственного технического университета. Усадка определялась на образцах-шайбах 0 50 мм, плотность и водопоглощение - на шайбах и цилиндрах 0 50 мм, прочность на сжатие и изгиб - на балочках 40x40x160 мм. Шайбы и цилиндры изготавливались на гидравлическом прессе П-10 при удельном давлении прессования 1 МПа. Балочки изготавливали вручную.

Результаты исследований приведены в таблице.

Полученные результаты по прочности на сжатие и изгиб для составов с прокаленным шламом говорят о возможности получения кирпича марок 200 и выше, что вполне удовлетворяет требованиям ГОСТ 530-95 и сложившегося в Пермской области рынка стеновых материалов.

Таким образом, на основании полученных лабораторных результатов можно сделать вывод о том, что при введении в глину Вороновского месторождения прокаленного гальванического шлама ОАО «Пермские моторы» в количестве 3 % по массе улучшаются прочностные характеристики готовой продукции при сохранении внешнего вида кирпича керамического (отсутствие высолов).

Список литературы

1. Отчет о детальной разведке глин Вороновского месторождения на пригодность для производства кирпича керамического, выполненный геологоразведочной экспедицией Пермского геологического комитета, 1991.

2.Технологический регламент на процесс производства кирпича керамического наПФ «Керамос» ЗАО «Австром». Пермь, 1993.

3.Рыщенко М.И., Лисачук Г.В. Повышение эксплуатационных свойств керамики. Харьков, 1987.

5.Третиннгос В.Ю. и др. Повышение качества сырья для производств керамики. Киев, 1989.

Получено 10.06.99

УДК 624.159

В.Н. Стротнов; АЛ. Нафиков

Пермский государственный технический университет

УСИЛЕНИЕ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ ЖИЛЫХ ДОМОВ ЗАДАВЛИВАНИЕМ СПЕЦИАЛЬНЫХ ПЛОСКИХ СВАЙ ИЛИ ПУСТОТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ

Изложен перспективный метод усиления оснований и фундаментов жилых домов, основанный на горизонтальном задавливании под их подошву специальных свай или пустотных плит.