1082

Примечание. «+» – образцы выдержали испытания на равномерность изменения объема; «–» – не выдержали.

Водоотделение имеет большое значение для получения однородного бетонного тела для надежного сцепления твердеющего вяжущего с заполнителем. В зависимости от условий использования смесей, целесообразно знать и регулировать водоудерживающую способность вяжущих. Характер изменения данного свойства в зависимости от состава смеси приведен в табл. 7.15. Полученные результаты свидетельствуют о том, что введение золы в цемент увеличивает водоотделение причем чем меньше сроки схватывания исследуемых смесей (у измельченных составов), тем меньше их водоотделение.

Для определения активности золоцементного вяжущего проводится испытание образцов-балочек из золоцементо–песчаного раствора состава 1:3 малопластичной консистенции с водоцементным отношением 0,4 (ГОСТ 310.4), по определению прочности при сжатии и прочности при изгибе.

Из полученных результатов (см. табл. 7.16) видно, что механическая обработка смешанного вяжущего в дезинтеграторе позволяет не только сохранить свои прочностные показатели, но и увеличить их до марки 400.

Таблица 7.16

Показатели прочности образцов-балочек на золоцементного вяжущем, испытанных через 28 суток твердения в воде

где с, d, e – корреляционные коэффициенты; с = 0,089 моль/м3; d =

1,411 моль/м3; е = 2,968 МПа.

Критерием оптимизации является функция прочности изделия золоцементного вяжущего в зависимости от отношения энергии активации к полной энергии ударного взаимодействия (рис.7.14). Он показывает соотношение энергии активации и расходуемой энергии, при которой наблюдается наибольшая прочность золоцементного вяжущего.

На графике (рис. 7.14) хорошо видна точка экстремума, которая равна численному значению 14 1/моль отношения переданной энергии от дезинтегратора к измельчаемому золоцементному материалу к полной механической энергии. При этом экстремальная точка соответствует оптимальной скорости вращения роторов дезинтегратора, равной 50 с-1 (см. рис.7.13). Дальнейшее увеличение скорости ведет к повышению энергозатрат на измельчения и к уменьшению прироста прочности готового изделия из золоцементного вяжущего, что в итоге ведет к уменьшению эффективности процесса измельчения.

Вышеуказанные зависимости (см. рис. 7.13, 7.14) получены при фиксировании конструктивных параметров дезинтеграторной установки. Поэтому при изменении конструкции дезинтегратора для выявления оптимальной скорости вращения роторов следует найти свои экспериментальные значения прочности RСЖ, энергии активации U золоцементного вяжущего и энергозатрат Э, затраченных на его измельчение.

7.5. Технологический регламент получения золоцементного вяжущего

1. Общая характеристика производства.

Настоящий технологический регламент распространяется на выпуск одной партии механоактивированного золоцементного вяжущего для укрепления грунтов. Механоактивированное золоцементное вяжущее – вяжущее, в состав которого входит 40 % золы и 60 % цемента, прошедшие механическую обработку в дезинтеграторе. Производство состоит из одной технологической линии, размещенной в заводском цехе.

Данный технологический регламент предусматривает отработку технологического процесса получения золоцементного вяжущего, подбор оптимальных технологических параметров, а также физико-механических показателей продукции.

2. Характеристика производимой продукции.

Техническое наименование получаемого продукта – механоактивированное золоцементное вяжущее (МЗЦВ). Количество МЗЦВ зависит от вида применяемой для его производства золы, используемого типа и марки вяжущего – цемента, а также от режимов обработки МЗЦВ в дезинтеграторе. МЗЦВ должно соответствовать нормам, указанным в табл. 7.17.

3. Характеристика исходных материалов.

Характеристика исходных материалов приведена в табл. 7.18. 4. Технологический процесс получения МЗЦ вяжущего.

4.1. Описание процесса.

Определенные пропорции золы и цемента подаются для механической обработки в дезинтегратор. Работа дезинтегратора при этом производится в оптимальных режимах, которые соответствуют скорости вращения правого и левого дисков роторов 50,00 с-1 и 33,33 с-1 соответственно. Для повышения эффективности процесса механоактивации размер бил к перифе-

рии дисков уменьшается. Из выходного отверстия дезинтегратора выходит готовое МЗЦ вяжущее, которое при необходимости упаковывают в тару.

4. Технологический процесс получения МЗЦ вяжущего. 4.1. Описание процесса.

Определенные пропорции золы и цемента подаются для механической обработки в дезинтегратор. Работа дезинтегратора при этом производится

воптимальных режимах, которые соответствуют скорости вращения правого и левого дисков роторов 50,00 с-1 и 33,33 с-1 соответственно. Для повышения эффективности процесса механоактивации число размер бил к периферии дисков уменьшается. Из выходного отверстия дезинтегратора выходит готовое МЗЦ вяжущее, которое при необходимости упаковывают

втару.

4.2.Стадии технологического процесса (рис. 7.15).

1.Подготовка исходных материалов:

-сушка золы до постоянной массы;

-засыпка золы и цемента в бункера.

2.Подача через дозаторы соответствующих пропорций золы 40 % и цемента 20 % (от общей массы вяжущего) на транспортер.

3.Посредством транспортера загружаем дезинтегратор соответствующими порциями исходных материалов.

4.Производим совместную механоактивацию золы (40 %) и цемента (60 %) в дезинтеграторе.

5.На выходе из дезинтегратора получаем готовое МЗЦ вяжущее в количестве 60% от общей массы.

6.Складирование полученного МЗЦ вяжущего.

7.Смешиваем 60 % МЗЦ вяжущего с 40 % не прошедшего механическую обработку цемента непосредственно на строительной площадке.

4.3.Подготовка компонентов и их аналитический контроль. Исходные компоненты по качеству должны соответствовать требова-

ниям нормативных документов.

5

Рис. 7.15. Технологическая схема производства МЗЦ вяжущего:

1 – печь для сушки золы; 2, 5 – ленточный конвейер; 3 – расходный бункер для компонентов вяжущего; 4 – маятниковый дозатор; 6 – дезинтегратор; 7 – пневмотранспорт; 8

– бункер для готовой продукции

Зола предварительно должна быть высушена до постоянной массы, затем ее проверяют на соответствие радиационного фона норме и на гранулометрический состав.

4.4. Изготовление МЗЦВ.

Производство МЗЦ вяжущего с использованием дезинтегратора является периодическим процессом. Периодичность процесса задается временем загрузки золы и цемента в дезинтегратор. Для обеспечения высокой производительности производства необходимо учитывать, что на выполнение первой стадии требуется значительное время, превышающее время на выполнение всех последующих стадий (табл. 7.19).

Операция сушки золы не рассматривается, в качестве наполнителя к вяжущему отбирается зола сухого отбора.

4.5. Нормы расхода основных видов материалов (табл. 7.20).

4.6. Спецификация на основе технологического оборудования.

1.Печь для сушки золы.

2.Бункер для золы.

3.Бункер для цемента.

4.Маятниковый дозатор для золы.

5.Маятниковый дозатор для цемента.

6.Ленточный конвейер.

7.Дезинтегратор.

8.Устройство для фасовки МЗЦВ.

9.Место для хранения.

4.7.Контроль производства.

Контроль производства осуществляется ОТК согласно нормативной документации по ГОСТ 22236-85. Контролю подлежат:

1.Химический анализ компонентов вяжущего.

2.Температурный режим сушки золы.

3.Степень равномерности дозирования компонентов вяжущего.

4.Режим измельчения.

5.Внешний вид упаковки.

6.Физико-механические свойства изготовленного вяжущего.

4.8.Основные правила безопасности эксплуатации производства. Должны выполняться общие требования, указанные в ГОСТах по тех-

нике безопасности. Необходимо контролировать запыленность (ГОСТ 12.1.005-88) и радиационный фон.

4.9. Пожаровзрывобезопасные и токсичные свойства сырья и готовой продукции.

При получении партии золы-уноса она должна быть проверена на соответствие радиационного фона нормам.

Готовый продукт – МЗЦ вяжущее – пожароневзрывоопасен, не выделяет токсичных веществ, является экологически безвредным материалом, соответствует требованиям ГОСТ 12.1.004-91, ГОСТ 12.1.010.

7.6. Применение механоактивированного золоцементного вяжущего в дорожном строительстве

Применение укрепленных грунтов в конструкциях дорожных одежд, как уже отмечалось, дает экономический эффект за счет снижения строительных затрат по сравнению с затратами на традиционные основания из зернистых материалов в среднем на 15–30 %. Экономия обеспечивается за

счет более высокого уровня механизации, использования более дешевых местных материалов взамен привозных и, кроме того, за счет уменьшения общей толщины дорожной одежды в результате снижения расчетной влажности грунта земляного полотна под конструкциями из плотных материалов. При этом обеспечиваются более высокие транспортноэксплуатационные качества покрытия и, прежде всего, длительное сохранение его ровности.

Для устройства конструктивных слоев из грунтов, укрепленных золоцементным вяжущем, могут быть использованы естественные грунты с числом пластичности не более 17,0, имеющие щелочную среду, и с числом пластичности не более 7, имеющие показатель рН не более 6,5 (для кислых грунтов). Пли наличии только грунтов с кислой средой (рН<7,0) и числом пластичности выше 7,0 их можно использовать только с добавками отхода производства известнякового щебня.

Подбор состава золоцементогрунтовой смеси предусматривает выбор экономически целесообразных соотношений составляющих материалов (грунта, золоцементного вяжущего, воды) для обеспечения требуемой прочности и морозостойкости оснований из золоцементогрунта.

В процессе подбора состава золоцементогрунтовой смеси решают также вопрос о введении добавок и их количества.

Перед подбором состава золоцементогрунта рекомендуется определить основные характеристики исходных материалов. Пригодность грунта для укрепления золоцементным вяжущим определяется по величине числа пластичности и водородного показателя рН. Определяют марку золоцементного вяжущего, нормальную густоту золоцементного теста, тонкость помола, равномерность твердения вяжущего, начало и конец схватывания.

Ниже показано влияние процентного содержания оптимального состава вяжущего (зола 40 %+цемент 60 %) на свойства укрепленной им супеси

(рис. 7.16 и в табл. 7.21).

Исследования кинетики набора прочности супеси, укрепленной механоактивированным золоцементным вяжущим, показывают, что уже при 6 % его содержания материал достигает марки 40 (первый класс прочности), тогда как при этом же содержании цемента достигается марка чуть больше 30 (второй класс прочности). При содержании в грунте до 7 % механоактивированного вяжущего материал приобретает марку 60. Это объясняется тем, что в результате воздействия при измельчении интенсивных механических нагрузок резко увеличилась гидратационная активность исходной золы, что было отмечено ранее.

Рис.7.16. Влияние процентного содержания механоактивированного золоцементного вяжущего и цемента на прочность укрепленного грунта в водонасыщенном состоянии

Таким образом, можно констатировать, что механическая активация зол-уноса омских ТЭЦ с цементом позволяет получить высокоэффективное для укрепления грунтов вяжущее. При этом следует отметить, что механоактивационная технология позволяет получить материал марки 60 введением в грунт 7 % активированного вяжущего, включающего 4 % цемента и 3 % золы.

Технологический процесс укрепления грунтов золоцементным вяжущим состоит из ряда последовательных операций, выполняемых в следующем порядке:

–подготовка земляного полотна;

–заготовка грунта для укрепления;

–размельчение грунта;

–дозирование и распределение золоцементного вяжущего;

–введение воды;

–перемешивание влажной золоцементогрунтовой смеси;

–профилирование готовой смеси;

–уплотнение;

–уход за уплотненным слоем.