Влияние на свойства бетона формы зерен щебня и способы ее улучшения

Щебень с большим содержанием зерен неправильной формы (лешадном и игловатом) при применении его в бетонной смеси, особенно для тонкостенных железобетонных конструкции, не обеспечивает необходимую плотность бетона. Использование такого щебня увеличивает стоимость железобетонных конструкций за счет перерасхода цемента, повышения брака изделии, трудоемкости изготовления, снижения коэффициента использования формовочного оборудования.

С другой стороны, известные трудности в технологии получения щебня кубообразней формы вызвали стремление у ряда исследователей обосновать возможность применения щебня с повышенным содержанием зерен неправильной формы без ущерба для качества бетона и бетонной смеси 1-2. К сожалению, проведенные исследования ограничились испытаниями щебня с различным содержанием зерен лещаднон формы в стандартных бетонных образцах. В этом случае не вызывает сомнений возможность обеспечения требуемого коэффициента уплотнения и однородности бетонной смеси, и влияние формы зерен щебня на свойства бетона и бетонной смеси резко не ощущается.

Иное положение создается при бетонировании тонкостенных железобетонных конструкций. При формовании их (даже при продолжительной вибрации) лещадные и игловатые зерна плохо происходят через арматурную сетку, в результате образуются раковины, каверны, которые, естественно, снижают качество готовых изделий. Поэтому для таких конструкций приходится проектировать составы бетона с высоким содержанием растворной части, повышенной удобоукладываемостью и в некоторых случаях идти на снижение максимально допустимого размера зерен щебня. Однако даже и такие меры не всегда приводят к положительному результату.

В связи с этим нельзя рассматривать вопрос о влиянии формы зерен щебня на свойства бетона и бетонной смеси односторонне, т. е. без учета «гидравлики» движения бетонной смеси при бетонировании конструкций.


По данным, полученным в лабораторных условиях, на стандартных бетонных образцах перерасход цемента при применении щебня с содержанием зерен неправильной формы в количестве 25—100% составляет соответственно 3—12%. При содержании в щебне 50% зерен неправильной формы использование его без ущерба для качества бетонирования большинства железобетонных конструкций, даже при очень высоких расходах цемента, становится практически невозможным. При содержании лешадных и игловатых зерен в количестве 25—30% перерасход цемента для многих конструкций достигает 15% и более, что существенно сказывается на экономике.

Не является случайным также то, что в технических условиях на заполнители для жезезобетонных труб, утвержденных в 1964 г. Государственным комитетом по промышленности строительных материалов, содержание зерен лешадной и игловатой формы ограничивается 10% (против 15% по ГОСТ 10268—62 «Заполнители для бетона. Технические требования»)

Нам представляется, что в дальнейшем более правильной характеристикой, вероятно, явится показатель, определяющий степень приближения формы зерен щебня к кубической или шарообразной.

Ниже излагаются некоторые способы улучшения формы зерен щебня на существующих дробильных машинах.

Большинство дробильных машин (шнековые, конусные, валковые) разрушают горные породы раздавливанием. Это способствует образованию в продуктах дробления большого количества зерен и игловатой формы Дробильные машины, разрушающие породы коротким ударом (молотковые и роторные дробилки), обеспечивают образование в продуктах дробления зерен щебня правильной формы.

На основании комплекса исследований. проведенных институтом ВНИПНеруд, в табл. 1 дается характеристика продуктов дробления различных дробильных машин при переработке гранитов. гравия и карбонатных пород.

Из данных табл. 1 видно, что дробилки ударного действия обеспечивают получение зерен щебня правильной формы.

Однако эти данные нельзя рассматривать как ПОСТОЯННУЮ характеристику, присущую указанным машинам. При переработке горных пород, различных по физико-механическим свойствам, количество зерен неправильной формы в продуктах дробления меняется в широких пределах, однако сравнительные данные во всех случаях говорят в пользу дробилок ударного действия.

Выпускаемые нашей промышленностью конусные и короткоконусные дробилки обеспечивают, в основном, производство заполнителей бетона. Они могут применяться также и на последних стадиях дробления изверженных и абразивных горных пород

Поскольку в продуктах дробления этих машин содержится значительное количество зерен неправильной формы, в настоящей работе рассматриваются способы исправления их с целью доведения лещадности до количеств, допускаемых государственными стандартами.

Вопросами исправления фермы зерен бетонного щебня занимаются институты ВНИИНеруд, ВНИИСтрондормаш, Союздернии и др.

Институт ВНИИНеруд считает, что для исправления формы зерен щебня из высокопрочных и абразивных порол можно применять дробилки ударного действия. Как показали экспериментальные работы, более перспективными дтя пели грануляции являются отбойноцентпобежные дроби тки типа OIUI-50 и СШД-100, выпускаемые Яеиноватским машиностроительным заводом (рис. 1). Техническая характеристика этих машин дана в табл. 2.


При переработке в дробилках ударного действия (предназначенных, в основном. для дробления неабразивных и малоабразивных пород) изверженных и абразивных пород имеет место большой износ ее рабочих органов. Поэтому их целесообразно использовать в этом случае как грануляторы.


Этой работе соответствует износ бил, не превышающий 2,5—3 г на 1 т перерабатываемого материала. Следует учесть, что в определении работы при грануляции взяты максимальные величины куска и степень сокращения, а поэтому и показатель износа в 3 а на 1 т будет наибольшим.

Рассматривая данные в таблицах 4 и 5. представляется возможность простым расчетом подобрать необходимый режим работы дробилки ОЦД-1О для уменьшения лешавности в продуктах дробления конусных дробилок. Например, для исправления формы зерен щебня из гранодиоритов надо, чтобы ротор дробилки делал 200 оборотов в 1 мин; щебня из гранита — 300 об/мин и щебня из гравия — выше 350 об/чин.