книги из ГПНТБ / Использование отходов разработки месторождений известняка-ракушечника для производства бетонов и облицовочных изделий [сборник]

Рис. 1. Общий вид групп сравниваемых цилиндров из пильного из­ вестняка «гюша»

Т а б л и ц а 1

Размеры кубов и цилиндров в группах испытаний

ними цилиндров. Понижение прочности цилиндров составляет 3—6%' по сравнению с прочностью кубиков и в среднем равно б%‘.

На рис. 2 приведены значения средних прочностей по отдельным группам образцов и нанесена кривая зависимости прочности камня от величины размера ребра куба или диа­ метра цилиндра, проходящая через центры тяжести опытных

2J1

точек. Из графика видно, что пильный известняк туркменских месторождений подчиняется такому же закону, как и мол­ давский и украинский известняки: с увеличением размеров образцов прочность при сжатии уменьшается.

Сводные результаты многочисленных испытаний кубов и цилиндров приведены в табл. 3. Прочность кубов с ребром

. 19 см принята за единицу.

Рис. 2. Влияние размеров и формы образцов на пределы прочности при сжатии

212

Из 'рассмотрения табл. 3 можно заключить, что прочность испытуемых образцов зависит от их размеров. Однако с уменьшением , размеров образцов увеличивается разброс по­ казателей прочности отдельных образцов, а в некоторых случаях образцы большего размера имели прочностные пока­ затели, равные и даже выше, чем образцы меньшего размера. Причиной этого является большое рассеяние результатов испытаний вследствие естественной неоднородности камня.

б) Испытание призм из пильного известняка «гюша».

При определении предела прочности каменных материалов путем испытания образцов правильной формы предполагается равномерное и однородное распределение сжимающих напря­ жений по сечению образца. В действительности в образце появляется неравномерное и сложное поле напряжений.

При испытании образцов кубической (цилиндрической) формы на опорных поверхностях образца на контакте с плитой пресса возникают силы трения, создающие эффект обоймы и исключающие возможность бокового смещения материала по периметру образца. Таким образом, кроме нормальных напряжений, на опорных поверхностях появля­ ются значительные касательные напряжения и образец раз­ рушается от действия касательных напряжений среза.

При испытании призм средняя часть их свободна от влияния сил трения между подушками пресса и опорными поверхностями образца. Поэтому призменная прочность точ-

213

Рис. 3. К определению призменной прочности камня «гюша».

а— общий вид подготовленных

киспытанию призм;

б— вид призмы в прессе перед испытанием

216

«оводского месторождения с отношением высоты призмы к стороне ее квадратного сечения.

217

Трещины, образующиеся при испытании призм, имеют либо наклонное (рис. 4 а, б), либо вертикальное (рис. 4 в, г) направление; первые характеризуют разрушение призм от ореза и сдвига по наклонной плоскости, вторые — либо раз­ рушение от растяжения, либо от вертикального сдвига по наиболее слабому слою камня. В числе испытанных образцов имеются призмы, в которых, одновременно наблюдаются как •наклонные, так и 'вертикальные трещины. ~

ВЫ В О Д Ы

1.Прочность пилы-юго известняка может быть определена испытанием образцов в виде кубов или цилиндров с размером ребра или диаметра не менее 10 см.

2. Марка пильного известняка согласно действующим нормам устанавливается испытанием кубов со стороной 20 см. Однако вполне допустимо испытание кубов с размерами ШХЮХЮ и 15x15X15 см. Для приведения к марке пиль­ ного известняка необходимо прочность кубов с ребром 10 и 15 см умножать на коэффициент перехода, равный соответ­

ственно Кі = 0,88 и К.2=0,95.

3.Переходные коэффициенты (Кі и Кг) для прочности камня в зависимости от размеров могут приниматься для цилиндрических образцов: Кі=0,94 и К2=1,0-

4.Для практических целей можно рекомендовать для пильного известняка «поша» принимать переходный коэффи­ циент от кубиковой к призменной прочности равным 0,90.

ЛИТЕРАТУРА

1. В и к т о р о в А. М. Об изменении прочности кернов при бу­ рении. «•Разведка и охрана недр», 1957, № 2.

2. Ш а п о ш н и к о в Н. А., З а л е с с к и й Б. В. Некоторые ма­ териалы к методике механических испытаний камней. Сб. третий «Каменные строительные материалы», изд-во АН СССР, Л., 1928.

3.С т о л я р о в Я. В. Введение в теорию железобетона. Госстроййздат, 1941.

4.К о м ы ш е в А. В. Оценка прочности горных пород. Сб. тру­ дов, выл. 4. «Вопросы комплексной механизации на карьерах строительных материалов», «Картя Молдовеняска», Кишинев, 1964.

218

Ю. Е. СОКОЛЕНКО

ОБЛЕГЧЕННЫЕ БЕТОНЫ НА ЗАПОЛНИТЕЛЯХ ИЗ МЕСТНЫХ ИЗВЕСТНЯКОВ-

РАКУШЕЧНИКОВ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ НИХ

Месторождения горных пород, которые используются в качестве заполнителей для 'бетона (гранит, кварцевый песок), расположены по территории УССР крайне неравномерно. Это вызывает значительные транспортные расходы на пере­ возку заполнителей. В результате стоимость заполнителей франко-потребитель в ряде случаев превышает их отпускную цену в 5—б и.более раз.

Одним из эффективных путей снижения стоимости запол­ нителей является замена привозного щебня и песка для бетона другими местными эффективными заполнителями.

В ряде областей УССР — Крымской, Херсонской, Нико­ лаевской, Одесской, Запорожской, Днепропетровской, Хмель­ ницкой, Тернопольской — имеются месторождения извест­ няков-ракушечников. При разработке этих месторождений известняков лишь около 60%' разрабатываемой горной массы превращается в товарную продукцию. При этом одну треть товарной продукции составляют крупные обломки пиленого камня, реализуемые как бутовый камень. Остальная часть горной массы в виде отходов удаляется в отвалы.

Такой низкий выход полноценного пиленого камня и боль­ шое количество отходов объясняются трещиноватостью по­ роды известняков-ракушечников и неизбежными (технологи­ ческими) потерями за счет пропила.

Запасы отходов камнепиления в известняковых карьерах и шахтах достигают огромных размеров. Например, в Ни­ колаевской области ежегодный выброс таких отходов состав­

219

ляет свыше 300 тыс. м3. Возможность использовать отходы камнепиления в качестве сырья при производстве заполните­ лей для бетона представляет значительный резерв стройин­ дустрии. Однако эта возможность длительное время не реализовывалась из-за неизученности свойств ракушечниковых заполнителей и бетонов на их основе.

В то лее время, как показали исследования [1], на раку­ шечниковых заполнителях молено получать бетоны марки до 300 прн обычных расходах цемента.

Получение обычных бетонов на заполнителе из относи­ тельно низкопрочного известняка-ракушечника обусловлива­ ется рядом положительных свойств ракушечниковых запол­ нителей, а именно:

1. Химической активностью пылевидной фракции раку­ шечника по отношению к алюмосодержащим компонентам цементного клинкера с образованием твердых соединений.

2. Повышенной прочностью контакта заполнителя с це­ ментным камнем.

3. Явлением самовакуумирования, то есть отсасыванием ■и аккумуляцией воды пористым заполнителем из цементного камня с последующим возвратом, что благоприятно отража­ ется на формировании структуры бетона.

■ По своим свойствам ракушечниковые бетоны, в основном, не уступают обычным, а по некоторые свойствам превосходят нх. Так, например, ракушечниковые бетоны на 20% легче обычных. Они относятся к так называемым облегченным бетонам. Пониженная объемная масса ракушечниковых бе­ тонов является источником экономии на транспортных рас­ ходах, а также экономии за счет снижения массы здании и сооружений.

Ракушечниковые заполнители обладают близкими с це­ ментным камнем деформативными свойствами, что обеспечи­ вает более разномерное распределение напряжений в ракушечниковом бетоне, чем в обычном. В то же время прочные и жесткие зерна гранитного щебня являются очагами кон­ центрации напряжений и появления первых трещин, в особенности в бетонах относительно низких марок.

Ракушечниковые бетоны могут применяться для изготов­ ления бетонных и железобетонных как несущих, так и ограждающих конструкций, за исключением:

—конструкций гидротехнических сооружений;

—конструкций, работающих в условиях высоких темпе­

ратур;

2 2 0

—конструкций, испытывающих в процессе эксплуатации истирание;

—конструкций, подверженных действию кислот. Технология производства ракушечниковых бетонов и из­

делий из них имеет незначительные особенности, которые сводятся к следующему. При дозировке воды для затворения смеси необходимо учитывать исходную влажность заполни­ телей, которая, как правило, не должна превышать 7%'.

221