Проект завода по производству ЖБИ мощностью 70 000 м3/год

  Арматурная  сталь поступает на завод в железнодорожных вагонах и автомашинах, и поступает на выгрузку металла, где с помощью автокрана она сортируется по маркам, сортаменту и партиям и отвозится на склад металла.

  Химические  добавки. В данном проекте использовался суперпластификатор С-3 с целью сокращения расхода цемента в количестве O75% от массы цемента. [2]

Суперпластификатор  С-3 - эффективный разжижитель бетонной смеси — представляет

синтетический полимер на основе нафталинсульфокислоты. При введении в бетонную смесь суперпластификатора резко увеличивается ее подвижность и текучесть.

    Воздействуя на бетонную смесь, как правило, в течение 2-3 часов с момента введения, суперпластификатор под действием щелочной среды подвергается частичной деструкции и переходит в другие вещества, безвредные для бетона и не тормозящие процесса твердения.

  Суперпластификаторы позволяют существенно снизить  В/Ц, повысить подвижность смеси  и изготовить изделие высокой прочности. Добавка С-3 поступает от поставщика ЗАО«Стройхимсервис» г. Реутов. Добавка соответствует ТУ 2481-001-04815236-97.

  Смазка. В качестве смазки на проектируемом заводе применяем эмульсол ЭКС-А кислый синтетический.

  Эмульсол  представляет собой механическую взвесь кубовых остатков в веретенном масле. Цвет эмульсола - темно-коричневый. Содержание воды не более 24>. Кислотное число не более 8-10 мг/л. Стабильность (выделение из эмульсола в течение трех часов масла) не более 1%.

  При длительном хранении эмульсол расслаивается. Во избежание расслоения при хранении эмульсол необходимо периодически перемешивать. Перемешивание обязательно и перед выдачей эмульсола для приготовления смазки в соответствии с требованиями ГОСТ 5985, ГОСТ 6243.

    2.4. Структурообразование бетона.

   Структура бетона образуется в результате затвердевания (схватывания) бетонной смеси и последующего твердения бетона. Определяющее влияние на ее формирование оказывает гидратация цемента, его схватывание и твердение.

    В начальный период при смешивании цемента с водой в процессе гидролиза трехкальциевого силиката выделяется гидроксид кальция, образуя пересыщенный раствор. В этом растворе находятся ионы сульфата, гидроксида и щелочей, а также небольшое количество кремнезема, глинозема и железа. Высокая концентрация ионов кальция и сульфатионов наблюдается непродолжительное время после затворения цемента водой, так как в течение нескольких минут из раствора начинают осаждаться первые новообразования - гидроксид кальция и этрингит.

    Приблизительно  через час наступает вторая стадия гидратации, для которой характерно образование очень мелких гидросиликатов кальция. Вследствие того, что в реакции принимают участие лишь поверхностные слои зерен цемента, вновь образующиеся гидратные фазы, получившие название цементного геля, характеризуются очень тонкой гранулометрией, размер зерен цемента уменьшается незначительно. Новообразования в первую очередь появляются на поверхности цементных зерен. С увеличением количества новообразований и плотности их упаковки пограничный слой становится малопроницаем для воды примерно в течение 2-6 часов.

  Вторую стадию замедленной гидратации принято называть «скрытым или индукционным периодом» гидратации цемента. В течение скрытого периода цементное тесто представляет собой плотную суспензию, стабилизированную действием флокулообразующих сил. Однако силы притяжения между цементными частицами относительно слабы, что может быть объяснено следующим образом. Покрытые гелем зерна цемента образуют вокруг себя сольватный слой и имеют положительный £ - потенциал. Совместное действие сольватного слоя и электрического заряда препятствует непосредственному контакту между соприкасающимися зернами. Вместе с тем эти зерна испытывают межчастичное притяжение, по крайней- мере, на V некоторых пограничных участках. Силы отталкивания и притяжения уравновешиваются на некотором расстоянии от поверхности раздела, где потенциальная энергия частиц минимальна. Цементное тесто под действием этих сил приобретает связанность и подвижность.

  В течение скрытого периода происходит постепенное поглощение поверхностными оболочками цементных зерен воды, толщина водных прослоек между зернами уменьшается, постепенно понижается подвижность теста и бетонной смеси. В гелевых оболочках появляется осмотическое давление. Внутренние слои цементных зерен, реагируя с водой, стремятся расшириться. В результате наступает разрушение гелевых оболочек, облегчается доступ воды в глубь цементных зерен, ускоряется процесс гидратации цемента.

   Наступает третья стадия процесса гидратации. Она  характеризуется началом кристаллизации гидроксида кальция из раствора. Этот процесс происходит очень интенсивно. Так как на этом этапе количество гидратных фаз относительно мало, то в пространстве между частицами цемента происходит свободный рост тонких пластинок гидроксида кальция и гидросиликатов кальция и эттрингита в виде длинных волокон, которые образуются одновременно. Волокна новообразований проходят через поры, разделяют их на более мелкие и создают пространственную связь, усиливая сцепление между гидратными фазами и зернами цемента. С увеличением содержания гидратных фаз между ними возникают непосредственные контакты, число которых увеличивается - цементное тесто схватывается, затвердевает, образуется цементный камень. Образовавшаяся жесткая структура сначала является очень рыхлой, но постепенно она уплотняется: в заполненных водой порах этой структуры непрерывно появляются новые гидратные фазы. Объем пор и их размеры уменьшаются, возрастает количество контактов между новообразованиями, утолщаются и уплотняются гелевые оболочки на зернах цемента, срастающиеся в сплошной цементный гель, с включениями не прореагировавших центров цементных зерен. В результате возрастает прочность цементного камня и бетона[6].

  Четвертая и пятая стадии процесса гидратации характеризуются замедленными реакциями, которые продолжаются до полной гидратации цемента. В этом периоде меняется характер пористости цементного камня в результате того, что образовавшиеся поры заполняются продуктами гидратации. Структура затвердевшего цементного камня уплотняется и образовавшийся ранее эттрингит может перейти в моносульфат. Время от начала затворения до момента резкого возрастания прочности называется периодом формирования структуры[2].

  Дальнейшее  упрочнение структуры происходит за счет роста новообразований внутри сложившейся матрицы и соответствует третьей стадии гидратации. К концу формирования структуры цементное тесто превращается в камень, завершается переход от пластической прочности цементного теста к хрупкой прочности затвердевшего цементного камня. В бетонной смеси на сроки схватывания существенное влияние оказывает заполнитель. Введенное в цементное тесто заполнитель вследствие проявления поверхностных сил сокращает период формирования структуры, причем, чем выше содержание заполнителя и его удельная поверхность, тем больше его влияние.

  Заполнитель оказывает заметное влияние на структурообразование бетона после затвердения бетонной смеси. Заполнитель может создавать жесткий каркас, упрочняющий структуру на первой стадии ее формирования. Наличие заполнителя существенным образом влияет и на условия твердения цементного камня. В бетоне взаимодействие цемента с водой и его твердение происходят в тонких прослойках между зернами заполнителя при постоянном взаимодействии с ним. Заполнитель повышает водоудерживающую способность цементного теста, ограничивает усадочные деформации, способствует образованию кристаллического каркаса цементного камня, влияет на изменение температуры и влажности в твердеющем цементном камне. Таким образом, заполнитель оказывает существенное влияние на формирование структуры цементного камня и бетона[2].

Процесс формирования структуры бетона можно разделить  на три периода:

- первый, в течение  которого бетонная смесь превращается  в бетон;

- второй, во время  которого структура бетона постепенно  упрочняется;

- третий, когда структура стабилизируется и почти не изменяется со временем.

  Структура бетонной смеси сохраняется и  при затвердевании. Поэтому структуру  бетона следует классифицировать по содержанию цементного камня и его размещению в бетоне.

  Однако  на свойства бетона определяющее влияние оказывает его плотность и пористость. При прочих равных условиях объем и характер пористости, а также соотношение в свойствах отдельных составляющих бетона определяют его основные технические свойства, долговечность, стойкость в различных условиях. В этой связи целесообразно классифицировать структуру бетона с учетом ее плотности.

Основные типы структур.

• - плотная; 
• - с пористым заполнителем;
• - ячеистая;
• - зернистая.

  Плотная структура, в свою очередь, может  иметь контактное размещение заполнителя, когда его зерна соприкасаются друг с другом через тонкую прослойку цементного камня, и «плавающее» расположение заполнителя, когда его зерна находятся на значительном удалении друг от друга. Плотная структура состоит из сплошной матрицы твердого материала (например, цементного камня), в которую вкраплены зерна другого твердого материала (заполнителя), достаточно прочно связаны с материалом матрицы.

  Ячеистая  структура отличается тем, что в  сплошной среде твердого материала  распределены поры различных размеров в виде отдельно условно замкнутых ячеек.

  Зернистая структура представляет собой совокупность скрепленных между собой зерен  твердого материала. Пористость зернистой структуры непрерывна и аналогична пустотности сыпучего материала.

  Наибольшей прочностью обладают материалы с плотной структурой, наименьшей - с зернистой. Плотные материалы менее проницаемы, чем ячеистые, а те, в свою очередь, менее проницаемы, чем материалы зернистой структуры. Последние обладают, как правило, наибольшим водопоглощением.

  Большое влияние на свойства материала оказывает  размер зерен, пор или других структурных элементов. В этой связи в бетоне различают макроструктуру и микроструктуру. Под макроструктурой понимают структуру, видимую глазом или при небольшом увеличении. В качестве структурных элементов здесь различают крупный заполнитель, песок, цементный камень, воздушные поры. Иногда для анализа и построения технологических расчетов условно принимают макроструктуру, состоящую из двух элементов: крупного заполнителя и раствора, в котором объединяются цементный камень и песок. Микроструктурой называют структуру, видимую при большом увеличении под микроскопом. Для бетона большое значение имеет микроструктура цементного камня, которая состоит из не прореагировавших зерен цемента, новообразований и микропор различных размеров.

  Цементный камень является основным компонентом  бетона, определяющим его свойства и долговечность. Основной составляющей микроструктуры цементного камня являются гидросиликаты кальция. Гидросиликаты кальция создают определенную пространственную структуру, которая включает не прореагировавшую часть зерен цемента с оболочкой новообразований в виде системы глобул и межзерновое пространство, заполненное в той или иной мере новообразованиями.

  Гидросиликаты кальция имеют кристаллическое и полукристаллическое или аморфное строение. Кристаллические продукты, имеющие различные размеры кристаллов, чаще появляются при тепловой, особенно автоклавной, обработке и при кристаллизации новообразований и межзерновом пространстве и порах. В цементном камне нормального твердения и в оболочке новообразований вблизи границы с исходным материалом, где возможности роста кристаллов ограничены, преобладают гелеобразные субмикрокристаллические продукты гидратации.

  Цементный камень содержит участки с различной структурой, сложенные разными минералами. Его строение отличается сложностью, многообразием и неоднородностью. Неоднородность строения обусловлена тем, что цементный камень состоит из глобул цементных зерен с постепенно убывающей к поверхности плотностью, контактной зоны между глобулами, состоящей из различных новообразований, а также включает поры, неплотности и дефекты структуры. Необходимо учитывать и химическую неоднородность камня, т.е. то, что отдельные участки состоят из отличающихся друг от друга минералов и в некоторых местах возможно значительное увеличение содержания отдельных компонентов по сравнению с их средним значением, определяемым физико-химическим анализом. Микроструктура и неоднородность цементного камня существенно влияют на его прочность и другие свойства.

  Свойства  цементного камня зависят от его  минералогического состава. Изменяя  минералогический состав вяжущего и условия твердения, можно получать различные типы микроструктуры цементного камня: ячеистую, зернистую, волокнистую, сотовую или сложные структуры, состоящие из сочетания различных типов структуры. В технологии бетона используются различные вяжущие вещества, применяются разнообразные условия твердения бетона, что обусловливает различные типы микроструктуры цементного камня.

Вблизи зерен  заполнителя в результате влияния  его поверхностных сил и ряда других

причин  микроструктура цементного камня может  несколько изменяться по сравнению  со структурой основной массы, поэтому часто рассматривают особо микроструктуру и свойства контактной зоны между цементным камнем и заполнителем, выделяя ее в виде отдельного структурного элемента.