Please use this identifier to cite or link to this item: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/13736
Title: Оптимізація складів бетонів із вторинними продуктами промисловості
Other Titles: Optimization of Concrete Compositions with Secondary Industrial Products
Authors: Нетеса, Микола Іванович
Краснюк, Андрій Віталійович
Нетеса, Андрій Миколайович
Нікіфорова, Наталія Анатоліївна
Keywords: зерновий склад заповнювачів
відходи збагачення залізних руд
дрібнозерниста добавка
поліном
математична модель
grain size composition of aggregates
waste of iron ore dressing;
fine-grained additive;
polynomia
mathematical model
КБВ
Issue Date: 2021
Publisher: Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Citation: М. І. Нетеса, А. В. Краснюк, А. М. Нетеса, Н. А. Нікіфорова. Оптимізація складів бетонів із вторинними продуктами промисловості. Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика. Дніпро, 2021. Вип. 19. С. С. 51–61. DOI: 10.15802/bttrp2021/233874.
Abstract: UK: Мета. Провести аналіз наукових публікацій щодо існуючих проблем забруднення навколишнього сере-довища вторинними продуктами промисловості. Пошук шляхів вирішення цих питань раціональним вико-ристанням в будівництві бетону з добавками вторинних продуктів промисловості, особливо дрібнозернис-тих. Визначення раціональних складів бетону середньої міцності з мінімально необхідною витратою цемен-ту та наповнювача з хвостів збагачення залізних руд гірничо-збагачувальних комбінатів. Методика. Для досягнення поставленої мети проаналізований досвід щодо поліпшення структури та властивостей бетону уведенням у його склад комплексних добавок на основі вторинних продуктів промисловості. Для проведен-ня досліджень використовували наступні матеріали: Криворізький портландцемент CEM 41,7; у якості крупного заповнювача – гранітний щебінь з максимальною крупністю зерен 20 мм; дрібного заповнювача – пісок кварцовий річковий; мінеральної добавки – хвости збагачення залізних руд Південного гірничо-збагачувального комбінату. Експеримент проводили на сертифікованому обладнанні. Формували контрольні зразки – кубики зі стороною 10 см. Міцність бетону при стисненні визначали за стандартною методикою в 28-добовому віці після тверднення в звичайних умовах. За результатами математичного аналізу експеримен-ту будували графічні залежності зміни характеристик, що оптимізуються від варійованих параметрів – ви-трат на 1 м3 бетонної суміші цементу, хвостів збагачення залізних руд і пластифікуючої добавки. Результа-ти. За результатами випробування зразків проведений розрахунок математичних моделей експерименту і отримані поліноми третього ступеня по параметрам, які оптимізувалися – середньої міцності зразків в 28-добовому віці і коефіцієнту ефективності використання цементу. Можна визначити наступні закономірності. Міцність бетону в найбільшій мірі залежить від витрати цементу в складі бетонної суміші і суттєво збільшу-ється в міру збільшення його вмісту в досліджуваних межах. При збільшенні вмісту наповнювача в дослі-джуваному діапазоні міцність бетону, а відповідно і коефіцієнт ефективності використання цементу, зростає із зменшенням вмісту цементу в складі бетонної суміші. Наукова новизна. Проведені дослідження дозво-ляють визначити основні закономірності підвищення ефективності використання цементу при утилізації в бетоні місцевих вторинних продуктів промисловості, а саме введення в якості дрібнозернистої добавки в бетон відходів збагачення залізних руд ГЗК. Було встановлено, що отримати необхідну низьку міцність бе-тону при значно меншій витраті цементу можна при забезпеченні раціонального зернового складу компоне-нтів бетонної суміші. Практична значимість. При проектуванні складів бетону з високим коефіцієнтом використання цементу необхідно використовувати отримані результати досліджень, забезпечуючи економію цементу та утилізуючи значну кількість дрібнозернистих вторинних продуктів промисловості.
EN: Purpose. Analyze scientific publications on the existing problems of environmental pollution by secondary in-dustrial products. Search for ways to solve these issues through the rational use of concrete in construction with ad-ditives of secondary industrial products, especially fine-grained ones. Determination of rational compositions of medium-strength concrete with the minimum required consumption of cement and filler from iron ore dressing wastes of mining and processing plants. Methodology. To achieve this goal, the experience of improving the struc-ture and properties of concrete by introducing complex additives based on secondary industrial products into its composition is analyzed. The following materials were used for the research: Portland cement CEM 41.7 from Kri-voy Rog; as a large aggregate – crushed granite with a maximum grain size of 20 mm; fine aggregate – river quartz sand; mineral additives – products of concentration of iron ores of the Southern Mining and Processing Plant. The experiment was carried out on certified equipment. Control specimens with a side of 10 cm were formed. The com-pressive strength of concrete was determined according to a standard procedure. Based on the results of the mathe-matical analysis, graphical dependences of the change in the optimized characteristics on the variable parameters – the consumption of cement, the products of concentration of iron ores and the plasticizer – were built. Findings. Based on the results of testing the samples, the calculation of mathematical models of the experiment was carried out and polynomials of the third degree were obtained for the optimized parameters – the average strength of the samples and the coefficient of efficiency of using cement. The following patterns can be distinguished. The strength of concrete depends to the greatest extent on the consumption of cement in the composition of the concrete mixture and increases significantly with an increase in its content within the studied limits. With an increase in the filler con-tent in the studied range, the strength of concrete, and, accordingly, the coefficient of efficiency of using cement increases with a decrease in the content of cement in the composition of the concrete mixture. Originality. The stud-ies carried out make it possible to determine the main regularities of increasing the efficiency of cement use when utilizing local secondary industrial products in concrete, namely, the introduction of iron ore dressing waste from mining and processing plants as a fine-grained additive in concrete. It was found that it is possible to obtain the re-quired low concrete strength with a significantly lower cement consumption by ensuring a rational grain size com-position of the concrete mixture components. Practical value. When designing concrete compositions with a high coefficient of cement utilization, it is necessary to use the obtained research results, providing cement savings and utilizing a significant amount of fine-grained secondary industrial products
Description: Нетеса Андрій Миколайович Нікіфорова Наталія Анатоліївна М. Нетеса: ORCID 0000-0003-1730-7642; А. Краснюк: ORCID 0000-0002-1400-9992; А. Нетеса: ORCID 0000-0002-3364-3446, Н. Нікіфорова: ORCID 0000-0003-1922-8614
URI: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/13736
http://bttrp.diit.edu.ua/article/view/233873
http://bttrp.diit.edu.ua/article/view/233873/232500
ISSN: 2227-1252 (Print)
2413-6212 (Online)
Other Identifiers: DOI: 10.15802/bttrp2021/233874
Appears in Collections:Статті КБВ
Випкск 19 (МТ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Netesa.pdf920,55 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.