Вплив процесу ущільнення на структуру конгломератів під час виробництва будівельних матеріалів

Abstract

UK: Постановка проблеми. Процес ущільнення сумішей будівельних виробів, які формуються або відформовані, − важливий етап утворення макроструктури, оскільки в цей період у середовищі в'язкої речовини порівняно стійко фіксуються зернисті й інші компоненти композиту, які його заповнюють. Велика кількість публікацій присвячена вивченню цього питання, проте багато аспектів впливу процесу ущільнення на структуру конгломерату ще не відомі, отримані результати не систематизовані. Вступ. Попереднє ущільнення суміші зменшує роз’єднаність частинок, переводячи зв’язки з точкових у міжфазні по межах контакту. З наближенням частинок на дуже малі відстані виникають і зростають сили відштовхування. В кінцевому рахунку діє результуюча сила, яка за деякої оптимальної відстані частинок одна від іншої забезпечує початкову зв’язність сирцю виробу. Фіксація відбувається як безпосереднім примиканням компонентів, у тому числі з можливістю зрощення (наприклад, кристалів), так і через прошарки повністю отверділої або поступово тверднучої в’яжучої речовини. В конгломератних матеріалах більш типовий контакт через прошарки на стадії ущільнення, ніж безпосереднє контактування або зрощення частинок за впливу поверхневої енергії, хімічних зв’язків або інших, у тому числі комплексних, факторів. Мета роботи − встановлення особливостей у формуванні структури конгломерату від попереднього ущільнення суміші, а також його впливу на функціональні і технологічні характеристики. Методи. Розв’язання задачі оптимальної структури конгломерату вимагає виявлення залежності між видом, концентрацією, складом сировини, способом ущільнення і одержуваними функціональними характеристиками виробу. Результати. Оптимізація структури за одночасного забезпечення рівня заданих властивостей відповідає досягненню найвищої якості в матеріалі або виробі. Технологія за цим критерієм стає прогресивною. Для зменшення водопроникнення цементних бетонів необхідно забезпечувати оптимальні умови гідратації цементу та створення щільного конгломерату з мінімальною кількістю пор. У зв’язку з актуальністю створення будівельних матеріалів та виробів із матеріалів навколишнього середовища будівництва (грунтоблоків) та зменшення енергомісткості під час формування та пресування слід продовжити розробки технологій та конструкцій обладнання для отримання оптимальної структури конгломерату з мінімальним водопроникненням. Висновок. Дослідження впливу ущільнення сировини на структуру конгломератів тривають, але вже ці отримані результати свідчать, що швидкість і форма утворення конгломерату істотно змінюються за оптимальних значень попередньо ущільненої сировини.

EN: Formulation of the problem. The process of densification of mixtures of construction products that are being formed or molded is an important stage in the formation of a macrostructure, since during this period, granular and other components of the composite that fill it are relatively firmly fixed in a viscous medium. A large number of publications are devoted to the study of this issue, but many aspects of the effect of compaction on the structure of a conglomerate are not yet known, and the results obtained have not been systematized. Introduction. Preliminary compaction of the mixture reduces the fragmentation of particles, transferring bonds from point to interfacial along the contact boundaries. With the approach of particles to very small distances, repulsive forces arise and increase. Ultimately, the resultant force acts, which, at a certain optimal distance of particles from one another, provides the initial cohesion of the raw product. Fixation occurs both directly by adjoining the components, including with the possibility of intergrowth (for example, crystals), and through interlayers of a completely hardened or gradually hardening binder. In conglomerate materials, contact through interlayers at the compaction stage is more typical than direct contact or coalescence of particles under the influence of surface energy, chemical bonds, or other, including complex, factors. Objective. The aim of the work was to establish the features in the formation of the structure of the conglomerate from the preliminary compaction of the mixture, as well as its influence on the functional and technological characteristics. Methods. Solving the problem of the optimal structure of a conglomerate requires identifying the relationship between the type, concentration, composition of raw materials, the method of compaction and the resulting functional characteristics of the product. Results. Optimization of the structure while maintaining the level of desired properties corresponds to achieving the highest quality in a material or product. Technology by this criterion becomes progressive. To reduce the water penetration of cement concretes, it is necessary to provide optimal conditions for cement hydration and the creation of a dense conglomerate with a minimum number of pores. In connection with the relevance of creating building materials and products from materials of the construction environment (soil blocks) and reducing energy consumption during molding and pressing, it is necessary to continue the development of technologies and equipment designs to obtain the optimal conglomerate structure with minimal water penetration. Conclusion. Studies of the effect of compaction of raw materials on the structure of conglomerates are ongoing, but already these results indicate that the rate and form of conglomerate formation change significantly at optimal values of pre-compacted raw materials.