Челябинские ученые удешевили бетон на треть
Исследователи Южно-Уральского государственного университета одни из первых в России заменили природный песок в составе бетона и штукатурки на искусственный порфиритовый. Такой подход позволил сделать строительный материал дешевле и долговечнее, сообщает пресс-служба вуза.
Запасы месторождений природного песка в России стремительно истощаются. Кроме того, добываемое сырье не всегда отличается высоким качеством – большие объемы пылеватых частиц в составе песка требуют дополнительного расхода цемента при производстве бетона.
При добыче порфирита в любом карьере образуется вскрышная порода, которая накапливается в виде балласта, формируя отвалы, занимающие земли для хозяйственных нужд. Исследователи кафедры строительных материалов и изделий ЮУрГУ путем дробления этих пород получили эффективный искусственный песок. Он не содержит вредные включения в виде пылеватых частиц и применим для создания тяжелых бетонов и штукатурных смесей, а также способствует повышению качества готового продукта.
«Экологически безопасный порфирит обычно никак не утилизируется, его складируют в качестве вскрышной породы в отвалах. Чтобы сделать этот камень востребованным и полезным, к нам за помощью обратился индустриальный партнер ООО «Спецтехпроект» – предприятие по добыче и переработке порфирита, – рассказала доцент кафедры строительных материалов и изделий ЮУрГУ Марина Бутакова. – Мы исследовали такую возможность и нашли метод – перерабатывать невостребованную вскрышную породу в песок, который можно использовать в строительстве. Замещая природный песок в составе бетона и штукатурки искусственным порфиритовым, мы делаем материалы дешевле как минимум на треть. К тому же экономятся средства, которые предприятия затрачивают на добычу, транспортировку и переработку естественного песка, пригодного для стройматериалов».
Частицы песка, получаемого из порфирита, имеют кубовидную форму, что обеспечивает хорошее качество штукатурных смесей (за счет плотного прилегания зернышек друг к другу), а, следовательно, более гладкую и ровную, долговечную поверхность на выходе.
Крупная щебенистая фракция, образующаяся при безотходном дроблении порфирита на песок, так же эффективно может заменить обычный щебень, входящий в состав тяжелых бетонов.
По заказу компании российские научно-промышленные организации создали уникальный мобильный комплекс. На специализированном самоходном агрегате размещена установка лазерной сварки. Она позволяет в автоматическом режиме выполнять кольцевые сварные соединения труб диаметром от 720 мм до 1420 мм.
Лазерная сварка превосходит традиционные методы по скорости, экономичности и надежности. Она выполняется в более узком зазоре между свариваемыми трубами, что существенно повышает производительность работ. Объем расплавляемого металла сокращается втрое, снижается расход сварочных материалов, а полученные монтажные стыки обладают в полтора-два раза более высокими механическими свойствами. Сварка лазером имеет минимальную зону термического влияния на металл трубы, что снижает риск образования дефектов при дальнейшей эксплуатации.
Разработка полностью российская — от технологии и оборудования до программного обеспечения для лазерной сварки.
Новое высокотехнологичное оборудование успешно применяется при капитальном ремонте на участке газопровода «Пунга — Ухта — Грязовец III» в Ханты-Мансийском автономном округе. Результаты проводимого контроля подтверждают соответствие качества сварных соединений высоким требованиям «Газпрома».
Технологию лазерной сварки в полевых условиях «Газпром» будет использовать при капитальном ремонте и строительстве магистральных газопроводов. В том числе, из труб нового поколения, рассчитанных на рекордное для сухопутных газопроводов рабочее давление 150 атмосфер.