Использование продуктов переработки железобетонных конструкций сносимых зданий и сооружений
Опубликовано Редактор 05-03-2003 (1095 прочтений)Корпорация “Сатори” производит снос сооружений с тщательной разработкой и отделением железобетонных изделий от других материалов. Они подвергаются глубокой переработке на дробильно-сортировочном комплексе. В результате отделяется стальная арматура и путем дробления получается щебень различных фракций. При этом образуется отсев (в количестве 25-30%) фракции менее 10 мм, который практически не нашел применения.
В МГСУ коллективом авторов (проф. Алимов Л.А., проф. Воронин В.В., проф. Головин Н.Г., проф. Чумаков Л.Д.) под руководством проф. Забегаева А.В. проведены исследования продуктов переработки железобетонных конструкций и каменных материалов зданий и сооружений.
Исследование щебня из бетона проводилось в целях разработки технических условий и сертификации продукции.
Зерновой состав щебня из бетона фракций 5-10 мм, 10-20 мм, 20-40 мм, 40-80 мм и смеси 5-20 мм близок к заполнителям с оптимальной непрерывной гранулометрией и соответствует требованиям ГОСТ 8267-93. Для различных фракций были определены основные свойства: средняя плотность; насыпная плотность; пористость; густотность.
Установлено, что содержание в щебне из бетона слабых и лещадных зерен составляет менее 15%. Щебень из бетона по дробимости соответствует марке 400. Его морозостойкость соответствует 100 циклам. Оценка однородности щебня из бетона показала, что коэффициент вариации составляет 8-9 %.
На основании проведенных исследований впервые были разработаны технические условия ТУ 5711-001-40296246-99 “Щебень из бетона”. Щебень может быть использован в качестве крупного заполнителя для тяжелого бетона класса по прочности до В25 включительно, а также для дорожных строительных работ.
Особенностью такого щебня является то, что он представляет собой неод-нородную смесь, состоящую из фрагментов-конгломератов: цементного камня, крупного и мелкого заполнителей. Такое строение заполнителей оказывает особое влияние на структуру и свойства бетонных смесей. В связи с этим была определена водопотребность щебня из бетона непосредственно в бетонной смеси. Этот интегральный показатель качества щебня необходим для определения состава бетона и оценки его структуры и прогнозирования свойств. Определение водопотребности щебня из бетона производили в равноподвижных смесях. Данные о водопотребности заполнителей представлены в табл. 1.
Таблица 1
| Размер фракций, мм | Водопотребность, % |
|---|---|
| 0-5 | 12,8 |
| 5-10 | 10,1 |
| 10-20 | 8,2 |
| 20-40 | 6,1 |
Бетоны, приготовленные на бетонном щебне, могут применяться для изготовления большой номенклатуры бетонных и железобетонных конструкций: фундаментные блоки, плиты перекрытий, перемычки, ригели, лестничные марши и площадки и т.д.
Коллективом авторов МГСУ проведены работы по обоснованию использования отсевов дробления (фракции 0-10 мм) в производстве строительных материалов. Исследование отсева методами РФА и ДТА показало, что он состоит из аморфной и кристаллической фаз в соотношении (55-60 %):(40-45 %) соответственно. Кристаллическая фаза включает в себя следующие минералы: кварц, полевые шпаты, кальцит, доломит, портландит, эттрингит, известняк, гидросиликаты кальция и минералы негидратированного цемента. Специальная обработка отсева показала, что он способен к самостоятельному твердению, при этом может достигаться значительная прочность камня.
Таким образом, отсев представляет собой хорошую полиминеральную активную добавку к цементам и бетонам. На использование отсева дробления в бетонах получен патент на изобретение (патент РФ № 2156226 С04 В 28/2. 14.2.2000 г., БИ № 26).
Были проведены исследования бетонов для производства элементов мощения на основе щебня из бетона на композиционном вяжущем, состоящем из портландцемента марки 400 Щуровского завода, и отсева в соотношении 1:1 по массе, подвергнутых механохимической обработке. Составы и характеристики бетонов представлены в табл. 2.
Таблица 2
| № | Расход композиционного вяжущего, кг | Расход фракции 0-20 мм, кг | Расход фракции 10-20 мм, кг | В/Ц | Прочность при сжатии, МПа | Общая пористость, % | Капиллярная пористость, % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 500 | 1310 | 290 | 0,62 | 33,2 | 31,65 | 13,7 |
| 2 | 500 | 838 | 762 | 0,46 | 35,1 | 30,7 | 10,8 |
| 3 | 500 | 838 | 762 | 0,42 | 38,3 | 20,2 | 7,8 |
Примечание. В композиционном вяжущем расход исходного цемента составляет 250 кг на 1 м3.
Составы бетонов 1 и 2 приготовлены на смеси заполнителей, полученных путем дробления бетонных элементов пятиэтажных домов. Состав 3 приготовлен из смеси заполнителей, полученных в результате дробления элементов на гранитном заполнителе.
Анализ данных свидетельствует, что состав 3 соответствует требованиям ГОСТ 176087 “Плиты бетонные тротуарные” по прочности не менее 35 МПа, морозостойкости более 150 циклов и истираемости менее 0,7 г/см2.
Таким образом, доказана возможность комплексного использования щебня из бетона и отсевов дробления при производстве бетонных изделий требуемых свойств с минимальным расходом цемента. Комплексное использование отходов будет способствовать улучшению экологической обстановки в Москве.
Головин Николай Григорьевич
Зав. кафедрой Железобетонных и каменных конструкций,
профессор, кандидат технических наук
(МГСУ)
