CC BY
251
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 6 / 2018.
УДК 691
А.Н. Магсумов
магистрант 2 курса КГАСУ, г.Казань, РФ E-mail: [email protected] Н.М. Шарипянов магистрант 2 курса КГАСУ, г.Казань, РФ
Научный руководитель: Н.М. Красиникова
канд. техн. наук, доцент КГАСУ, г.Казань, РФ E-mail: [email protected]
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕТОННОГО ЛОМА В КАЧЕСТВЕ КРУПНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ
ПРОИЗВОДСТВА БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ
Аннотация
Авторами статьи был, затронут вопрос о возможности использования в современном индустриальном строительстве строительного лома от сноса старых промышленных и гражданских зданий. Щебень, полученный от дробления бетонных конструкций, представляет собой побочный продукт от сноса зданий и брака от производства железобетонных изделий. Сегодня эти побочные продукты используются для заполнения карт с твердо бытовыми отходами (ТБО) или, в крайнем случае, на засыпку оврагов. Широкого применения для нужд строительства не наблюдается.
Были произведены исследования на предмет возможного использования вторичного щебня из лома бетона для получения широко распространенных бетонов классов В15-В30 и высокопрочных бетонов классов выше В70. Установлено, что использование в строительстве данного материала позволит сократить потребление дорогостоящих природных каменных материалов, снизит транспортные издержки и сократить площади отведенные под ТБО.
Было выявлено, что бетонный лом после дробления в щековых дробилках или после термической обработки может быть использован в качестве заполнителя для бетонов, которые можно использовать для производства большинства конструкций современных зданий и сооружений. Бетон, полученный на основе продуктов дробления бетонного лома, имеет пониженный модуль упругости, что необходимо учитывать при выборе рациональных областей применения этого бетона.
Ключевые слова:
Щебень, гравий, бетон, бетонный лом, вторичный заполнитель, щековая дробилка, механический способ,
термический способ, прочность, морозостойкость.
Введение. Проблема утилизации строительных отходов остро стоит во всем цивилизованном мире. Начиная с 1970-х годов во многих странах ведутся широкомасштабные исследования в области переработки бетонных и железобетонных отходов, изучение технико-экономических, социальных и экологических аспектов использования получаемых вторичных продуктов. Целесообразность использования отходов промышленности, переработки бетона и железобетона от сносимых зданий и получения вторичного сырья экономически оправданна. В результате использования вторичного сырья можно на 15-30%сократить объемы завозимых заполнителей для бетона[1,а 17].
Исходя из результатов проведенных исследований методов рециклинга из статьи Селиверстовой А.В. «Исследование процесса проведения демонтажа промышленных сооружений и технологий разрушения строительных конструкций с целью повышения эффективности переработки и утилизации железобетонных демонтированных изделий» можно сделать вывод, что для условий промышленного демонтажа наиболее выгодно применение мобильных установок переработки железобетонных конструкций. От данных
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 6 / 2018.
мероприятий есть как экологический, так и экономический эффекты (рис.1.) [2, с. 110]
2015 г. 2016 г.
Рисунок 1- Результаты применения мобильного комплекса
В крупных городах работают технологические линии по переработке железобетонных конструкций. Они позволяют получать после дробления бетонного лома и извлечения арматуры так называемый «вторичный щебень». Однако по существующим технологиям невозможно производить из лома бетонных конструкций качественный заполнитель для бетона. Вторичный щебень из-за его низких характеристик используется обычно для производства низкомарочных бетонов и в дорожном строительстве [4].
Повышение прочностных и других характеристик вторичного щебня возможно при дроблении по режимам, обеспечивающим разрушение преимущественно цементного камня. Для обеспечения такого режима измельчения создается специальное оборудование, например виброщековые или конусные инерционные дробилки. Повышение характеристик вторичного щебня возможно и за счет различных технологических приемов, в частности механической обработки в бетоносмесителей, пропитки упрочняющими полимерными растворами. Для повышения характеристик заполнителя может быть использовано многостадийное измельчение бетонного лома в обычных щековых дробилках.
Исследование свойств. Для изучения структуры и физико-механических свойств бетонов на вторичном заполнителе были отобраны бетонные и железобетонные фрагменты из тяжелых бетонов и получены заполнители путем дробления. На полученных заполнителях были проведены комплексные исследования технических свойств заполнителя, бетонных смесей и бетонов. В первую очередь были определены марки по дробимости первичных заполнителей (см. табл. 1), заполнителей, полученных путем дробления на щековой дробилке (см. табл.2) и полученных путем термической обработки (см. табл.3).
Таблица 1
Марки по дробимости заполнителей контрольных образцов (ГОСТ 8269.0-97)
Заполнитель m, кг ml, кг Др, % Марка
Гравий 0,40 0,38 5,00 1000
Щебень 0,39 0,35 10,25 1200
Таблица 2
Марки по дробимости вторичных заполнителей, полученных механическим способом (ГОСТ 8269.0-97)
Заполнитель m, кг m1, кг Др, % Марка
Гравий 0,312 0,25 19,87 400
Щебень 0,32 0,276 13,75 800
Таблица 3
Марки по дробимости вторичных заполнителей,полученных термическим способом (ГОСТ 8269.0-97)
Заполнитель m, кг m1, кг Др, % Марка
Гравий 0,342 0,268 21,63 400
Щебень 0,22 0,118 46,00 200
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 6 / 2018.
Далее были изготовлены бетонные образцы на вторичном заполнителе и определена кинетика набора прочности на сжатие данных образцов(см. табл.4).
Таблица 4
Кинетика набора прочности
Состав Ср.масса, кг Ср.плотность, кг/м3 Ср.прочность, МПа
1 сутка
Контрольный 2,390 2390 15,01
В15 Втор. механический 2,260 2260 15,29 Д=+1,8%
Втор. термический 2,330 2284 9,20 Д=-38,7%
Контрольный 2,240 2382 23,22
В30 Втор. механический 2,290 2290 20,99 Д=-9,6%
Втор. термический 2,270 2270 14,72 Д=-63,3%
3 суток
Контрольный 2,330 2330 17,00
В15 Втор. механический 2,260 2260 19,76 Д=+16,2%
Втор. Термический 2,230 2230 12,82 Д=-24,6%
Контрольный 2,390 2390 32,30
В30 Втор. механический 2,250 2295 29,79 Д=-7,7%
Втор. термический 2,300 2300 29,45 Д=-8,8%
14 суток
Контрольный 2,320 2367 32,60
В15 Втор. механический 2,350 2303 26,80 Д=-17,8%
Втор. термический 2,390 2390 22,00 Д=-32,5%
Контрольный 2,450 2450 50,00
В30 Втор. механический 2,300 2300 42,10 Д=-15,8%
Втор. термический 2,350 2350 40,60 Д=-18,8%
28 суток
Контрольный 2,312 2312 34,60
В15 Втор. механический 2,250 2250 37,90 Д=+9,5%
Втор. термический 2,242 2242 35,70 Д=+3,2%
Контрольный 2,292 2412 51,40
В30 Втор. механический 2,250 2295 46,80 Д=-8,9%
Втор. термический 2,264 2264 45,10 Д=-12,2%
Для выявления возможности получения высокопрочного бетона на вторичном заполнителе были изготовлены контрольные образцы из высокопрочного бетона с использованием суперпластификатора МеШих . Из этих образцов был получен вторичный заполнитель путем дробления и изготовлены образцы на вторичным заполнителе. Результаты испытаний данных образцов представлены в таблице 5.
Таблица 5
Прочность на сжатие образцов из высокопрочного бетона
Состав Ср. масса, кг Ср. плотность, кг/м3 Ср. прочность, МПа
Контрольный 2,493 2531 91,60
На вторичном заполнителе 2,428 2428 89,05
1 31 }
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 6 / 2018.
Выводы. Использование бетонного и железобетонного лома является одним из важнейших резервов экономии материальных и энергетических ресурсов в области строительства. Получение вторичных ресурсов можно осуществить путем переработки железобетонных конструкций. В отечественной строительной отрасли ежегодно образуется несколько млн. тонн лома бетонных конструкций. Источником бетонного лома являются: бетонные и железобетонные конструкции после разборки физически и морально устаревших зданий. Существуют технологические линии по переработке железобетонных конструкций. Они позволяют получать после дробления бетонного лома и извлечения арматуры вторичный заполнитель, соответствующий специально разработанным техническим условиям. Такой заполнитель можно применять в качестве крупного заполнителя для бетонов, а также для дорожных строительных работ.
По итогам проведенных комплексных исследований технических свойств бетонных смесей и бетонов на вторичных заполнителях можно сделать следующие выводы:
- Набор прочности бетонных образцов класса В15 на вторичном заполнителе происходит быстрее, чем контрольные образцы. На 28 сутки образцы на вторичном заполнителе, полученной путем дробления набирает на 9,5% больше прочности, а образцы на вторичном заполнителе, полученной путем термической обработки набирает на 3,2% больше прочности чем контрольные образцы.
- Набор прочности бетонных образцов класса В30 на вторичном заполнителе происходит медленнее, чем контрольные образцы. На 28 сутки образцы на вторичном заполнителе, полученной путем дробления набирает на 8,9% меньше прочности, а образцы на вторичном заполнителе, полученной путем термической обработки набирает на 12,2% меньше прочности чем контрольные образцы.
-Произведена оценка возможности получения высокопрочного бетона на вторичном заполнителе. За бетонный лом были взяты образцы высокопрочного бетона класса В75. Из лома данного бетона был получен вторичный заполнитель путем дробления и термической обработки и изготовлены образцы на вторичном заполнителе. В результате испытания данных образцов была достигнута прочность 89МПа.
В заключение следует отметить, что из бетонного лома, полученного путем дробления, можно получать широко распространенные бетоны классов В15-В30 и высокопрочные бетоны классов выше В70. Данные бетоны можно использовать для производства большинства конструкций современных зданий и сооружений.
Список использованной литературы:
1. Ефименко А.З. Бетонные отходы - сырье для производства эффективных строительных материалов // Материалы. Технологии бетонов. 2014. №2. С. 17-21.
2. Селиверстова А.В. Исследование процесса проведения демонтажа промышленных сооружений и технологий разрушения строительных конструкций с целью повышения эффективности переработки и утилизации железобетонных демонтированных изделий // Технические науки. 2016. №4. С. 107-110.
3. Романенко И.И., Романенко М.И. Вторичное использование в дорожном строительстве щебня полученного из дробленого бетона // Науковедени. 2015. №1. С. 1-12.
4. Коровкин М.О., Шестернин А.И., Ерошкина Н.А. Использование дробленого бетонного лома в качестве заполнителя для самоуплотняющегося бетона // Инженерный вестник Дона. 2015. №3.
5. Курочка П.Н., Мирзалиев Р.Р. Бетоны с заполнителем из продуктов дробления вторичного бетона // Вестник ргупс. 2012. № 3. С. 140-147.
6. Курочка П.Н, Мирзалиев Р.Р. Свойства щебня из продуктов дробления вторичного бетона как инертного заполнителя бетонных смесей.
7. Егорочкина И.О. Оценка возможности получения высококачественных вторичных заполнителей для монолитного строительства.
© Магсумов А Н., Шарипянов Н.М., 2018
{ 32 )-
