Строительные материалы

Стройматериалы из отходов

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Заполнители из дробленого бетона. В результате разборки зданий и сооружений, а также накопления некондиционной продукции на предприятиях сборного железобетона образуются значительные количества так называемый бетонного лома. Переработка бетонного лома направлена в настоящее время в основном на получение вторичных заполнителей и высвобождение арматурной стали.

Широкое распространение получила технология, когда оборудование для получения заполнителя из бетонного лома устанавливают на месте демонтажных работ, а полученный заполнитель используется, в основном, для устройства щебеночной подготовки дорожных одежд и оснований. Эффективной является технология, предусматривающая получение фракционированного щебня ( 7.3) и использование его при заводском производстве бетона и железобетонных конструкций.

Разрушение конструкций при утилизации бетонного лома может производиться ударными методами, раскалыванием, резкой, дроблением. Из средств разрушения ударными методами применяют гидравлические и пневматические молоты, раскалыванием — гидроклинья; резкой — алмазные круги, оборудование для плазменной резки и др.; дроблением — бетоноломы с перемещаемыми прямыми или изогнутыми зубьями, подвешиваемые на экскаваторе вместо ковша. При разрушении крупногабаритных конструкций может быть использована энергия взрыва и расширения. Применение расширяющихся реактивов позволяет уменьшить шум, вибрации и выброс строительного мусора при разрушении конструкций. Ряд расширяющихся реактивов разработан на основе извести.

Разработан ряд установок первичного дробления некондиционного бетона и железобетона с применением дробильно-сортировочного оборудования, используемого при переработке битого камня из карьеров. Коэффициент полезного действия таких установок ниже, чем камнедробильных. Для разрушения железобетонных конструкций длиной до 12 м применяют гидравлические прессы, развивающие давление до 2 МПа.

Арматура из бетона извлекается с помощью магнитных сепараторов. После извлечения арматуры бетонный лом поступает на щеко-вую дробилку для получения вторичного щебня.

Установлено, что применение крупных заполнителей из дробленого бетона классов В20—В40 позволяет получать бетон той же или незначительно (на 5—10%) ниже прочности бетона на природных заполнителях.

С уменьшением крупности вторичного заполнителя (до 3—10 мм) при прочих равных условиях прочность существенно снижается. Наибольшее снижение прочности характерно для бетона на вторичном известняковом заполнителе (около 20%) и примерно вдвое меньше — на гранитном.

При замене мелкого природного заполнителя (из кварцевого песка средней крупности) заполнителем из дробленого бетона (фракции менее 3 мм) при В/Ц-0,65 прочность снижается в среднем на 20% для бетона на вторичном гранитном и на 25% для бетона на вторичном известняковом заполнителях. При этом существенно ухудшается удо-боукладываемость бетонных смесей.

Использование вторичных заполнителей увеличивает деформатив-ность бетона; она тем больше, чем меньше крупность заполнителя и прочность бетона, подвергаемого дроблению. Модуль упругости бетона на вторичных заполнителях снижается на 7—18% по сравнению с бетоном на природных заполнителях. Ухудшение прочностных свойств бетонов на заполнителях из дробленого бетона и возрастание их деформативности под нагрузкой могут быть компенсированы введением в смесь добавок суперпластификаторов.

Положительный эффект достигается при использовании крупного заполнителя из дробленого бетона в сочетании с природным кварцевым песком.

Применение крупного заполнителя из дробленого бетона не уменьшает, а в некоторых случаях увеличивает морозостойкость. Это обусловлено высокой прочностью сцепления зерен этого заполнителя и цементного камня. Применение мелкого заполнителя из дробленого бетона приводит к снижению морозостойкости из-за его высокого водопоглощения и, как следствие, повышенной капиллярной пористости бетона.

Повышение качества заполнителей из дробленого бетона достигается их активацией. Эффект активации заполнителей состоит в разрушении слабых зерен щебня или удалении остатков цементного камня, образовании свежих сколов, что приводит к повышению технических характеристик бетонов за счет улучшения качества контактной зоны.

Из методов активации можно отметить механические, химические и др. При механических методах активации дробленого бетона предусматривается самоизмельчение при перемешивании щебня в смесительных установках или их обработка в шаровых мельницах с металлическими шарами.

Хорошие результаты достигнуты в случае помола дробленого бетона со стальными шарами после предварительного низкотемпературного обжига. В данном случае был получен щебень, практически свободный от растворного компонента, а его свойства — дробимость, водопоглощение и насыпная плотность близки к аналогичным показателям исходного щебня.

В Москве введено несколько комплексов по утилизации железобетонных отходов. Однако существующая система переработки отходов далека от совершенства, имеющиеся установки по своей производительности и составу технологического оборудования не в состоянии обеспечить переработку всех строительных отходов, образующихся в городе.

Регенерация асфальтобетона. Реконструкция автомобильных дорог, строительство в городах магистральных дорог приводит к увеличению из года в год количества старого асфальтобетона, который может быть регенерирован и использован повторно. Повторное использование старого асфальтобетона позволяет существенно сократить расход нефтяного битума при производстве ремонтно-восстановительных работ.

Разрушение асфальтобетонных покрытий вызывается воздействием погодно-климатических условий и механических перегрузок от движущихся автотранспортных средств. При этом битум стареет — становится более жестким, повышается его температура размягчения и хрупкости, увеличивается вязкость, уменьшается растяжимость, нарастает содержание асфальтенов.

Минеральные частицы в асфальтобетоне вследствие механических воздействий подвергаются дезинтеграции, изменяется гранулометрический состав.

Для расчета состава асфальтобетона, получаемого из старого материала с добавлением нового битума и минеральных составляющих, необходимо определить гранулометрический состав и плотность минерального остова старого асфальтобетона после экстрагирования из него битума, вязкость или температуру размягчения и глубину проникания выделенного битума и его количественное содержание. Затем рассчитывают необходимое количество вновь добавляемых минеральных составляющих и битума. Регенерация на асфальтобетонном заводе дает экономию средств и материалов на 15—20%, регенерация на месте — примерно 30% (по сравнению с укладкой нового слоя толщиной 4 см), холодная регенерация — 30—40%.

Для восстановления свойств битума необходима его пластификация путем добавления менее вязкого битума, гудрона или высокоаро-матизированных тяжелых нефтяных фракций (например, экстрактов селективной очистки масел). Количество вводимых пластифицирующих добавок в старый битум составляет 8—12% от массы битума, содержащегося в старом асфальтобетоне.

В связи с изменением гранулометрического состава старого асфальтобетона при его регенерации вводят свежие каменные материалы в количестве 10—20% по массе.

На основании накопленного опыта в практику использования старых асфальтобетонных материалов вошли в основном два способа:

1)         предварительное нагревание отслуживших срок слоев асфальтобетонных покрытий, их разрыхление на глубину 4—5 см, добавление новых каменных материалов и битума (или готовой смеси), разравнивание и уплотнение. Все операции производят на ремонтируемом участке автомобильной дороги. Битум может быть введен в виде эмульсии. Можно добавлять гудрон или тяжелый экстракт селективной очистки масел для пластификации старого битума из покрытия;

2)         снятие старого асфальтобетона, его транспортирование к смеси тельной установке, дробление до размеров не крупнее 50 мм, загрузка в смеситель принудительного действия с одновременным добавлением новых каменных материалов и вяжущего, доставка полученной асфальтобетонной смеси к месту восстановительных работ, ее укладка и уплотнение. Смесь может содержать до 80% старого асфальтобетона.

Кусковой старый асфальтобетон размером до 60 см из приемного бункера подается питателем / в щековую дробилку 2, откуда ленточным конвейером — на молотковую дробилку 3, где измельчается до частиц мельче 40 мм на гранулят, и непрерывным дозатором 4 подается в сушильно-смесительный агрегат 5. Необходимое количество добавочного щебня, песка и минерального порошка (обычно 20—40%) из агрегатов питания 6 и силосной банки 7 непрерывными дозаторами также подается в сушильно-смесительный агрегат. Добавочное количество битума (обычно 2—4% массы материала) подается в среднюю часть барабана 8. В барабанном смесителе происходит плавление гранулята, нагрев минеральной части и вбрызгивание битума 9. Готовая смесь выгружается в ковш скипового подъемника и направляется в бункер готовой продукции 10, а затем в автомобиль-самосвал.