Проблема ликвидации бетонных и других строительных отходов, возникающих в результате сноса зданий, в настоящее время очень актуальна, особенно для крупных мегаполисов Российской Федерации, а также ближнего и дальнего зарубежья.

Прежде всего, это связано с отсутствием возможности размещать такое огромное количество отходов на городских и пригородных свалках, так как это может привести к катастрофическому загрязнению окружающей среды городов. Только в Москве к 2005 году было снесено около 500 старых и непригодных для жилья зданий, при этом интенсивность сноса возросла в два раза по сравнению с 2000 годом [см. Александров А.В. Снос зданий и переработка строительного мусора. // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2003, №1; Чистов Ю.Д., Краснов М.В. Перспективы применения отходов дробления бетонного лома в пенобетоне. // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. Научно-теоретический журнал. Тематический выпуск «Пенобетон». 2003, № 4].

Наибольшую долю отходов от сноса составляет железобетонный лом, который перерабатывается на мобильных дробильно-сортировочных комплексах (МДСК). Продукты данной переработки отсортированы и представляют собой щебень (70%) и мелкий песок (30%). Щебень применяется в основном для подсыпки дорог, а также в качестве крупного заполнителя в тяжелых бетонах [см. Чистов Ю.Д., Краснов М.В. Перспективы применения отходов дробления бетонного лома в пенобетоне. // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. Научно-теоретический журнал. Тематический выпуск «Пенобетон». 2003, № 4; Чистов Ю.Д., Краснов М.В. Теоретические основы создания ячеистого бетона из пылевидных отходов дробления бетонного лома. // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. Научно-теоретический журнал. Тематический выпуск «Поробетон-2005». 2005, № 4].

Мелкий песок пока не находит применения, поэтому задерживается на территории МДСК, повышая при этом запыленность городского воздуха, так как штабеля данного отсева дробления содержат пылевидную фракцию (менее 0,16 мм) в количестве до 50 %.

Единственным правильным решением данной проблемы является утилизация пылевидного отсева дробления (ОД) путем его вторичного использования в строительстве. Исследования, проведенные в МГСУ на кафедре технологии вяжущих веществ и бетонов, показали, что данный отход можно использовать и в бетонах [см. Чистов Ю.Д., Краснов М.В. Перспективы применения отходов дробления бетонного лома в пенобетоне. // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. Научно-теоретический журнал. Тематический выпуск «Пенобетон». 2003, № 4; Чистов Ю.Д., Краснов М.В. Теоретические основы создания ячеистого бетона из пылевидных отходов дробления бетонного лома. // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. Научно-теоретический журнал. Тематический выпуск «Поробетон-2005». 2005, № 4].

Изучен зерновой, минеральный и химический составы этих продуктов (табл. 1).

Табл. 1

Рассев мелкого отхода дробления бетонного лома

Имея, на первый взгляд, непригодную для использования в бетонах гранулометрию, данный отход дробления обладает рядом достоинств, которым в настоящее время не придают значения.

Используя более глубокие теоретические и практические методы исследования, ученые МГСУ показали преимущества вторичного использования мелкой фракции ОД в качестве мелкого заполнителя и активной составляющей бетонов плотной и ячеистой структуры.

Соединения, входящие в состав ОД, свидетельствуют о химической однородности данного отхода с минералами портландцемента. Химический анализ показал наличие кварца в количестве 50–55%, оксида кальция – 35–40%, оксида алюминия – 5%, оксида железа – 4% и других.

С помощью рентгенографического анализа, зафиксированы следующие соединения: кварц – SiO₂ с d = [4,26; 3,34; ...; 1,82; ...; 1,375] * 10 ^–9 нм, кальцит – СaCO₃ с d = [3,86; 3,038; 2,49; 2,28; ...] * 10 ^–9 нм, доломит с d = [2,89; 2,20; 2,015;...] * 10 ^–9 нм, ватерит – m-СaCO₃ с d = [3,56; 3,29; 2,73; ...; 2,03] * 10 ^–9 нм, эттрингит с d = [9,9-9,7; 5,6; 3,89; 3,49; ... ] * 10 ^–9 нм, портландцемент негидратированный с d = [2,77-2,73; 2,65; 2,61; ...; 1,769; ... ] * 10 ^–9 нм, гидросиликаты кальция – СSН с d = [11,8-10,0; 3,07; 2,80; 1,83] * 10 ^–9 нм, гидроалюминаты кальция – С₂АН₈ с d = [10,8-10,0; 2,87; 2,54; ... ] * 10 ^–9 нм и С₃АН₆ с d = [5,16; 2,80; 2,30; 2,04; ... ] * 10 ^–9 нм, гидрослюда – глинистый минерал как примесь с d = [10; 5,02; 4,45; ... ] * 10 ^–9 нм, ангидрит – СаSО₄ с d = [3,49; 2,84; 2,33; ... ] * 10 ^–9 нм, бёмит – AlO(OH) с d = [6,22; 3,16; 1,84; ...] * 10 ^–9 нм, гётит – FeOOH с d = [6,2; 3,28; 2,47; ...] * 10 ^–9 нм.

Анализ полученных рентгенограмм свидетельствует о том, что в данном материале присутствуют следующие соединения: кварц – SiO₂ в количестве 50–55% и кальцит – СaCO₃ в количестве 25–30%. Особенно следует отметить наличие негидратированного портландцемента в количестве 5% по массе, что составляет около 50% по массе от исходного портландцемента, который применялся при производстве железобетонных конструкций. На полученных при помощи электронного микроскопа микрофотографиях также зафиксировано наличие цементного камня. Исследования проводились на отходах дробления бетонных конструкций, в которых в качестве заполнителей применялись известковый щебень и кварцевый песок, что объясняет сравнительно большое содержание кальцита и кварца [см. Чистов Ю.Д., Краснов М.В. Теоретические основы создания ячеистого бетона из пылевидных отходов дробления бетонного лома. // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. Научно-теоретический журнал. Тематический выпуск «Поробетон-2005». 2005, № 4; Волженский А.В., Попов Л.Н. Смешанные портландцементы повторного помола и бетоны на их основе. М., 1961].

Для выявления гидравлической активности ОД производили его помол до разных значений удельной поверхности, а затем готовили тесто нормальной густоты отдельно с каждым порошком разного помола. Полученные данные показали, что при увеличении тонкости помола продукта дробления происходит увеличение прочности затвердевшей композиции (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость предела прочности на сжатие образцов в возрасте 28 суток от удельной поверхности молотого отхода дробления бетонного лома

Начало и конец схватывания теста наблюдается уже при помоле ОД до удельной поверхности 3000 см²/г (начало схватывания – 5 часов и конец схватывания – 14 часов), далее с увеличением тонкости помола эти сроки уменьшаются и при удельной поверхности равной 8000 см²/г начало схватывания происходит через 1 час 10 мин., а конец через 3 часа 30 мин.

1 2

Комментарии запрещены.