Экология бетона и использование вторичных ресурсов

Максимальный диаметр алмазного круга, мм - 900

Максимальная глубина резания, мм - 380

Диаметр рабочего вала, мм - 35

Габариты, мм:

Длина - 530

Ширина - 450

Высота - 700

Масса, кг - 42

Длина направляющих, мм - 1200 и 600

Расход охлаждающей жидкости, л - 1500

При разработке отечественного оборудования для дробления бетона был выбран способ давления с помощью рычажного пресса. Преимущества такой схемы по величине давления разрушения представлены на рис. 4. Величина давления по сравнению с ударной нагрузкой примерно в 2 раза меньше.

Рис. 4. Зависимость между напряжением s и деформацией е при различных скоростях нагружения: I, II, III, IV - возрастающие значения скоростей деформирования.

А как следует из схемы разрушения, показанной на рис. 5, происходит довольно равномерное отделение бетона от арматуры вследствие медленного (ползучего) разрушения контактной зоны между арматурой и бетоном [5].

Рис.5. Схема загружения бетонных и железобетонных изделий при разрушении: а, в - схемы положения нагрузок; б, г - схемы разрушения бетона и железобетона.

По такому принципу были запроектированы установки по первичному дроблению бетона, как для плоских изделий, так и для колонн и ригелей. В таблице 3 представлены основные технические характеристики установок для дробления некондиционных или отслуживших свой срок разрушенных железобетонных изделий.

Таблица 3

Техническая характеристика установок первичного дробления некондиционного бетона

На рис. 6 представлена одна из отечественных установок на комбинате КЖБК-2 (бывшего московского главка "Главмоспромстройматериалов").

Рис. 6. Установка первичного дробления УПН 12-3,5-1,5 на заводе ЖБИ-7 Главмоспромстройматериалов.

Технологическая линия по производству фракционированного вторичного заполнителя может быть мобильной и быть гибко вписана в любом межцелевом промежутке завода железобетонных изделий (рис.7).

Исследования последних лет, выполненные в НИИЖБе, МХТИ им. Д. И. Менделеева и МолдНИИстройпроекте, показали, что производство щебня из бетонолома - не самый эффективный способ использования вторичного бетона. Возможна плановая регенерация растворной части или в целом керамзитобетонов, суть которой - в тепловом ограниченном воздействии и создании CAO SiO2 на основе раздробленных фракций бетонолома диаметром 50-70 мм.

В качестве объектов исследования были выбраны следующие материалы:

бетонолом из керамзитобетона классов В5; В10; В30;

бетонолом из карамзитобетона класса В22,5.

Оптимизация режимов обжига бетонолома класса В5 и удельной поверхности вяжущего на его основе осуществлялась при температурах 500, 650, 800°С с интервалами по времени от 30 до 90 минут. Результаты оптимизации температуры обжига бетонолома и удельной поверхности вяжущего на его основе приведены в табл.4. В таблице 4 представлены основные результаты для температур обжига 500, 650 и 800°С.

Таблица 4

Пределы прочности растворов при сжатии и изгибе на вяжущих, полученных из бетонолома класса В5 при различных режимах обжига и удельной поверхности вяжущего

Анализ результатов эксперимента показывает, что при постоянных параметрах температуры и продолжительности обжига на рост активности регенерированного вяжущего существенное влияние оказывает увеличение удельной поверхности. Так, с изменением удельной поверхности в пределах 4000-8000 см2/г активность регенерированного вяжущего возросла в пределах 1,5-1,8 раза.

Вторым важным фактором, оказывающим воздействие на повышение активности вяжущего, является температура обжига, способствующая более полному измельчению непрогидратированных зерен цемента. Так изменение температуры обжига бетонолома в пределах 500-650°С при постоянных параметрах времени обжига и удельной поверхности дает рост активности регенерированного вяжущего в 1,4 раза. Изменение прочности цементного камня при воздействии температуры обжига в интервале 500-650°С, связанное с процессом дегидратации и последующим охлаждением, заложено в основу технологического процесса отделения заполнителя от растворной части путем самоизмельчения.

В процессе исследований установлены следующие рациональные параметры обжига и характеристики материалов:

- размер фракции щебня из бетонолома до - 70 мм;

- температура обжига - 650°С;

- продолжительность обжига - 60 минут;

- удельная поверхность вяжущего - 6000 см2/г.

Получение комплексного вяжущего и вяжущего из растворной части осуществлялось путем помола предварительно обожженного бетонолома при температуре 650°С и доведением удельной поверхности до 6000 см2/г. Комплексное вяжущее получается при помоле всей массы бетона, а вяжущее из растворной части - после отделения крупного заполнителя и помола растворной части. Закономерность рациональных параметров получения регенерированных вяжущих наблюдается при использовании и других классов бетонолома. Результаты испытаний по определению предела прочности при сжатии и изгибе растворов на регенерированных вяжущих, полученных из различных классов бетонолома, приведены в табл. 5.

Таблица 5

Пределы прочности растворов при сжатии и изгибе на регенерированных вяжущих, полученных из различных классов бетонолома с удельной поверхностью S = 7000 см2/г

Из результатов, приведенных в таблице 5, видно, что активность регенерированного вяжущего увеличивается с повышением класса исходного бетонолома. Увеличение активности регенерированного вяжущего вызвано изменением концентрации цемента в плотном теле, которая находится в пределах от 15 до 30% для исследуемых классов бетона. Активность регенерированного вяжущего из растворной части в 1,5-1,7 раза выше активности комплексного вяжущего, полученного из одного и того же класса обожженного бетонолома. В отличие от вяжущего из растворной части, комплексное вяжущее характеризуется значительным содержанием активных минеральной и инертной добавок, которые образуются в процессе помола пористого заполнителя.

Несомненно, что полученное регенерированное вяжущее, набирая предел прочности выше 30 МПа, будет эффективным особенно для растворов и поробетонов.

ВЫВОД

Повсеместно доступный, технологичный и недорогой материал – бетон – составляет в наши дни большую часть городской застройки. И в наступившем столетии, по всей видимости, бетону уготована та же роль в окружающих нас зданиях и сооружениях, причем не только на Земле, но и в космическом пространстве. По данным ученых, на Луне имеются все основные компоненты бетонной смеси — песок и вода. Те же компоненты являются целью поиска новых европейских и американских экспедиций на Марс. Комитет по лунному бетону уже давно создан в рамках Американского института бетона.

Удовлетворяет ли бетон сегодняшним требованиям? С технической стороны – да. Его прочность и долговечность подтверждены постройками древнего Рима и нынешними башнями и мостами рекордных показателей. А с точки зрения эстетики? Уже прочно закрепился в мировой практике термин “архитектурный бетон”. Выразительные формы, высочайшее качество поверхностей, гармоничное сочетание палитры красок — вот формула его успеха.

Бетон – материал, подсказанный человеку природой и служащий ее защите в течение веков. Его разумное применение прокладывает путь к экологически безопасному будущему последующих поколений на Земле.

Страницы: 1, 2, 3