Вторичный бетон

Вторичный бетон это повторное использование бетона в строительном производстве за счет утилизации отходов из бетона и железобетона. 

Содержание статьи:

1. Способы разрушения бетонов на предприятиях переработки вторичных бетонов:

а) Электрогидравлическая технология разрушения бетона.

б) Электроимпульсная технология разрушения бетона.

2. Дробление бетона.

3. Вторичный щебень. Методы активации вторичного щебня.

Важным моментом в процессе утилизации отходов из бетона и железобетона является освоение на предприятиях стройиндустрии специализированных технологических линий по разрушению и переработке некондиционных изделий из сборного железобетона с целью получения товарного щебня из дробленного бетона и высвобождения арматурной стали.

Технологические линии по переработке отходов бетона и некондиционного железобетона позволяют создать их безотходное производство  на предприятиях стройиндустрии, получить значительное количество качественного и более дешевого строительного материала (вторичный щебень) а также утилизировать огромное количество строительного мусора.

♣ Способы разрушения бетонов на предприятиях переработки вторичных бетонов

Разрушение бетонных и железобетонных изделий может осуществляться с помощью электрогидравлического эффекта. При использование электрической энергии явление, классифицируемое как электровзрыв, характеризующийся быстрым выделением энергии, связано с образованием ударной или взрывной волны.

Читать далее на http://stroivagon.ru бетон из шлака

На рисунке-1 приведены схемы устройства, характерные для электрогидравлической (а) и электроимпульсной (б) технологий разрушения бетона. При электрическом пробое системы протекают следующие процессы: накопление электрической энергии в накопителях ГВИ, ее коммутация, формирование канала сквозной проводимости, расширение искрового канала с образованием газовой полости, в которой происходит несколько затухающих пульсаций.

Читать далее на http://stroivagon.ru виды бетона

Рисунок-1. Схемы устройства для электровзрыва

а-электрогидравлическая технология, б-электроимпульсная технология; 1-генератор высоковольтных импульсов (ГВИ) ; 2-коммутатор, 3-разрядная камера, заполненная жидкостью, 4-электродная система, 5- объект технологического воздействия.

При этом в жидкости или газовой среде образуются переменные во времени и пространстве поля давлений, создающие в материале переменное напряженное состояние, приводящее к пластическому течению или разрушению материала. Электрооборудование должно обеспечить напряжение от десятков киловольт при пробое технической воды до 200…300 кВ при пробое диэлектрических жидкостей (электрическая прочность).

Для создания электрической формы искрового пробоя в жидкости необходимо обеспечить минимальные величины экспозиции напряжений, взаимосвязанные с различной электрической проводимостью (смотри таблицу-1). При разрушении диэлектриков по схеме (смотри рисунок-1, б) единственно возможным случаем обеспечения электрического пробоя является использование импульсов с весьма малой экспозицией (10 ^-7…10 ^-6 с).

Таблица-1. Предельная экспозиция напряжений

 

В этом случае электрический взрыв локализуется в диэлектрике. При электро взрыве происходит быстрое выделение электрической энергии, что ведет к сильному разогреву вещества диэлектрика, его диссоциации, ионизации. В результате в канале электро пробоя образуется плотная низкотемпературная газообразная плазма с давлением (1…5) ·10³ МПа.

Дробление бетона

Широкое распространение на заводах ЖБИ получила технология переработки некондиционного бетона и железобетона на линиях, оснащенных установками первичного дробления типа УПН-7, УПН-10, УПН-12, СМЖ-541. а также вторичного дробления -СМД-108, СМД-109, устройство для извлечения арматурных изделий-магнитным отделителем.

Рисунок-2. Технологическая линия по переработке некондиционного бетона и железобетона

1-передвижной стол с колосниковой решеткой , 2-некондиционный железобетон, 3- пресс стационарный, 4-устройство для извлечения арматуры, щековая дробилка типа СМД-108, 6-система ленточных конвейеров, 7- отсекатели, 8-бункерный склад вторичного щебня.

Переработка бетонных отходов и некондиционных железобетонных изделий (смотри рисунок-2) на специализированных технологических линиях производится в такой последовательности. На колосниковом столе установки первичного дробления с помощью циклично опускающейся и поднимающейся ножевой балки копра пресса дробиться бетонный лом или железобетонные изделия.

Раздробленный бетон, направляемый отбойными боковыми листами через колосники, попадает на ленточный конвейер. Оставшаяся на столе арматура снимается с помощью крана. Прошедшие через колосниковый стол куски арматурной стали извлекаются из массы дробленного бетона устройством разработки  СКТБ Главмоспромстройматериалов на базе грузового электромагнита ПМ-15 (смотри рисунок-3).

Рисунок-3. Схема удаления арматуры над конвейерным магнитным сепаратором

Эта операция обеспечивает возможность измельчения и фракционирования заполнителей из дробленного бетона по технологии, аналогичной технологии для получения естественных заполнителей и использования обычных дробильных установок, применяемых при переработке природного камня в карьерах.

В случае отсутствия требований к фракционному составу дробленного бетона применяют в качестве установки вторичного дробления щековую дробилку СМД-108. Дробилка со сложным движением щеки размером 250 х 900 мм обеспечивает дробление материала с пределом прочности на сжатие до 300 МПа. Производительность дробилки составляет 18 м³/ч, установленная мощность 40 кВт при общей массе оборудования 7,8 т.

В 1986 г. липецким филиалом КТБ «Стройиндустрия» был разработан проект технологической линии по переработке некондиционного железобетона, предусматривающий на заключительной стадии переработки использование агрегата мелкого дробления и сортировки СМД-27 Б(смотри рисунок 4).

 

Технико-экономические показатели технологической линии

1. Годовой выпуск вторичного щебня-25700 м³.

2. В том числе фракций:

а) 0…5 мм -7710 м³

б) 5…20 мм — 12850 м³,

с) 20 …40 мм -5140 м³ .

3. Объем утилизированной арматуры  -более 1000 т.

4. Максимальные габариты разрушаемого некондиционного железобетона, м- 24 х 3,5 х 0,6.

5. Масса оборудования -170 т;  установленная мощность электрооборудования -290 кВт.

6. Занимаемая площадь с учетом склада некондиции -4800 м².

7. Количество производственных рабочих, чел-5.

Рисунок-4.Технологическая линия по производству фракционированного вторичного заполнителя

1-установка первичного дробления; 2-разрушаемое некондиционное железобетонное изделие; 3-магнитный отделитель арматуры; 4- тележка для вызова арматуры; 5- установка вторичного дробления (щековая дробилка  СМД-109); 6-агрегат мелкого дробления и сортировки СМД-27 Б; 7-бункерный склад для фракции 0…5 мм; 8-то же для фракции 5…20 мм; 9- бункерный склад для фракции 20…40 мм.

 

 

Технико-экономические показатели установки типа УПН-7

1.Производительность-20 тыс. м³ щебня

2. Количество обслуживающего персонала -5 чел-см.

3. Масса технологического оборудования -140 т.

4.Годовой экономический эффект при реализации щебня для проведения дорожных работ 52,34 тыс руб (образца 1991 года).

В 1985 г. СКТБ Главмоспромстройматериалов разработал и внедрил технологическую линию по переработке крупногабаритных железобетонных изделий и конструкций с применением установки первичного дробления УПН-7. Конструктивное решение рычажного пресса с двумя рабочими ножевыми балками копра, расположенными на разных уровнях с автономной системой гидроприводов , позволяет разрушать установленные на колосниковом столе железобетонные изделия высотой до 1,6 м.

Для обеспечения мобильности и гибкости в технологии переработки некондиционного бетона и железобетона и получения фракционированного заполнителя из дробленного бетона представляется целесообразным рекомендовать на третьей стадии производственного цикла агрегат мелкого дробления и сортировки СМД-27 Б(сотри рисунок-5).

Рисунок-5. Принципиальная схема работы агрегата СМД-27 Б.

1- приемный лоток; 2-возвратный конвейер; 3-боковой конвейер; 4-конусная дробилка; 5-виброгрохот; 6-бункер готовой продукции.

 

 

Техническая характеристика агрегата СМД-27Б:

1. Производительность, м³/ч- до 27.

2. Диапазон регулирования выходной щели дробилки-12…35 мм.

3. Размеры готового продукта :

а) до 5 мм,

б) 5…20 мм,

с)20…40 мм.

4. Наибольший размер кусков загружаемого материала -60 мм.

5. Габариты-12 х 2,7 х 4,4 мм; масса-14 т.

6. Скорость транспортировки агрегата -20 км/ч.

Технологическое оборудование используемое на этих линиях обеспечивает получение вторичного щебня, применяемого лишь при устройстве подстилающих слоев дорожных одежд и оснований.

Вторичный щебень. Методы активации вторичного щебня (из дробленного бетона).

Активация составляющих бетонной смеси позволяет существенно улучшить основные технические свойства бетона. Практика показала, что наиболее  перспективен механический метод активации щебня из дробленного бетона. Эффект активации заполнителей состоит в разрушении слабых зерен вторичного щебня или удалении остатков цементного камня а также в  образовании свежих сколов. Это приводит к повышению технических характеристик бетонов за счет улучшения качества контактной зоны.

1. Механический способ активации вторичного щебня.

При механическом способе активации дробленного бетона предусматривается самоизмельчение при перемешивании щебня в смесительных установках или их обработка в шаровых мельницах с металлическими шарами. При проведении исследований в НИИЖБе качество активированного щебня оценивалось по показателю дробимости, водопоглощению и насыпной плотности.

Таблица-2. Физико-механические свойства щебня из дробленного бетона

Определение этих характеристик проводилось согласно ГОСТ 8269-87 (смотри таблицу-2). Существенное улучшение качества щебня наблюдается при удалении растворной составляющей. Хорошие результаты получают при помоле дробленного бетона со стальными шарами после предварительного низкотемпературного обжига.

Был получен щебень, практически свободный от растворного компонента, а его свойства -дробимость, водопоглощение и насыпная плотность, близкие к аналогичным показателям исходного щебня Вяземского карьера.

2. Способ предварительного интенсивного сухого перемешивания крупного заполнителя в бетоносмесительных устройствах.

При таком способе по идее может проводиться удаление части ослабленных зерен, которые получаются при дроблении отходов из бетона и железобетона. Однако как показала практика эффективность такого метода не удовлетворительна.

3. Способ механической или термомеханической обработки вторичного щебня.

При таком методе обработки рекомендуется использовать куски дробленного бетона фракции 5…40 мм. Эффективность применения вторичного щебня из дробленного бетона резко возрастает при использовании его вместо заполнителя из природного каменного материала при производстве конструкций из сборного железобетона непосредственно на предприятии, где осуществляется переработка.

НИИЖБом определены области применения крупного заполнителя:

При устройстве щебеночных оснований под полы и фундаментов зданий, под асфальтобетонные покрытия автомобильных дорог всех категорий, в качестве крупного заполнителя в бетонах прочностью 5…20 МПа при производстве бетонных и ж/б изделий, в качестве крупного заполнителя в бетонах прочностью до 30 МПа при смешивании с природным щебнем.

Испытания на морозостойкость бетонов как на природном, так и на крупном заполнителе из дробленного бетона показали, что бетонные образцы выдержав 200 циклов попеременного замораживания и оттаивания, не имели заметных признаков разрушения. Обобщени е отечественного и зарубежного опыта повторного использования бетона подтвердили возможность применения его в качестве заполнителя при приготовлении бетонной смеси (ГОСТ 26633-85).