3 Гост р 53231-2008 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности [текст]. Введ. 25.12.2008. – м.: Стандартинформ, 2009.

4 ГОСТ 16483.10-73 Дpевеcинa. Mетoды oпpеделения пpеделa пpoчнocти пpи cжaтии вдoль вoлoкoн [Текст]. Введ. 1.07.1974. – М.: Госстрой СССР, 1973.

5 ГОСТ 16483.11-72 Дpевеcинa. Mетoд oпpеделения уcлoвнoгo пpеделa пpoчнocти пpи cжaтии пoпеpек волoкoн[Текст]. Введ. 1.01.1973. – М.: Госстрой СССР, 1989.

6 Волынский, В.Н. Монография. Взаимосвязь и изменчивость показателей физико-механических свойств древесины [Текст]: 2-е изд./В.Н. Волынский. – Архангельск: АГТУ, 2006. – С. 15–17.

1.15	ИССЛЕДОВАНИЯ ОТСЕВОВ ДРОБЛЕНИЯ БЕТОННОГО ЛОМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БЕТОННЫХ КОМПОЗИТОВ

Муртазаев с-а.Ю., Сайдумов м.С., Алиев с.А.

(ГГНТУ им. акад. М.Д. Миллионщикова, г. Грозный, РФ)

В статье приведены результаты исследований отсевов дробления бетонного лома с целью получения бетонных композитов, рассмотрены вопросы расширения сырьевой базы и снижения их себестоимости, а также осуществлен анализ экологической обстановки в регионе.

The article contains results research siftings crushing concrete waste to produce composite materials, considered issues of expansion of raw materials and reduce their costs, and also carried out an analysis of ecological situation in the region.

Повышение эффективности использования местного сырья, побочных продуктов и промышленных отходов при производстве строительных композиционных материалов и изделий является одной из актуальных проблем современной строительной индустрии [1, 3, 6].

За последние два десятилетия в Чеченской Республике в результате разрушений зданий и сооружений образовалось огромное количество техногенного сырья в виде бетонного, железобетонного и кирпичного боя (смотри рисунок 1). Груды этих отходов загрязняют окружающую среду, загромождают площадки под разрушенными зданиями и около них, а также препятствуют восстановительным работам. Расчистка строительных площадок от строительного мусора связана не только с большими затратами труда, транспортными расходами, но и с необходимостью отводить для свалки этого мусора специальные места.

Конечный продукт после переработки и фракционирования данного сырья на дробильно-сортировочных комплексах (ДСК) [1] представляет собой 70-75% вторичный щебень и 25-30% отход (отсев) дробления (рисунок 2) [2].

Вторичный щебень в настоящее время становится серьезной альтернативой традиционным крупным заполнителям. Отсевы дробления бетонного лома пока не находят широкого практического применения в промышленности строительных материалов из-за недостаточной изученности их составов и свойств, поэтому задерживаются на территории ДСК. Кроме того, отсевы камнедробления значительно повышают запыленность городского воздуха, т.к. штабеля данного продукта содержат пылевидные частицы менее 0,16 мм в количестве 15-25%, иногда и более.

Рисунок 1 – Техногенное сырье в виде бетонного, железобетонного лома и кирпичного боя

от разрушенных зданий и сооружений

Рисунок 2 – Схема технологической линии по переработке бетонного и железобетонного лома

в товарный щебень

Отсевы дробления бетонного лома представляют собой совокупность остроугольных осколков размером от 0 до 5-10 мм. Цвет – серый. Результаты ситового анализа показали, что в исследуемых отсевах содержание зерен крупнее 5 мм составляет около 19%, а зерна крупнее 10 мм – до 3% от массы пробы. В настоящее время их причисляют к отходам основного производства – щебня. Именно поэтому характеристики и цена отсевов определяются, в основном, видом исходного сырья [3,4].

Одно из основных достоинств отсевов дробления – их довольно низкая цена. Обусловлена она отсутствием специфических дорогостоящих методов их получения. Цена данного побочного продукта несколько раз ниже цены щебня. Дефицит песка с характеристиками, необходимыми для применения его в производстве высококачественных бетонов, приводит к ситуации, когда выгоднее приобрести побочный продукт дробления и именно его использовать в качестве мелкого заполнителя. Тем не менее, приобрести побочный продукт дробления бетонного лома и горных пород будет выгоднее, чем искать подходящий по качеству природный песок.

Однако, о рациональном использовании отсевов дробления бетонного лома в практике строительного материаловедения можно говорить после предварительного исследования их зернового, химического и минерального составов и других свойств [5,6].

Для решения задачи эффективного использования местного сырья в виде отсевов бетонодробления в технологии строительных материалов в научно-техническом центре коллективного пользования (НТЦ КП) «Современные строительные материалы» ГГНТУ им. акад. М.Д. Миллионщикова были проведены комплексные исследования их составов и свойств.

Исследования проводились на отсевах дробления таких сборных железобетонных конструкций, как плиты перекрытия, ригели, перемычки, колонны, лестничные марши с учетом их первоначальной прочности и срока эксплуатации.

Изучены гранулометрический (таблица 1), минеральный (таблица 2) и химический составы этих продуктов.

Таблица 1 – Гранулометрический состав отсева дробления бетонного лома*

Остаток	Размер ячейки сита, мм
	2,5	1,25	0,63	0,315	0,16
Частный Полный	18,3 18,3	10,4 28,7	7,1 35,8	25,7 61,5	22,6 84,1
*Модуль крупности Мк = 2,3; через сито № 0,16 проходит 15,9 % по массе

В отсевах дробления бетонного лома содержится, % по массе: SiО₂ – 51,40; СаО – 35,23; А1₂О₃ – 5,01; Fe₂О₃ – 3,72; К₂О – 1,50; MgO – 1,25; SО₃ – 0,60; Na₂О – 0,51; TiO₂ – 0,31; MnO – 0,08; другие неорганические компоненты – 0,29; п.п.п. – 0,10.

Таблица 2 – Минеральный состав отсева дробления бетонного лома

Наименование минерала или продукта гидратации цемента	Содержание в отсеве, %	Химическая формула
Кварц	50,6	SiO2
Кальцит	30,0	СaCO3
Фатерит (ватерит)	1,5	μ-СaCO3
Эттрингит	1	Са6[Al(OH)6]2·24H2O·(SO4)3·2H2O
Портландцемент негидратированный	4	–
Гидросиликаты кальция	5,6	xCaO·SiO2·yH2O; [C-S-H]
Двухкальциевый алюминат 8-водный	0,5	2CaO·Al2O3·8H2O; [С2АН8]
Трехкальциевый алюминат гексагидрат	2,6	Ca3Al2(OH)12; [С3АН6]
Четырехкальциевый алюмоферрит гексагидрат	2,7	3СаО·Al2O3·6H2O+СаО·Fe2O3·xH2O; [С3(АF)Н6]
Другие неорганические компоненты	1,5	–

При изучении минерального состава отсева дробления бетонного лома с помощью рентгенографического анализа зафиксированы следующие минералы и продукты гидратации цемента: кварц в количестве 50%, кальцит – около 30%, гидросиликаты кальция – до 6% и другие соединения (смотри таблицу 2). Особенно следует отметить наличие негидратированного портландцемента в количестве 4% по массе, что составляет около 25-30% по массе от исходного портландцемента, который применялся при производстве железобетонных конструкций.

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.

Анализ химического состава отсева дробления бетонного лома свидетельствует о возможном наличии в материале соединений, способных твердеть при взаимодействии с водой.

Для выявления гидравлической активности отсева дробления бетонного лома 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 бетонного лома происходит увеличение прочности затвердевшей композиции. Таким образом, дополнительный помол позволяет вовлечь данный отход в процесс твердения. Это открывает возможность использования его в качестве активного минерального наполнителя при производстве композиционных высокоактивных вяжущих веществ.

Еще одной особенностью отсева дробления бетонного лома является то, что его зерна состоят из фрагментов крупного и мелкого заполнителей дробимого «старого» бетона, скрепленных цементной матрицей. Важной отличительной чертой отсева бетонодробления является частичная или сплошная оболочка на поверхности его зерен из цементного камня дробимого бетона, которая обладает определенной пористостью, приводящей к повышенному водопоглощению такого заполнителя (рисунок 3).

Предполагается, что заполнитель, характеризующийся повышенной водопотребностью и водопоглощением, будет оказывать своеобразное влияние на процессы структурообразования бетона.

Исследования процесса структурообразования бетона с использованием отсевов дробления бетонного лома позволили установить, что вследствие перераспределения воды между твердой, жидкой и газообразной фазами меняются реологические свойства бетонной смеси на этом заполнителе. При введении в бетонную смесь заполнитель из бетонного лома сначала поглощает жидкую фазу из смеси в открытые поры, а затем в процессе образования капиллярно-пористой структуры цементного камня отдает ее, т.е. происходит своеобразное отсасывание влаги из пор заполнителя в твердеющий цементный камень.

Кроме того, исследование контактной зоны заполнителя и цементного камня показало, что прочность сцепления зерен отсева дробления бетонного лома с цементным камнем значительно выше, чем прочность самого зерна, что свидетельствует об активном влиянии такого заполнителя на формирование как структурных характеристик цементного камня, так и плотной контактной зоны между ними.

Рисунок 3 – Структура вто­ричного заполнителя из бетонного лома: 1, 2 – зерна, полученные из цементного камня и заполнителя дробимого бетона; 3, 4 – зерна, состоящие отдельно из цементного камня и крупного заполнителя «старого» бетона; 5 – частицы менее 0,16 мм (каменная мука)

Заключение

Таким образом, на основании результатов проведенных исследований можно констатировать:

1. Имея, на первый взгляд, непригодную для применения в строительных материалах гранулометрию, отсевы дробления бетонного лома разборки зданий и сооружений, как было доказано проведенными исследованиями, обладают рядом достоинств, которым в настоящее время не придают должного значения;

2. Использование отсевов дробления бетонного лома разборки зданий и сооружений в технологии бетона и железобетона позволит расширить номенклатуру сырьевой базы для производства новых композиционных строительных материалов, в том числе и комплексных высокоактивных вяжущих веществ и различных видов бетонов;

3. В результате комплексного использования отсевов бетонодробления в качестве заполнителей и наполнителей можно получить эффекты как экологического и экономического, так и социального содержания.

Литература

1 Баженов, Ю.М. Мелкозернистые бетоны из техногенного сырья для ремонта и восстановления поврежденных зданий и сооружений [Текст]/Ю.М. Баженов, Д.К-С. Батаев, С-А.Ю. Муртазаев [и др.]. – Грозный. – 2011. – С. 342.

2 Липей, О.А. Заполнители из дробленого бетона [Текст]/О.А. Липей, Б.А. Крылов, А.С. Дмитриев//Бетон и железобетон. – 1981. – №5.

3 Муртазаев, С-А.Ю., Исмаилова, З.Х. Использование местных техногенных отходов в мелкозернистых бетонах [Текст]/С-А.Ю. Муртазаев, З.Х. Исмаилова//Строительные материалы. – 2008. – № 3. – С. 57.

4 Александров, А.В. Снос зданий и переработка строительного мусора[Текст]/ А.В. Александров//Строительные материалы, оборудование, технологии 21 века. – 2003. – №1. – С. 50.

5 Баженов, Ю.М., Батаев, Д.К-С. Материалы и технологии для ремонтно-восстановительных работ в строительстве [Текст]/Ю.М. Баженов, Д.К-С. Батаев. – М.: изд-во «КомТех», 2000. – 232 с.

6 Попов, К.Н. Новые строительные материалы и материалы из промышленных отходов [Текст]/ К.Н. Попов [и др.]. – М.: Логос-Развитие, 2002. –152 с.

7 Сайдумов, М.С. Утилизация бетонного и железобетонного лома [Текст]/ М.С. Сайдумов, Ш.Ш. Заурбеков, М.А-В. Абдуллаев [и др.]//Экология и промышленность России. – 2011. – Февраль. – С.26–28.

1.16	СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ГИДРОФОБНОСТИ ЛЕГКИХ БЕТОНОВ11