----
----






Ячеистый и плотный бетоны


Ю.Д. Чистов, доктор техн. наук, проф.; М. В. Краснов, аспирант; М. А. Хвастин, инженер

Проблема ликвидации бетонных и других строительных отходов, возникающих в результате сноса зданий, в настоящее время 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, что может привести к катастрофическому загрязнению окружающей среды городов. Только в Москве в 2002 году было снесено около 220 старых и непригодных для жилья зданий, при этом интенсивность сноса возросла в два раза по сравнению с 1998 годом.
   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.
   Мелкий песок пока не находит применения, поэтому задерживается на территории МДСК, повышая, при этом, запыленность городского воздуха, так как штабеля этого отхода содержат пылевидную фракцию (менее 0,14 мм) – до 50%.
   Единственным и правильным решением данной проблемы является утилизация пылевидного отхода 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.
   Изучен зерновой, минеральный и химический составы этих продуктов (см. 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 как 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] Ч10–9 нм, кальцит – СaCO3 с d = [3,86; 3,038; 2,49; 2,28; ...]Ч10–9 нм, доломит с d = [2,89; 2,20; 2,015;...]Ч10–9 нм, ватерит-m-СaCO3 с d = [3,56; 3,29; 2,73; ...; 2,03]Ч10–9 нм, эттрингит с d = [9,9–9,7; 5,6; 3,89; 3,49; ... ]Ч10–9 нм, портландцемент негидратированный с d = [2,77–2,73; 2,65; 2,61; ...; 1,769; ... ]Ч10–9 нм, гидросиликаты кальция – СSН с d = [11,8–10,0; 3,07; 2,80; 1,83]Ч10–9 нм, гидроалюминаты кальция – С2АН8 с d = [10,8–10,0; 2,87; 2,54; ... ]Ч10–9 нм и С3АН6 с d = [5,16; 2,80; 2,30; 2,04; ... ]Ч10–9 нм, гидрослюда – глинистый минерал как примесь с d = [10; 5,02; 4,45; ... ]Ч10–9 нм, ангидрит – СаSО4 с d = [3,49; 2,84; 2,33; ... ]Ч10–9 нм, бёмит – AlO(OH) с d = [6,22; 3,16; 1,84; ...]Ч10–9 нм, гётит – FeOOH с d = [6,2; 3,28; 2,47; ...]Ч10–9 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.
   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 (см. график).

График 1.


   Начало и конец схватывания теста наблюдается уже при помоле ОД до удельной поверхности 3000 см2/г (начало схватывания – 5 час и окончание схватывания – 14 час), 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 окончание – через 3 часа 30 мин.
   О степени взаимодействия исходного и молотого ОД с цементом судили по результатам исследования затвердевших растворных образцов. Последние готовили путем смешивания немолотого и молотого отхода дробления, в отдельности, с цементом М500 в соотношении 1:3 при В/Т = 0,4. Тонкость помола отхода дробления составляла 3000 см2/г.
   Рентгенографический анализ этих двух образцов показал уменьшение содержания CaCO3 у образцов с молотым ОД на 15 – 20%, а SiO2 – на 10% по сравнению с немолотым, что говорит о возможном участии отхода в процессе гидратации. При этом наблюдается возникновение новообразований с мелкокристаллической структурой (Ј0,1 мк), предположительно гидросиликатов, гидроалюмосиликатов, гидроалюмоферритов кальция, как результата твердения цемента, а также наблюдается образование соединений, содержащих в своей формуле ионы СО3 типа СаАl2(CO3)2(ОН)4 – 6Н2О – гидрокарбоалюминаты кальция с d = 8,0Ч10–9 нм, КNa4Ca4Si8O18(СО3)4ОН – Н2О – гидрокарбосиликаты кальция калия и натрия с d = [8,4х; 4,17; 2,90; 2,38; 4,05; ...]Ч10– 9 нм.
   Прочности образцов с молотым отходом дробления выше прочности образцов с немолотым примерно на 20%. Полученные данные можно объяснить наличием негидратированного цемента, который удалось «пробудить» в процессе помола, а также реакционной способностью карбонатов, имеющихся в отходе. Входящие в состав молотого ОД тонкодисперсные карбонаты кальция (25–30% СаСО3 по массе) играют роль микровключений в матричном материале, образуют каркас и помогают создавать прочную микробетонную структуру. Выступая в качестве зародышей, центров кристаллизации в процессе структурообразования, карбонаты имеют существенное положительное влияние на физико-химические процессы твердения бетона.
   Таким образом, дополнительный помол позволяет вовлечь данный отход в процесс твердения. Это открывает возможность повышения прочностных характеристик бетонных изделий, экономии дорогостоящего и энергоемкого портландцемента при их производстве. Данные результаты были взяты за основу для получения плотных и ячеистых бетонов.
   Известно, что физико-механические свойства ячеистого бетона (в частности прочность) во многом определяются прочностью раствора межпорового пространства. С этой целью были проведены исследования плотного песчаного бетона на основе ОД с равным соотношением между вяжущим и заполнителем.
   При смешивании цемента и немолотого ОД, затвердевшие образцы имели прочность ниже требуемой для получения ячеистых бетонов (по данным Г.П. Сахарова). Это связано с тем, что пылевидные фракции имеют склонность к агрегированию (комкованию), что приводит к снижению её фактической удельной поверхности и понижению реакционной способности её активных составляющих (табл. 2).

Табл.2. Влияние состава рабочей композиции на прочность плотного песчаного бетона.


   При получении плотных бетонов к крупному кварцевому песку (МКР. = 3,5) добавляли немолотый ОД в качестве добавки, уменьшающей модуль крупности этой смеси. На основе этого заполнителя получен мелкозернистый бетон. Применяя молотый ОД в плотном бетоне в качестве заполнителя, прочность его затвердевших образцов на 20% выше прочности образцов бетона с немолотым отходом при равном содержании вяжущего (ПЦ500 Д0), табл. 3.

Табл.3. Физико-механические свойства пенобетона.


   При приготовлении пенобетона не рекомендуется применять кварцевые пески с модулем крупности >2, так как крупные частицы кварца превышают толщину межпоровых перегородок, что приводит к понижению прочностных и теплотехнических свойств материала. В связи с этим в ячеистом бетоне целесообразно применение молотого (активного) ОД как материала, способствующего уплотнению структуры и повышению прочности матрицы бетона, а также положительно влияющего на процессы твердения вяжущей композиции. На практике получен неавтоклавный пенобетон Д600–Д800 (табл. 3) из ОД с равным содержанием вяжущего (ПЦ500 Д0) и заполнителя (ОД), с прочностными характеристиками, не уступающими автоклавным ячеистым бетонам на основе кварцевого песка и золы-уноса ТЭЦ.
   1. В настоящее время в МГСУ активно проводятся работы по увеличению прочностных и теплотехнических характеристик ячеистого бетона.
   2. Эффективность строительных материалов, содержащих продукты вторичного использования, в настоящее время приобретает особую значимость, поскольку их производство способно оказать значительную помощь в утилизации отходов, загрязняющих города.

Список товаров, услуг и цен предоставляемых организациями разместившими объявления на сайте (В алфавитном порядке. Тестовый режим)
Страница 1: AL - антистатик
Страница 2: аренда - водопровод
Страница 3: водослив - желоб
Страница 4: жилье - короткобазовый
Страница 5: коррубит - наирит
Страница 6: наклейка - пергамин
Страница 7: перевозка - радиатор
Страница 8: разгрузка - средство
Страница 9: СРО - услуги
Страница 10: установка - ящик

Строительные материалы в Интернете:



Архив объявлений с предложениями строительных материалов описаных в статьях:
Объявления строительных фирм Объявления строительных фирм (1)
Объявления строительных фирм (2) Объявления строительных фирм (3)
Объявления строительных фирм (07.06.08) Объявления строительных фирм (22.07.08)
Объявления строительных фирм (12.09.08)  
Цены на строительные материалы описанные в статьях (прайс-листы):
Строительство и ремонт
Кирпич и стеновые материалы
Окна и оконные конструкции
Двери, ворота, входные группы
Ограждающие конструкции, офисные перегородки
Пиломатериалы, изделия из дерева
Отделочные материалы
Керамическая плитка, керамический гранит
Лаки, эмали и краски
Стекло, поликарбонат, зеркала
Стройматериалы 1 Стройматериалы 2 Стройматериалы 3
Кровля, кровельные материалы
Гидро-, звуко, теплоизоляционные материалы
Сантехника, канализация
Отопление и вентиляция
Электрооборудование
Металл, кованные изделия
Машины, оборудование и инструмент
Дизайн и интерьер
Услуги в области строительства
Различные стройматериалы
Стройматериалы 4

Интернет-сайты предлагающие стройматериалы: