ВВЕДЕНИЕ 7
Глава 1 Состояние вопроса 9
1.1 Предпосылки использования бетонного лома 9
1.2 Методы разрушения бетонного лома 11
1.3 Технология переработки некондиционного бетона и железобетона 26
1.4. Требования ГОСТ к вторичному заполнителю и область его применения 28
Глава 2 Экспериментальная часть 38
2.1 Методика исследования свойств заполнителей 38
2.2 Методика исследования свойств бетона 42
2.3 Результаты исследований 44
2.4 Расчет состава бетона 46
Глава 3 Технологическая часть 54
3.1 Расчет производительности производства 54
3.2 Технология получения вторичного заполнителя из бетонного лома 61
Вторичный заполнитель получается при использовании установок первичного и вторичного дробления 61
3.3 Технология изготовления бетонной смеси из вторичного заполнителя 81
3.4 Технология изготовления фундаментных блоков 92
Глава 4 Охрана окружающей среды 99
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 101
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 103
ПРИЛОЖЕНИЕ А 107
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 108
ПРИЛОЖЕНИЕ В 109
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 110
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
Строительство - одна из самых материалоемких областей деятельности человека, главной задачей которой является создание искусственной среды обитания, включающей в себя строительство жилых, общественных и промышленных зданий, дорог и инженерных сооружений различного назначения. Основным конструкционным материалом современного строительства является железобетон, который благодаря своим технике- экономическим характеристикам сегодня занимает доминирующее положения почти во всех видах строительства.
С каждым годом развивается строительство новых объектов промышленной и гражданской инфраструктуры, возрастает потребность в реконструкции жилого фонда и промышленных предприятий, автодорог и прочих объектов строительства. Вместе с этим растет и необходимость в территориях под новое строительство и отчуждении земель под свалки строительных отходов, образующихся при разрушении бетонных и железобетонных изделий и конструкций.
Однако важнейшей проблемой некондиционной продукции является малая востребованность использования вторичного сырья в новом строительстве, поэтому огромный объем бетонного лома скапливается в отвалах и полигонах, занимая большие площади пригодных для сельскохозяйственной деятельности земель, загромождает склады готовой продукции, захламляет территории заводов.
Рециклированная продукция может использоваться в промышленности сборного железобетона в менее ответственных зданиях и сооружениях пониженной этажности, при строительстве временных дорог и в индивидуальных застройках. Таким образом, для возведения малоэтажных зданий, их отдельных элементов, при строительстве временных дорог могло бы быть использовано более 1,2 млн тонн металла и около 40 млн тонн бетонного лома, что в конечном итоге несет не только экологическую эффективность (в сокращении объемов накоплений бетонного лома), но и экономическую - готовый вторичный продукт позволяет снизить себестоимость изделий за счет необходимости затрат только на обработку и фракционирование. Современные технологии в строительстве могли бы обеспечить применение рациональных технологических схем переработки бетонного лома, что позволило бы перейти на безотходное производство в строительстве и уменьшить расход природных заполнителей.
Целью работы является изучение свойств крупного заполнителя из дробленого бетона и разработка технологии его получения и использования.
К задачам на достижение поставленных целей относятся следующие:
1. Изучить свойства заполнителя из бетонного лома;
2. Разработать составы и изучить свойства бетона на заполнителе из бетонного лома;
3. Разработать участок по переработке некондиционного железобетона с целью получения вторичного заполнителя для производства бетонных смесей и изделий на их основе.
Бакалаврская работа выполнена с учетом поставленных целей и задач. Нами были изучены информационные источники по теме использования вторичного сырья в строительстве, освоена и закреплена необходимая теоретическая информация. Вследствие этой работы были проведены исследования и анализ свойств изучаемого объекта - заполнителя из бетонного лома, а также анализ его влияния на свойства бетонов на его основе; разработана технологическая схема производства заполнителя из бетонного лома, технологическая схема производства бетонной смеси и формования фундаментных блоков. Все схемы подобраны с учетом современных технологий и условий мобильности и компактности производства на основании расчета производительности.
Полученные нами результаты в экспериментальной части настоящей работы отражают возможность использования вторичного крупного заполнителя в производстве изделий и конструкций с прочностью до 25 МПа. Нами получено, что вторичные заполнители близки к природным по своим свойствам. Характерным отличием для заполнителей из дробленого бетона является наличие на поверхности зерен цементного камня, повышающего показатели водопоглощения заполнителя и готового бетона за счет своей пористости, а также влияющего на дробимость в худшую сторону. Однако, их применение целесообразно в изделиях, в которых допускается использование гравия как крупного заполнителя. Мы подтверждаем это в анализе физико-механических свойств бетона, приготовленного с использованием щебня и гравия природного и вторичного происхождения. В образцах на вторичном заполнителе наблюдалось несущественное снижение показателя прочности на сжатие, что говорит о том, что при одинаковом составе бетонной смеси вторичный заполнитель не приводит к снижению прочности готового бетона, но, в силу своих недостатков, не может использоваться в изделиях и конструкциях серьезной значимости.
Для производства вторичного заполнителя используются комплексы, включающие в себя двухтадийное дробление: на первой стадии изделия измельчаются до допустимых оборудованием второй стадии размеров и извлекается арматура; на второй - дробленые куски измельчаются до необходимых размеров и разделяются на фракции с помощью сортировочной установки. Такой подход позволяет наиболее эффективно отделить зерна крупного заполнителя от цементного камня. Подготовленный заполнитель в дальнейшем может использоваться по назначению в производстве новых железобетонных изделий или в дорожном строительстве.
Завершает работу разработка комплексного участка по переработке и использованию бетонного лома, состоящего из отдельных площадок - дробильно-сортировочный комплекс и участок БСУ с цехом для производства фундаментных блоков.
1 Рекомендации по применению продуктов переработки некондиционных бетонных и железобетонных изделий : справочный материал / Б. А. Крылов [и др.] - Москва : НИИЖБ Госстроя СССР, 1984. - 10 с.
2 ГОСТ 32495-2013 Щебень, песок и песчано-щебеночные смеси из дробленого бетона и железобетона. Технические условия. - Введ. 01.01.2015. ; переизд. 01.11.2019. - Москва : Стандартинформ, 2019. - 12 с.
3 ГОСТ 8269.0-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний. - Взамен ГОСТ 3344-83, ГОСТ 7392-85, ГОСТ 8269-87 ; введ. 01.07.1998. ; переизд. 31.10.2018. - Москва : Стандартинформ, 2018. - 57 с.
4 ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний - Взамен ГОСТ 8735-75, ГОСТ 25589-83 ; введ. 01.07.1989 ; переизд. 01.09.2018. - Москва : Стандартинформ, 2018. - 29 с.
5 ГОСТ 25607-2009 Смеси щебеночно-гравийно-песчаные для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия. - Взамен ГОСТ 25607-94 ; введ. 01.01.2011 ; переизд. 01.08.2018. - Москва : Стандартинформ, 2018. - 12 с.
6 ГОСТ 8269.1-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы химического анализа - Введ. 01.07.1998. ; переизд. 31.10.2018. - Москва : Стандартинформ, 2018. - 70 с.
7 ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов. - Введ. 01.01.1995 ; переизд. 01.03.2007. - Москва : Стандартинформ, 2007. - 11 с.
8 Гусев, Б. В. Вторичное использование бетонов : учебник / Б. В. Гусев, В. А. Загурский - Москва : Стройиздат, 1998. - 96 с.
9 ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия - Взамен ГОСТ 8267-82, ГОСТ 8268-82, ГОСТ 10260-82, ГОСТ 23254-78, ГОСТ 26873-86 ; введ. 01.01.1995 ; переизд. 30.07.2018. - Москва : Стандартинформ, 2018. - 16 с.
10 ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. - Взамен ГОСТ 10180-90 ; введ. 01.07.2013 ; переизд. 01.06.2018. - Москва : Стандартинформ, 2018. - 36 с.
11 ГОСТ 12730.3-78 Бетоны. Метод определения водопоглощения. - Взамен ГОСТ 12730-67 ; введ. 01.01.1980 ; переизд. 01.06.2007. - Москва : Стандартинформ, 2007. - 4 с.
12 ГОСТ 12730.4-78 Бетоны. Методы определения показателей пористости. - Взамен ГОСТ 12730-67 ; введ. 01.01.1980 ; переизд. 01.06.2007. - Москва : Стандартинформ, 2007. - 7 с.
13 ГОСТ 27006-2019 Бетоны. Правила подбора состава. - Взамен ГОСТ 27006-86 ; введ. 01.01.2020. - Москва : Стандартинформ, 2020. - 16 с.
14 ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия. - Взамен ГОСТ 26633-2012 ; введ. 01.09.2016 ; переизд. 01.02.2019. - Москва : Стандартинформ, 2019. - 16 с.
15 Косач, А.Ф. Расчет материального баланса, проектирование складов и вспомогательных цехов предприятий сборного железобетона. : учебное пособие / А.Ф. Косач, П.П. Дерябин, Н.А. Гутарева, И.Н. Кузнецова, М.А. Ращупкина. - Омск : СибАДИ, 2010. - 97 с.
16 Каталог оборудования Златоустовского завода бетоносмесительного оборудования [Электронный ресурс] : база данных строительного оборудования - Златоуст. - Режим доступа: https: //zzbo .ru/produktsiya.
17 ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия - Взамен ГОСТ 8736-93 ; введ. 01.04.2015 ; переизд. 01.02.2019. - Москва : Стандартинформ, 2019. - 12 с.
18 ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия. - Взамен ГОСТ 7473-94 ; введ. 01.01.2012 ; переизд. 01.06.2018. - Москва : Стандартинформ, 2018. - 25 с.
19 ГОСТ 13579-2018 Блоки бетонные для стен подвалов. Технические условия. - Взамен ГОСТ 13579-78 ; введ. 01.05.2019. - Москва : Стандартинформ, 2018. - 16 с.
20 СП 48.13330.2011 Организация строительства.
Актуализированная редакция СНиП 12-01-2004. - Взамен СНиП 3.01.01-85м; введ. 20.05.2011. - Москва : ОАО «ЦПП». - 25 с.
21 Лесной кодекс Российской Федерации : федер. закон от 04.12.2006. № 200-ФЗ. - Москва : Российская газета , 2006. - 72 с.
22 Земельный кодекс Российской Федерации : федер. закон от 25.10.2001 № 136-ФЗ. с изм. на 18.03 2020. - Москва : Российская газета, 2020. - 96 с.
23 Водный кодекс Российской Федерации : федер. закон от 03.06.2006 № 74-ФЗ - Москва : Российская газета , 2006. - 64 с.
24 Кодекс Российской Федерации об административных правонарушениях : федер. закон от 30.12.2001 № 195-ФЗ ред. от 23.06.2020. - Москва : Российская газета , 2020. - 640 с.
25 Ицкович, С. М. Технология заполнителей бетона. : учебник / С. М. Ицкович, Л. Д. Чумаков, Ю. М. Баженов - Москва : Высшая школа, 1991. - 272 с.
26 Дворкин, Л. И. Строительные материалы из отходов промышленности. : учебник / Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин - Ростов-на-Дону : Феникс, 2007. - 357 с.
27 Баженов, Ю. М. Технология бетона. : учеб. пособие / Ю. М.
Баженов. - Москва : Высшая школа, 1987. - 415 с.