Ячеистый бетон: характеристики и применение блоков

Применение

Сырье второго сорта затребовано при изготовлении плитки для дорожек.

Вторичный щебень широко применяется в строительной отрасли. Он используется в таких целях:

Наполнитель для новых бетонных и железобетонных изделий — плит, перемычек, некоторых сортов бетона, тротуарной плитки.
Основной дробленный материал для фундамента или полов зданий.
Основа при строительстве автомобильных дорог — временных и основных.
Подсыпка при закладке тротуаров или площадок под автостоянки.
Средство для изменения ландшафта — для засыпания оврагов, болот, канав, водоемов, ям.
Заменитель природного гравия при благоустройстве частных домов и бытовых построек, постройке колодцев и искусственных водоемов.
Материала для создания временных плотин и заграждений в зоне стихийного бедствия.

Это направление производства строительных материалов из вторичного сырья — очень перспективное. Исследования показывают, что при использовании вторсырья для изготовления щебня расход ГСМ меньше в 8 раз, чем при извлечении его из естественных условий, а себестоимость продукции уменьшается на 25%. Но существующие предприятия с низко производительным и изношенном оборудованием не в состоянии переработать весь объем строительного мусора. Все это приводит к тому, что качественный материал просто вывозится на свалки, ухудшая экологическую ситуацию.

Это интересно: Характеристики газобетона — экологичность и практичность

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящими Рекомендациями следует руководствоваться при
изготовлении бетонов с использованием в качестве заполнителей щебня и песка,
полученных путем дробления бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого
бетона.

1.2. Предварительное разрушение некондиционных бетонных и
железобетонных изделий допускается производить любым применяемым в строительной
практике методом — механическим, термическим, взрывным, электрогидравлическим и
др.

1.3. Повторное дробление, измельчение и фракционирование
заполнителей из дробленого бетона производится по той же технологии, что и
получение заполнителей из природных каменных материалов.

1.4. Крупный заполнитель из дробленого бетона состоит из зерен
природного щебня или гравия, поверхность которых в большей или меньшей степени
покрыта остатками цементного камня, внутри которого имеется обширная сеть пор и
образовавшихся при дроблении микротрещин. При этом средняя плотность зерен
крупного заполнителя из дробленого бетона на 11 — 15 % меньше, чем плотность
природного крупного заполнителя.

1.5. Мелкий заполнитель из дробленого бетона состоит из зерен
природного песка с остатками цементного камня, а также из остатков самого
цементного камня и характеризуется средней плотностью, которая на 6 — 19 % меньше,
чем плотность природного кварцевого песка.

1.6. При производстве работ следует учитывать:

а) повышенную неоднородность физико-механических свойств
заполнителей, обусловленную использованием при дроблении бетонов различных
марок и различного состава;

б) их повышенную водопотребность;

в) интенсивное изменение подвижности смеси в начальный период;

г) меньшую среднюю плотность бетонной смеси и затвердевшего бетона
(g_сух = 1900
— 2200 кг/м3) по сравнению с бетоном на природных тяжелых
заполнителях.

Экологичные альтернативы бетону

Бетонный кризис действительно существует. Но правда ли все настолько плохо? И да, и нет.

За последние 20 лет количество углекислого газа, попадающего в атмосферу из-за бетона, уменьшилось в среднем на 18% благодаря увеличению энергоемкости технологий производства. Более того, стали появляться компании, занимающиеся разработкой более экологичных альтернатив привычным строительным материалам.

Множество предприятий по всему миру сегодня работают над тем, чтобы сделать бетон более «зеленым». Правда, большинство из них останавливаются на вторичном использовании элементов бетона: это помогает экономить ресурсы и затраты на производство. Но есть и те, кто идет дальше.

Например, компания SolidiaTech разработала собственную технологию Solidia, которая позволяет снизить количество высвобождаемого CO2 до 60%, и не требует при этом установки нового оборудования. Также у них есть второй вариант производства цемента, при котором затвердевание происходит не с добавлением воды, а при использовании углекислого газа. Это существенно снижает стоимость и длительность процесса, и, самое главное, сокращает концентрацию CO2 в атмосфере.

При производстве 30 блоков бетона из атмосферы поглощается 22 кг С02(столько же, сколько 1 дерево поглощает за год). Фото: SolidiaTech

Кто-то идет еще дальше, и предлагает полностью отказаться от использования цемента в строительстве в пользу, например, дерева или железного камня Ferrock, созданного из отходов металлургической промышленности. Пока сложно сказать, чем конкретно человечество заменит бетон. Большинство существующих альтернатив не обладают таким же набором качеств (твердость, морозостойкость, теплопроводность и простота создания), или требуют значительно больших денежных затрат на этапе производства и ухода.

Фото: ing.dk

Мы еще очень далеки от решения проблемы бетона. По самым оптимистичным оценкам, при существующих темпах развития миру потребуется около 20 лет, чтобы новые материалы полностью заменили собой стандартный бетон. Также экологичных разработок может оказаться недостаточно — многие считают, что без строгого регулирования со стороны государства на уровне законодательства отказаться от бетона не получится.

Бетон предоставил нашей цивилизации возможность развиться до того уровня, на котором мы сейчас находимся. Его дешевизна, стойкость и простота производства позволили забыть о проблемах, преследующих человечество на протяжении всего хода истории — недостаток жилья и его недолговечность. Но настоящее ставит перед нами новые вызовы, и если мы предпочтем их игнорировать в угоду экономической выгоды, условия жизни на планете могут необратимо измениться.

Характеристика материала

Мелкозернистый, или песчаный, бетон – строительный материал, состоящий из смеси воды, песка и цемента с фракцией не более 10 мм в диаметре. Согласно межгосударственному стандарту ГОСТ 26633-2015, мелкозернистый бетон относится к материалам, средняя плотность которых более 2-2,5 тыс. кг/м3 на мелком плотном или вяжущем цементном заполнителе. Песчаные фракции в нем не превышают 2,5 мм; щебенка используется также мелкая – до 1,0 см в диаметре. При застывании смесь становится искусственным камнем. Такой материал не боится воды, мороза, температурных качелей; отличается высокой плотностью и прочностью.

За счет дополнительных включений в состав смеси, песчаный бетон подразделяется на собственно мелкозернистый бетон и мелкозернистый цемент (его используют в конструкциях с армированием).

Основные отличительные свойства материала:

нет крупногабаритных включений;
цемент используется в удвоенном количестве, его марка – М400 или М500;
фракции представляют собой мелкое зерно.

Отрицательными качествами данного тяжелого бетона являются:

высокая степень твердости, из-за чего готовое изделие тяжело обрабатывать;
значительная усадка;
подвижен при нанесении;
расходуется много цемента.

За счет мелкофракционного состава смесь заполняет любые труднодоступные места при строительных работах. Повышенная плотность способствует созданию высокопрочных конструкций. Смесь можно готовить как в условиях промышленного производства, так и самостоятельно дома. Таким образом, главные достоинства мелкозернистого бетона следующие:

превышает прочность обычного бетона при сжатии и растяжении;
не разрушается при вибрационном воздействии;
устойчивость к морозам и ультрафиолетовым лучам;
пористая структура;
водонепроницаемость.

При добавлении в смесь вспомогательных веществ бетон получает улучшенные характеристики. Например, армирование прутами из металла делают конструкцию усиленной, прочной. Добавление силикатов в количестве до 3% делает материал устойчивым к высоким температурам (до 1300°С).

Дробление и переработка бетона

Дробленый бетон — это вторичное строительное сырье, которое получают при переработке железобетонных отходов.

При подготовке сырья для дробления не берется во внимание следующий строительный мусор:

шлакоблоки;
ФБС-блоки;
ячеистый бетон;
полистиролбетон;
керамзитобетонные отходы;
бой тротуарной плитки.

Тут следует внимательнее рассмотреть особенности процесса.

Применение пенополистирола в изготовлении СИП панелей

Основные этапы дробления железобетона:

Доставка на производственную площадку вторичного сырья.
Визуальный осмотр и сортировка отходов.
Первая стадия измельчения вторсырья при помощи гидравлического молота и ножниц. При наличии специального оборудования дополнительно осуществляется отделение от железобетона арматуры, которая затем отправляется на переработку.
Следующий этап — дробление бетонного лома, извлечение инородных компонентов. Эта процедура автоматизирована и выполняется на специальной установке, которая самостоятельно осуществляет дробление вторичного сырья и его сортировку.
Распределение частиц по зерновому составу.

Производством вторичного строительного материала из железобетонных отходов способна заниматься не каждая строительная компания.

Этим занимаются только те, кто может себе позволить приобрести дорогостоящее дробильное оборудование. Поэтому такие предприятия есть в Москве, но не в любом регионе РФ.

Зачем перерабатывать отходы ЖБИ?

На сегодняшний день, складировать отходы ЖБИ в несанкционированных местах и полигонах практикуется в меньшей степени, чем раньше. Поскольку, человечество начало понимать, что переработка с целью получения вторичного сырья гораздо выгоднее и экологически безопаснее.

Класс опасности

Отходы ЖБИ относят к 5 классу экологической опасности, который считается практически безопасным для окружающей среды. Однако, всё равно, для отходов этого класса требуются специальные условия хранения и переработки. Складирование отработанного ЖБИ сырья на полигонах влечёт за собой проблемы для окружающей среды. С помощью повышения тарифов, государство старается избавиться от таких свалок.

Что нужно для бизнеса

Итак, переработка строительных отходов во вторичные материалы – это:

Арендованная площадка максимально близко к городу либо в промзоне;
Дробильно-сортировочный комплекс, расположенный на этой площадке;
Подключенное электричество (вода и водоотведение часто привозные);
Вспомогательная техника: фронтальный погрузчик, экскаватор, весы для замеров;
Сотрудники описанной промплощадки (с основном граждане СНГ);
Поставщики, которые привозят «сырой» материал для переработки;
Дилеры, которые покупают материал для перепродажи (поставщики стройматериалов);
Конечные потребители – частники, подрядные организации, муниципальное управление (в счет соседства).

Цифры. Теперь можем перейти к цифрам и обоснованию финансовой модели этого бизнеса. Перечисляю цены по порядку:

Итого расклад будет таким:

капитальные затраты – 15 300 000 рублей + организационные издержки 10% от суммы, если использовать заемный капитал, то получится первый платеж 4 590 000 рублей + ежемесячные платежи по 386 750 рублей в течение 36 месяцев;
ежемесячные затраты – 1 300 000 рублей, либо 1 686 750 рублей при использовании заемного капитала
ежемесячные доходы – 4 050 000 рублей при продаже 4 500 м3 материала (50% бетона по 700 рублей за кубометр, и 50% кирпича по 200 рублей за кубометр)

Итого ожидаемая прибыль составит 2 363 250 рублей.

Конечно, поскольку бизнес серый, из финансового результата нужно вычесть риски всех ситуаций, которые будут происходить на площадке.

Сейчас этот бизнес в основном представлен раздробленными хозяйствующими субъектами, например отделившаяся от большого холдинга дробилка с вышедшим из состава участников руководителем либо самостоятельно организованный бизнес по дроблению и переработке строительных отходов.

У этого бизнеса есть потенциал, потому что он в состоянии 90-х и его можно развивать – тем более, что спрос на дешевые заменители точно не будет падать на нашем национальном рынке.

Решение для дробления пенобетона

Для измельчения пенобетона подходит промышленная установка РДИ 2/620, которая отличается высокой производительностью. Строительный блок размером 600х250х200 мм за один проход превращается в мелкие и средние фракции — от 0 до 4 см. После переработки стройматериал можно использовать как пенобетонную щебенку.

Основное преимущество измельчителей — дешевизна их эксплуатации и обслуживания. Расходный материал установки — диск. При правильной эксплуатации его нужно менять 1 раз в год. А если дополнительно обварить кромки диска электродом Т-590, его срок эксплуатации существенно увеличится.

Сфера применения и фракционность щебня

Важно! Области применения щебенки зависят от ее фракционности – это обязательно следует учитывать при выборе стройматериала:

мелкофракционный щебень (от 3 до 20 мм) – наиболее популярный и востребованный, часто применяется в изготовлении бетонных смесей для фундамента, строительства дорожных покрытий, например битумно-асфальтного слоя, а также при возведении мостовых перекрытий и укладки покрытия на спортивных площадках;
среднефракционный (до 40 мм) – отлично подходит для отсыпки участков, где будут проводить строительство с применением тяжелой спецтехники;
крупнофракционный (до 70 мм) – используют для масштабного строительства, возведения крупных построек, прокладки железнодорожных путей, монолитных опор и оснований.

Щебень – один из наиболее значимых составных элементов или «ингредиентов» бетонной смеси, поэтому его качество напрямую влияет на результаты строительства.Сортировка щебня по фракциям с использованием виброгрохоты.

Преимущества

Укладка защитного слоя самоуплотняющегося бетона.

Самоуплотняющемуся бетону присущи следующие преимущества:

быстрота монтажа;
строительство сооружений с повышенной прочностью;
отсутствие дефектов, которые возникают в процессе уплотнения бетонного раствора;
за счет гладкой и плотной поверхности самоуплотняющегося бетона, существует возможность идентифицировать поверхность и форму опалубки;
здания и сооружения получаются различной геометрии;
долговечность материала;
уменьшение трудовых затрат, которые обусловлены снижением времени на заливку бетоном и отсутствием в уплотнении;
сцепление цемента с арматурой приобрело повышенную прочность;
возможность проникновения цементно-песчаного месива в труднодоступные участки конструкции;
подача смеси из песка и цемента возможна через опалубку;
уменьшение расходов на оплату труда рабочей бригады;
безопасный процесс изготовления материала;
не требуется уплотнение цементно-песчаной смеси;
отсутствует возможность расслоения раствора;
самоуплотняющимся бетонам присуща шумоизоляция и виброизоляция;
имеет привлекательный внешний вид.

Свойства и характеристики

Марка бетона (М) — это показатель прочности бетона на сжатие после застывания, также является показателем водонепроницаемости. Буква «М» и число, стоящее рядом, означают предел прочности при сжатии.

Класс бетона (В) — то же, что и марка, только отличается методом проверки прочности и имеет другую единицу измерения.

Стойкость бетона к морозам (F) — измеряемая величина в количествах циклов замерзания-оттаивания.

Исходя из требований по ГОСТу, морозостойкость имеет следующие значения (табл. 1).

Таблица 1 – Морозостойкость дорожного бетона

Цель использования	марка по показателю температуры в °С
<-15
Однослойное покрытие/ верхний слой	F200	F150	F100
Нижний слой	F100	F50	F50
Усиление основания	F50	F50	F25

Прочность на сжатие и расширение. Существуют следующие виды дорожного строительного материала (табл. 2).

Таблица 2 – Прочность дорожного бетона на сжатие/расширение

Цель использования	марка
на сжатие	на расширение
Однослойное покрытие/ верхний слой	М300, М350, М400, М500.	М40, М45, М50, М55.
Нижний слой	М250, М300, М350.	М35, М40, М45.
Усиление основания	М75, М100, М150, М200, М250.	М15, М20, М25, М30, М35.

Характеристики

Коэффициент сжатия материала (или иначе, усреднённая прочность) в кг/см2 задаёт марку материала и обозначается буквой «М». После буквы указывается число. Для тощего бетона характерны марки М100-М200.

Классификация по прочности в МПа, показывающий удерживаемый вес на 1 кв. см затвердевшей конструкции, отображается буквой «В» и соответствующим числом. Рассматривают классы В5, В7,5, В10, В12,5, В15.

Морозостойкость (количество циклов замерзания и оттаивания материала) отмечается буквой F. Тощий бетон задаётся классами F50-F100.

Возможность материала противиться проникновению влаги внутрь состава (водонепроницаемость) задаёт вероятность появления трещин и, соответственно, постепенного разрушения всей конструкции. Класс водонепроницаемости обозначают буквой W. Согласно ГОСТ, этот параметр равен W2-W4.

Соответствие марок, классов, характеристик и назначения приведено в таблице:

Морозостойкость бетона

Морозостойкость бетона определяют путём попеременного замораживания в холодильной камере при температуре от 15 до 20°С и оттаивания в воде при температуре 15-20°С бетонных образцов кубов с размерами ребра 10, 15 или 20 см (в зависимости от наибольшей крупности заполнителя). Образцы испытывают после 28 сут выдерживания в камере нормального твердения или через 7 сут после тепловой обработки. Контрольные образцы, предназначенные для испытания на сжатие в эквивалентном возрасте, хранят в камере нормального твердения. Морозостойкость бетона зависит от качества примененных материалов и капиллярной, пористости бетона. Объем капиллярных пор оказывает решающее влияние на водопроницаемость и морозостойкость бетона. Морозостойкость бетона значительно возрастает, когда капиллярная пористость менее 7%.

Оборудование для дробления

Для получения крошки применяется специальная дробильная установка.

Для измельчения бетонных отходов используется специальное оборудование. Машина для переработки и разделения на фракции боя бетона довольно проста. Эта техника использует принцип дробления материалов. Сама установка имеет в своем составе 2 или 3 основных технических блока. Первый занимается приемом и предварительной переработкой загруженных отходов, он состоит из таких частей:

место первоначальной сортировки материала (вручную или с использованием экскаватора);
приемный бункер;
подающий транспортер.

Второй блок — это ковш для дробления, где происходит измельчение поступающих отходов. Дробление железобетона требует наличия в установке магнитного сепаратора, который извлекает из массы части арматуры и других металлических изделий. Выделением на фракции переработанного материала осуществляет грохот. Число фракций пропорционально числу ячеек грохота. Большие части, которые не прошли этот блок, возвращаются на повторное измельчение.