Отходы карбонатных пород для строительства дорог
В целях расширения сырьевой базы природных каменных материалов и улучшения окружающей среды Союздорнии в содружестве с другими организациями проведены исследования, широкая производственная проверка и на основе этого разработаны рекомендации и нормативные документы по применению в дорожном строительстве каменных материалов из различных отходов промышленности и бытовых отходов. Результаты основных проведенных работ приведены ниже.
Отходы из щебня, гравия и песка
Отходы горнообогатительных, горноперерабатывающих и горнодобывающих предприятий представлены осадочными или изверженными горными породами в виде щебня, гравия и песка. Плотность щебня и песка аналогична плотности таких материалов из природных горных пород. После дробления и сортировки отходов может быть получен любой стандартный зерновой состав щебня, песка или их смесей. Прочность щебня колеблется в пределах от М 200 до М 1200. Марка морозостойкости, оцениваемая количеством выдержанных циклов попеременного замораживания-оттаивания, составляет F 25 — F 100.
Щебень и песок из этих отходов находят применение во всех видах дорожного строительства. Годовой объем выходов отходов ГОК превышал 100 млн т. Они имеются на территориях Северо-Западного, Центрального, Уральского, Сибирского и Дальневосточного округов.
Щебень из окисленных железистых кварцитов горнообогатительных комбинатов Курской области (Курской магнитной аномалии) характеризуется повышенной по сравнению с традиционными материалами плотностью. После дробления и сортировки может быть получен щебень, песок и смеси любых стандартных фракций. Щебень имеет марку прочности по дробимости в цилиндре М 1000-1400, по истираемости в полочном барабане — И 1, марку по морозостойкости F 50 — F 150 (потери массы до 1%), содержит пластинчатых (лещадных) и игловатых зерен от 19% до 32%, пылевидных и глинистых частиц — до 2%. Щебень имеет устойчивую структуру против всех видов распадов (потери массы после испытаний — до 1%, марка УС 1). Полученные характеристики соответствуют требованиям ГОСТ 8267-93 и ГОСТ 3344-83.
Для использования щебня в основаниях из готовых смесей по ГОСТ 25607-94 рекомендуется готовить и применять смесь 0-70 мм с содержанием фракций 10-70 мм 50% и фракций 0-10 мм — 50%, соответствующей смеси С 5 ГОСТ 25607 94, а также смесь С 6 ГОСТ 25607 94, содержащей 75% фракции 10-40 мм и 25% фракции 0-10 мм. Для использования щебня в щебеночных основаниях, устраиваемых методом заклинки, в качестве основного материала рекомендуется использовать согласно СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги» щебень фракции 40-70 мм, в качестве расклинивающего материала — щебень фракции 10-20 и 5-10 мм, которые можно получить рассевом фракций 10-40 или 40-70 мм.
Допускается в качестве расклинивающей фракции вместо фракций 10-20 и 5-10 мм использовать отсевы дробления фракций 0-10 мм, зерновой состав которой соответствует требованиям ГОСТ 25607-94 (С 12), или смесь фракций 5-20 мм.
Шлаки черной и цветной металлургии
Шлаки черной и цветной металлургии и фосфорные представлены в виде щебня, песка и смесей из них. Дроблением и сортировкой можно получить щебень и песок, а также щебеночно-песчаные смеси любых стандартных фракций. Прочность щебня колеблется от М 200 до М 1200. Марка морозостойкости находится, как правило, в пределах F 25 — F 150. Некоторые виды шлаков обладают свойствами самоцементации. Применяются шлаки в основном для строительства оснований, а также для приготовления шлакового вяжущего марок 50-200. Годовой объем выхода шлаков черной и цветной металлургии превышал 75 млн т. Они имеются на территориях Северо-Западного, Центрального, Поволжского, Уральского и Сибирского административных округов.
Шламы (отход производства алюминия) по зерновому составу представляют собой песок. Содержание в шламах большого количества белита позволяет применять их в качестве материала основания, который со временем омоноличивается; к 360 сут. его прочность при сжатии достигает 6 МПа. Разработаны технологии получения из шламов минеральных вяжущих марок 100-200. Шламы имеются в Северо-Западном, Уральском и Сибирском административных округах. Годовой объем выхода составлял около 8 млн т.
Золы и золошлаки ТЭЦ
Золы и золошлаковые отходы ТЭЦ подразделяются на две основные группы: сухого удаления и гидроудаления. Золы сухого удаления по зерновому составу могут быть отнесены к мелкому песку. Они обладают вяжущими свойствами и могут быть применены для строительства укрепленных оснований дорожных одежд в качестве вяжущих взамен цемента. Ориентировочный расход — 10-20%. Прочность обработанного материала в возрасте 90 сут. составляет 1-6 МПа.
Золы гидроудаления по зерновому составу представляют собой пески. Золошлаковые отходы гидроудаления содержат также и гравелистую фракцию. Зерновой состав золошлаков, как правило, 0-20 мм, реже 0-40 мм. Марки прочности шлака колеблются в пределах 200-600, марка морозостойкости составляет F 15 — F 50. Золы гидроудаления применяются, как правило, для строительства земляного полотна. Золошлаки гидроудаления могут быть использованы для устройства оснований дорожных одежд. Золошлаки и золы имеются во всех регионах страны. Годовой выход сухой золы — 10 млн т, золошлаков — 60 млн т.
Из гипсосодержащих отходов — фосфогипса, борогипса, фторангидрида — наиболее распространен фосфогипс, подразделяющийся на две группы: полугидрат и дигидрат. По зерновому составу это порошкообразный материал с максимальным размером зерна 1 мм. Фосфогипс-полугидрат обладает в течение примерно 3 сут. после выпуска вяжущими свойствами и применяется для строительства монолитных оснований.
Прочность такого материала при сжатии в возрасте 28 сут. составляет 2-6 МПа. Фосфогипс-дигидрат вяжущими свойствами не обладает и может применяться в отдельных случаях как добавка к цементу при строительстве укрепленных оснований. Фосфогипс-дигидрат, обработанный по специальной технологии, может быть использован для производства гипсовых вяжущих (до М 400).
Щебень из красного кирпича
Из бывшего в употреблении красного кирпича дроблением и сортировкой может быть получен щебень, песок и щебеночно-песчаные смеси любых стандартных фракций. Испытания щебня из красного кирпича, бывшего в употреблении, показывают, что щебень имеет марку прочности по дробимости в цилиндре М 200, по истираемости в полочном барабане — И 4, марку по морозостойкости F 25, содержит до 20% пластинчатых (лещадных) и игловатых зерен, пылевидных и глинистых частиц — до 3%, имеет марку по водостойкости В 2. Щебень по приведенным выше характеристикам соответствуют требования ГОСТ 8267 — 93. Щебень, песок и щебеночно-песчаные смеси могут быть использованы для строительства щебеночных оснований автомобильных дорог в соответствии с требованиями СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги», а также для оснований площадок для стоянки автомобилей, площадок внутридворовых территорий, садово-парковых дорожек, для укрепления обочин.
Щебень из цементобетона
Щебень, песок и щебеночно-песчаные смеси любых стандартных фракций из цементобетона, бывшего в употреблении, показывают, что щебень имеет марку прочности по дробимости в цилиндре М 400, по истираемости — в полочном барабане И-3, марку по морозостойкости F-25, содержит до 15% пластинчатых (лещадных) и игловатых зерен, пылевидных и глинистых частиц — до 3%, имеет марку по водостойкости В2. Щебень по указанным выше показателям и зерновому составу соответствует требованиям ГОСТ 8267-93. Щебень, песок и щебеночно-песчаные смеси из цементобетона, бывшего в употреблении, могут быть использованы для строительства щебеночных оснований автомобильных дорог в соответствии с требованиями СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги».
Щебень и песок из старого асфальтобетона
В последние годы значительно увеличился объем сфрезерованного старого асфальтобетонного покрытия. Возникла проблема его утилизации. Результаты испытаний показали, что зерновой состав сфрезерованного старого асфальтобетонного покрытия представлен смесью 0-20 или 0-40 мм. После экстрагирования установлено, что минеральная смесь включает минеральный порошок, песок (отсевы дробления) и щебень.
Щебень, как правило, изверженных горных пород имеет марку прочности 800, 1200, марку морозостойкости F 50 — F 100. С целью оптимизации зернового состава асфальтобетонного гранулята были испытаны составные смеси, оптимальные для щебеночных оснований по ГОСТ 25607-94, из известняка марки прочности 600 и морозостойкости F 25 и асфальтобетонного гранулята. Критерием оценки пригодности смеси для устройства щебеночных оснований служит несущая способность, определяемая модулем упругости, который должен соответствовать требованиям ВСН 46-83 для щебеночных оснований, устраиваемых методом смещения исходных материалов в определенных пропорциях.
Результаты определения характеристик различных смесей (оптимальная влажность, максимальная плотность, модуль упругости) показали, что замена 20-30% природного щебня асфальтовым гранулятом является эффективной и целесообразной — несущая способность щебеночных оснований из таких смесей и плотность несколько увеличивается. На основе полученных результатов разработаны рекомендации по устройству щебеночных оснований с использованием 20-30% старого снятого асфальтобетона (асфальтового гранулята).
Стеклокристаллический щебень из стеклобоя
На обширной территории России в ряде районов отсутствуют прочные горные породы, из которых можно получить щебень с устойчивой во времени шероховатостью для устройства верхних слоев дорожных одежд.
В последнее время для этих целей разработаны искусственные каменные материалы. Союздорнии совместно с ГИСом разработан стеклокристаллический щебень, получаемый путем спекания при температуре 600°-900°С (нагрев — 1 ч, выдержка — 0,5 ч, охлаждение — 1 ч) измельченного до удельной поверхности 2500-3000 см2/г стеклобоя и кварцевого песка. Ориентировочное соотношение материалов 50:50. Они характеризуются высокой прочностью (М 1000 — М 1200) и морозостойкостью (до F 300). Стеклокристаллический щебень можно использовать для приготовления асфальто- и цементобетона, а также для поверхностных обработок.
Песок из бытовых отходов
Испытанные пробы бытовых отходов, полученных на мусоросжигающих заводах, по зерновому составу представляют собой фракцию 20-0 мм. Песчаную часть (5-0) мм согласно ГОСТ 8236-93 «Песок для строительных работ. Технические условия» можно отнести к отсевам дробления. По модулю крупности Мкр = 3,2 и полному остатку на сите 0,63 мм, равному 70%, бытовые отходы относятся к группе песков (отсевов) повышенной крупности. По содержанию зерен выше 5 мм и менее 0,16 мм бытовые отходы относятся ко II классу. Содержание пылевидных и глинистых частиц составляет 3,8%.
Щебеночная часть бытовых отходов 20-5 мм имеет марку прочности по дробимости в цилиндре М 300 — М 400 по ГОСТ 8267-93 при оценке их условно как осадочных горных пород. Потери массы после испытания на дробимость в цилиндре составляет 24-30%.
Следует отметить, что необходимо разработать специальные технические условия. Насыпная плотность бытовых отходов равна 1260-1300 кг/м2. Испытанные материалы могут быть использованы для устройства дополнительных слоев оснований дорожных одежд и как компонент смеси при устройстве щебеночных оснований и оснований из щебеночно-песчаных смесей, обработанных цементом.
Просмотров статьи: 14560 с 23.11.2008
Использование вторичного щебня в строительстве.
Что такое вторичный щебень? После переработки, кирпича, обломков бетона, полученных при сносе зданий, демонтаже дорог. Низкая цена — главное его достоинство. Ведь по сравнению с производством других видов, для получения вторичного щебня, требуется меньше затрат на производство. Так как получают вторичный щебень? При сносе зданий, больше половины строительного мусора составляет бетонный, металлический и кирпичный лом. Вот эти то и отходы вполне возможно повторно использовать. Вторичным щебнем допускается заменить 60 -70 % при строительстве. В идеале, при сносе здания, сразу же перерабатывать отходы во вторичный щебень для повторного использования. Особенно экономически выгодно это в тех районах, в которых отсутствуют природные месторождения
Для получения вторичного щебня используется передвижное специальное оборудование. Первым делом, раскалывают большие глыбы бетона с помощью гидромолота или бетонолома, навешиваемого на трактор или экскаватор вместо ковша. После уменьшения размера, бой помещают с помощью вибротранспортера, в щековую или роторную дробилку для последующего измельчения. По мере измельчения, с помощью магнитного сепаратора, из кусков бетонного боя извлекаются куски арматуры и остальной металл. Уже подробленная смесь, по транспортеру подается на виброгрохот (сито), для сортировки по размерам фракций.
Более крупная фракция используется для заливки фундамента. Фракции среднего размера, подходят для заливки бетонных конструкций. Мелкая фракция используется для просыпки под фундамент и при выравнивании подъездов к стройке.
По характеристикам, у дробленого лома прочность ниже, чем у природного щебня. По причине меньшей плотности материала. Для того, что бы повысить плотность материала, производится повторное дробление. Правда, при этом образуется большее количество мелкой фракции.
При строительстве нужно учитывать то, что вторичный щебень менее морозоустойчив, нежели природный.
Главное преимущество вторичного щебня – цена. Еще один плюс, это экологичность. Вторичное использование строительного лома, снижает количество свалок. Ну, и не нужно скидывать со счетов универсальность данного материала. Вторичный щебень пригоден, практически, во всех сферах, где требуется обычный щебень.
Эти преимущества вполне компенсируют меньшую прочность и морозоустойчивость.
так, где же возможно использование вторичного лома? Вариантов очень много. Это и просыпка проселочных, частных, временных дорог. И подсыпка под не жилые строения, гаражи, сараи, хозблоки. Сооружение автостоянок. Заливка полов в не жилых помещениях. Фундаменты, особенно при малоэтажном строительстве. Для ремонта железнодорожных и трамвайных путей. В качестве дренажа.
Так же вторичный щебень мелкой фракции (отсев) можно успешно применять как материал для ландшафтного дизайна.
Вторичный щебень бывает разных разновидностей.
Это смесь из фрагментов цементного камня различного размера. Хоть по характеристикам щебень из бетонного камня и уступает незначительно природному в прочности, но в целом вполне соответствует ГОСТу. Когда нет технологической необходимости в использовании природного щебня, как более качественного материала, то вполне допустима замена его вторичным.
Эта разновидность щебня — лучшее наполнение дренажа. Так же, кирпичный щебень отлично подходит для тепло — звукоизоляции. Так же кирпичный лом широко используется в болотистой местности для прокладки трасс и в качестве подсыпки под фундамент. Для огнеупорных растворов, в качестве наполнителя, идеально подходи бой шамотного кирпича, который стоит не значительно дороже, нежели бой из обычного или силикатного кирпича.
Отдельным продуктом переработки вторичных строительных отходов, является асфальтная крошка. Ее, в отличие от дробленного вторичного щебня, получают путем фрезерования старых асфальтовых дорожных покрытий. В состав асфальтной крошки входят мелкий щебень, песок, и частицы битума. По сравнению с обычным, бетонным ломом, асфальтная крошка, более влагоустойчива. Это свойство позволяет применять ее для обустройства автостоянок, второстепенных трасс, при сооружении спортивных комплексов, для засыпки отмосток и сооружении дорожек.
Недостаток один, наличие битума. Битум, как продукт переработки нефти, не полностью безопасен в плане экологии.
Переработка строительного мусора во вторичный щебень, не только выгодное, в плане вложения финансов, но и благородное, в восстановлении экологии, дело.