"Рекомендации по переработке и использованию отходов предприятий сборного железобетона"
(утв. НИИЖБ Госстроя СССР 27.11.1987)

Печатается по решению секции заводской технологии НТС НИИЖБ Госстроя СССР от 29 сентября 1987 г.

Приведены основные положения по созданию комплексной технологии переработки бетонных и железобетонных отходов предприятий сборного железобетона. Изложены требования к проведению различных технологических этапов переработки некондиционного железобетона, составу оборудования, основным показателям качества заполнителей из дробленого бетона, а также определены области рационального применения продуктов переработки.

Предназначены для инженерно-технических работников проектных, производственных и строительных организаций.

Одним из важнейших резервов экономии материальных и энергетических ресурсов в области строительной индустрии является вовлечение в сферу производства на предприятиях сборного железобетона и строительных площадках отходов в виде некондиционного бетона и железобетона.

Решение этой проблемы позволит обеспечить внедрение важнейшего принципа безотходности технологического процесса и создать условия для выполнения важной экономической задачи - высвобождение дополнительных территорий за счет ликвидации свалок.

Сложившаяся практика организации переработки отходов некондиционного железобетона не обеспечивает их повторное использование непосредственно на предприятии-изготовителе. Качество переработанного материала позволяет применять его только для устройства подстилающих слоев дорожных одежд и оснований.

Настоящие Рекомендации включают в себя предложения по созданию основ комплексной технологии переработки отходов в виде некондиционного бетона и железобетона и определения путей дальнейшего рационального их использования на предприятиях стройиндустрии.

Внедрение положений данных Рекомендаций обеспечит значительное повышение экономической эффективности переработки некондиционного бетона и железобетона.

Настоящие Рекомендации разработаны НИИЖБ Госстроя СССР (доктора техн. наук, профессора Б.А. Крылов, Б.В. Гусев, кандидаты техн. наук В.А. Загурский, О.В. Липей, А.В. Простяков, Б.А. Усов, А.Н. Давидюк; инж. А.В. Ларионов) при участии СКТБ автоматики и нестандартного оборудования Главмоспромстройматериалов (инженеры В.Н. Барыкин, В.А. Гусев, Д.А. Гиллер), МХТИ им. Д.Н. Менделеева (д-р техн. наук Т.В. Кузнецова, канд. техн. наук В.В. Митюшин), МолдНИИСтромПроект МПСМ МолдССР (кандидаты техн. наук В.А. Великодный, В.П. Скрипник, инженеры Н.И. Швачко, Н.А. Рисович).

При внедрении новых разработок НИИЖБ оказывает научно-техническую помощь на основе хозяйственных договоров и консультативную помощь с оплатой работ по гарантийным письмам.

Адрес института: 109389, Москва, 2-я Институтская ул., д. 6.

1.1. Настоящими Рекомендациями следует руководствоваться при организации на предприятиях стройиндустрии или специальных централизованных пунктах переработки некондиционных бетонных и железобетонных изделий, образующихся при их производстве, в результате механических повреждений при монтаже и транспортировании, конструкций, отслуживших срок эксплуатации, а также бетонных отходов в виде потерь бетонной смеси на технологических постах предприятий сборного железобетона, на строительных площадках и др.

1.2. Технологическому циклу переработки должна предшествовать операция разделения-сортировки по виду бетонных отходов (тяжелый, легкий и т.п.), осуществляемая на площадке приема и складирования некондиционного бетона и железобетона.

1.3. Процесс переработки в зависимости от решаемых задач может включать в себя несколько технологических переделов (стадий):

разрушение крупногабаритного некондиционного бетона и железобетона с попутным извлечением металлических элементов в виде арматуры и закладных деталей;

измельчение и фракционирование дробленого бетона с целью получения заполнителей требуемого качества;

проведение специальных видов обработки отходов, направленных на их дополнительную активацию.

Один из вариантов технологической схемы представлен на рисунке.

1.4. При выборе оборудования технологической линии по переработке отходов следует учитывать габариты, качественный и количественный состав некондиционного железобетона, а также область последующего применения продуктов переработки.

1.5. Рабочая площадка для технологической линии переработки должна находиться в зоне действия крана и может располагаться вблизи складов продукции или инертных материалов. Компоновка оборудования принимается в зависимости от конкретных территориальных условий предприятия.

1.6. Продукты переработки некондиционного бетона и железобетона представляют собой дробленый бетон различных фракций и арматурную сталь.

1.7. Продукты переработки в виде дробленого бетона могут использоваться в качестве исходных компонентов бетонной смеси и сырья для получения силикатных материалов.

1.8. Продукты переработки в виде арматурной стали (стержневой арматуры, сеток, пространственных каркасов) и закладных деталей должны быть утилизированы посредством сдачи их в металлолом.

2.1. Задачей разрушения крупногабаритного некондиционного железобетона является отделение арматурного каркаса от бетона и получение дробленого бетона, размеры кусков которого позволяют осуществить дальнейшее измельчение за счет использования стандартного дробильного оборудования.

2.2. В качестве агрегатов для разрушения крупногабаритного железобетона следует использовать установки первичного дробления некондиционного железобетона, разработанные СКТБ Главмоспромстройматериалов (см. Прил. 2 настоящих Рекомендаций).

2.3. Основными узлами установки являются: гидравлический рычажный пресс, колосниковый стол, направляющая рама и гидростанция.

2.4. Узлы и детали пресса устанавливаются на портале. Копер конструктивно выполнен в виде двух продольных балок, соединенных коробками, в нижнем поясе балки устанавливается режущее полотно с концентраторами напряжения в виде конических призм, изготавливаемых из стали /10Г/ЗЛ. Привод копра осуществляется с помощью гидроцилиндров.

2.5. Колосниковая решетка стола с целью повышения раскалывающего усиления должна иметь концентраторы напряжения.

2.6. Рабочее положение пресса относительно стола может изменяться по двум схемам. Первая предусматривает его стационарное положение с осуществлением подачи некондиционного железобетона в зону разрушения за счет перемещения стола (установка УПН 7(12)-3-0,6); вторая реализуется при перемещении пресса вдоль колосникового стола (установки УПН 24-3,5-0,6; УПНт 12-3,5-1,6).

2.7. Гидравлический привод агрегатов обеспечивается гидростанцией, развивающей давление 20 МПа. Рабочее давление в системе устанавливается 16 МПа.

2.8. Для переработки некондиционного железобетона с габаритами по длине и толщине не более 7 (12) м и 0,6 м соответственно, рекомендуется использовать установку УПН 7(12)-3-0,6, а при необходимости разрушения некондиционного железобетона с большими габаритами, его следует разделить на фрагменты с требуемыми размерами.

2.9. В случае, если в общем объеме подвергаемого переработке железобетона планируется наличие более 10% элементов с длиной свыше 12 м, следует в качестве агрегата первичного разрушения использовать установку УПН 24-3,5-0,6.

2.10. Объемные элементы из некондиционного железобетона должны разрушаться с использованием специальной установки УПНт 12-3,5-1,6 при максимальной высоте (в положении разрушения) до 1,6 м. Процесс разрушения осуществляется работой двух ножевых балок копра, расположенных на различных уровнях с автономной системой гидроприводов.

2.11. Технологический процесс разрушения некондиционного железобетона осуществляется следующим образом:

на колосниковый стол посредством подъемного механизма устанавливается некондиционный железобетон;

на разрушаемый объект опускается брус-нож (рычажный нож), работа которого заключается в чередовании цикла опускания и поднятия;

дробленый бетон, проваливаясь через колосниковую решетку стола на ленточный транспортер, направляется для дальнейшей переработки;

очищенный арматурный каркас удаляется с колосникового стола подъемным механизмом.

2.12. С целью снижения концентрации пыли при разрушении может быть предусмотрена система орошения.

3.1. Процесс извлечения арматуры, арматурных сеток, закладных изделий при переработке некондиционного железобетона на предприятиях стройиндустрии состоит из следующих этапов:

освобождение от бетона арматуры или арматурного каркаса на установке типа УПН с последующей ее резкой на мерные куски;

извлечение остатков арматурных элементов, прошедших совместно с дробленым бетоном через колосниковую решетку.

3.2. Арматурный каркас, очищенный от бетона на столе установки типа УПН, подъемным механизмом должен быть перемещен на специальную площадку приема и подготовки для сбыта металлолома.

3.3. Извлечение арматурной стали, прошедшей через колосниковую решетку стола вместе с дробленым бетоном, может осуществляться в зоне выхода ленты транспортера установки УПН или после прохождения материала через щековую дробилку посредством магнитного отделителя на базе грузового электромагнита ПМ-15.

3.4. Удаленная арматура разрезается на мерные куски путем огневой резки или с помощью гидравлических (ручных) аллигаторных ножниц СМЖ-549 для дальнейшей транспортировки на предприятия Союзвторчермета в соответствии с требованиями ГОСТ 2787-75.

4.1. Дробленый бетон, полученный на стадии разрушения некондиционного железобетона, или другие виды бетонных отходов, размер кусков которых удовлетворяет требованиям к загружаемому материалу (см. Прил. 1 настоящих Рекомендаций), должны подвергаться поэтапному измельчению и сортировке по фракциям с использованием стандартного дробильно-сортировочного оборудования, применяемого при получении заполнителей из природных каменных материалов.

4.2. На первом этапе целесообразно измельчать дробленый бетон щековыми дробилками (СМД-109, СМД-108) или в агрегате среднего дробления (СМД-26Б).

4.3. Измельчение, предусматривающее доведение размеров дробленого бетона до фракций, рекомендуемых для применения (см. п. 5.6 настоящих Рекомендаций), можно осуществлять с использованием дробилок: щековой СМД-116, конусной СМД-119 и агрегата мелкого дробления и сортировки СМД-27Б.

4.4. Для фракционирования заполнителей из дробленого бетона применимы как установки комплексного типа, имеющие дробильное и сортировочное оборудование (СМД-27Б), так и установки, обеспечивающие операцию грохочения (СМД-148). Преимуществом первого типа оборудования является совмещение операций измельчения и фракционирования на одной установке.

4.5. При использовании щебня из дробленого бетона на заводе-изготовителе фракционированный заполнитель системой отвальных конвейеров направляется на склад инертных материалов.

4.6. При сбыте щебня из дробленого бетона сторонним организациям заполнители целесообразно подавать в накопители, разгрузка которых в автотранспортные средства производится с помощью шиберных затворов с электрическим приводом.

5.1. Проведение активации отходов из дробленого бетона направлено на восстановление гидравлической активности цементирующей связки за счет проведения низкотемпературного обжига (600 - 800 °C) и последующего помола до удельной поверхности не менее 300 м2/кг.

5.2. Активации подвергаются: дробленый легкий бетон, мелкозернистый бетон, мелкая фракция дробленого тяжелого бетона (менее 5 мм); проведение активации специальных бетонов (шлакощелочных, жаростойких и др.) нецелесообразно.

5.3. Размолотый и термообработанный материал рекомендуется использовать в качестве компонента вяжущего и вместо цемента при производстве строительных растворов и силикатных изделий.

5.4. Продукт активации может быть использован как микронаполнитель при производстве бетонных смесей, введение которого позволяет обеспечить снижение расхода цемента до 40 - 60%.

6.1. Заполнители из дробленого бетона могут использоваться для устройства щебеночных оснований под полы и фундаменты зданий, в дорожном строительстве.

6.2. Применение заполнителей из дробленого тяжелого бетона при производстве бетонов предусматривается в соответствии с ГОСТ 26633-85.

6.3. Щебень из дробленого тяжелого бетона может применяться в качестве крупного заполнителя в бетонах классов до В15 (марок до М200) при производстве бетонных и железобетонных изделий, за исключением изготовления предварительно напряженных конструкций, а также железобетонных элементов, подвергаемых воздействию знакопеременной и многократно повторяющейся нагрузки.

6.4. Мелкая фракция (менее 5 мм) дробленого тяжелого бетона значительно снижает прочностные и деформативные характеристики бетонов и не рекомендуется для использования в качестве заполнителя при производстве тяжелых бетонов.

6.5. Отходы в виде дробленого легкого бетона могут применяться в качестве мелкого заполнителя взамен природных кварцевых песков при производстве легкого бетона класса до В7,5 (марок до М100).

6.6. Отходы из некондиционного бетона, измельченного до удельной поверхности 250 - 500 м2/кг, допускается использовать при изготовлении всех видов автоклавных силикатных материалов (плотный и ячеистый силикатный бетон, силикатный кирпич) без ограничений по маркам.

6.7. Полученный после активации (см. п. 5.1 настоящих Рекомендаций) материал можно использовать в качестве вяжущего компонента при производстве строительных растворов, а также для замены части цемента в бетонных смесях.

7.1. Щебень из тяжелого бетона должен характеризоваться следующими показателями качества: зерновой состав, форма зерен, прочность, содержание посторонних примесей, плотность: истинная (без пор), средняя (включая поры), насыпная (включая поры и межзерновые пустоты), пористость, пустотность, водопоглощение.

7.2. Специальные требования по морозостойкости к щебню из тяжелого бетона могут не предъявляться. Заключение о возможности использования щебня из тяжелого бетона для получения бетона с требуемой морозостойкостью принимаются на основании испытания в бетоне по ГОСТ 10060-87.

7.3. Крупный заполнитель из дробленого бетона следует применять в виде следующих фракций: от 5 до 10 или от 3 до 10 мм; от 10 до 20 мм; от 20 до 40 мм. Допускается использование заполнителей смешанных фракций.

7.4. Форму зерен крупного заполнителя из дробленого бетона характеризуют в соответствии с требованиями ГОСТ 8267-82.

7.5. Зерновой состав, плотность, пористость, пустотность и водопоглощение щебня следует определять по ГОСТ 8269-85.

7.6. Прочность определяют по дробимости путем испытания щебня в воздушно-сухом состоянии сжатием (раздавливанием) в цилиндре по ГОСТ 8269-85.

7.7. В щебне из тяжелого бетона допускается присутствие дробленого бетона, содержащего зерна легкого заполнителя в количестве до 3% по массе.

7.8. Содержание в щебне посторонних примесей в виде известковой штукатурки, гипса, грунта не должно превышать 1% по массе. Допустимое содержание органических включений (древесины, краски, битума и др.) устанавливается после испытания заполнителя в бетоне.

7.9. Наличие посторонних примесей следует определять визуально и оценивать их содержание методом весового анализа путем отбора проб в процентах по массе.

7.10. Заполнители из дробленого бетона следует хранить по фракциям отдельно от природных каменных материалов в условиях, исключающих прямое увлажнение и предохраняющих от попадания засоряющих и загрязняющих примесей.

8.1. Подбор состава бетона на щебне из дробленого бетона следует проводить в соответствии с требованиями ГОСТ 27006-86, положений "Руководства по подбору составов тяжелого бетона" (М.: НИИЖБ, 1979), а также положений настоящих Рекомендаций.

8.2. При приготовлении бетонных смесей с использованием щебня из дробленого бетона могут использоваться цементы, мелкие заполнители, вода и химические добавки, удовлетворяющие требованиям соответствующих стандартов и технических условий.

8.3. Дозирование заполнителей из дробленого бетона следует производить весовым способом в соответствии с требованиями ГОСТ 7473-85.

8.4. Повышенная (до 6 - 10%) величина водопоглощения щебня из дробленого бетона приводит, по сравнению с использованием природных каменных материалов, к необходимости увеличения расхода воды затворения для получения равноподвижных бетонных смесей.

8.5. При назначении исходной подвижности бетонной смеси на щебне из дробленого бетона следует учитывать более высокий темп потери подвижности бетонных смесей, который в зависимости от расчетной осадки конуса может составлять 2 - 7 см в первые 30 мин после затворения.

8.6. Приготовление бетонной смеси на щебне из дробленого бетона следует производить в соответствии с требованиями СНиП 3.09.01-85 и СНиП III-15-76. Для повышения эффективности использования щебня из дробленого бетона следует использовать специальные приемы.

8.7. Введение добавок, улучшающих реологические характеристики бетонной смеси (С-3, ЛСТ и др.), обеспечивает наибольший эффект в случае поэтапного затворения бетонной смеси: на первом этапе - чистая вода затворения, на втором - раствор добавки. Приготовление водных добавок следует производить в соответствии с положением "Руководства по применению химических добавок в бетон" (М.: НИИЖБ, 1981).

8.8. Предварительная обработка заполнителей гидрофобизирующими составами (СНВ, ГКЖ и др.) производится в бетоносмесительном устройстве или в специальной емкости. Рекомендуемые составы гидрофобизаторов и их содержание в растворах представлены в Прил. 3.

8.9. Проведение предварительного сухого перемешивания щебня из дробленого бетона в бетоносмесителях принудительного действия перед приготовлением бетонной смеси производится в течение 40 - 80 с.

8.10. Транспортирование и укладку бетонной смеси на щебне из дробленого бетона следует производить по технологии, принятой для бетонов на природных каменных материалах.

8.11. Тепловую обработку бетонов на щебне из дробленого бетона следует производить по режимам, рекомендуемым для тяжелых бетонов в "Руководстве по тепловой обработке бетонных и железобетонных изделий" (М.: НИИЖБ, 1974) и в соответствии с требованиями СНиП 3.09.01-85.

8.12. Предварительную выдержку бетона и уход за ним следует производить в соответствии с требованиями главы СНиП III-15-76.

9.1. Дробленые легкий бетон, мелкозернистый бетон, силикатный бетон и мелкая фракция дробленого тяжелого бетона (менее 5 мм), подвергнутые помолу до удельной поверхности 250 - 500 м2/кг, могут использоваться в технологии силикатных материалов автоклавного твердения в качестве комплексной добавки, ускоряющей процессы образования гидросиликатов кальция, увеличивающей общее количество цементирующего вещества и интенсифицирующей дальнейшие процессы кристаллизации.

9.2. Применение тонкомолотых отходов обеспечивает экономию вяжущих материалов (цемента, извести) до 60% без снижения показателей качества изделия.

9.3. Введение в силикатную массу до 10% добавки позволяет сократить срок гидротермального твердения до 2 - 4 ч при сохранении строительно-технических свойств получаемых изделий или повысить прочность камня в 2 - 2,5 раза при принятых режимах обработки.

9.4. При подборе состава силикатной массы с использованием отходов дробленого бетона следует учитывать модуль крупности используемого песка-заполнителя с целью получения оптимальной кристаллизационной структуры материала. В частности, применение мелкозернистых песков требует увеличения содержания добавки на 15 - 25%.