ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ВЫСОКОПРОЧНОГО БЕТОНА ИЗ ПЕРЕРАБОТКИ В ХОЛОДНЫХ УСЛОВИЯХ

РФ, г. Москва Стабильно высокие темпы экономического развития последних лет, наряду с быстро развивающимися городами, способствует развитию строительной отрасли. В свою очередь это приводит к увеличению количества сноса старых построек и строительных отходов. Переработка этих отходов снижает производственные затраты и позволяет решить проблему утилизации.

В настоящее время строительные отходы утилизируют тремя способами: захоронение, применение в строительстве дорог и использование в качестве крупного заполнителя в бетоне. Настоящая работа сфокусирована на подготовке высокопрочного бетона из вторичного сырья в условиях холодного климата с целью создания экспериментальной базы для применения переработанного бетона в гражданском строительстве [1, с. 25-28].

В эксперименте участвовал дробленый бетон фракции 5-30 мм. В качестве эталона для сравнения экспериментальных данных взяли за основу дробленый природный камень – широко применяющийся в строительстве на сегодняшний день. Для проведения теста на предел прочности, естественный заполнитель смешали с бетонной крошкой в соотношениях: 30,50,80 и 100%. Водоцементное соотношение: 0,30, 0,35, 0,40, 0,45. Готовую бетонную смесь формуем в 100 мм куб. образцы кубической формы и выдерживаем в течение 28 дней. В таб.1 показаны результаты теста, в среднем нам удалось получить предел прочности в районе 50-70 Мпа.

Таблица 1.

Результаты теста на предел прочности образцов в возрасте 28 дней.

Рисунок 1. Соотношение водоцементного соотношения к прочности переработанного бетона.

График показанный на рис.2, показывает отношение предела прочности при сжатии от водоцементного соотношения бетонной смеси. Регулируя в/ц соотношение бетонной смеси возможно в несколько раз увеличить прочность переработанного бетона. Данный способ дает положительный результат для бетонов, в которых массовая доля бетонной крошки 50% и менее от общего количества. Эти испытания также показали, что высокой прочности бетона из вторичного сырья возможно добиться при в/ц соотношении 0,3 -0.4.

Рисунок 2. Тест на осадку конуса

Несколько образцов из партии были испытаны на осадку конусом в течение 5 минут после смешивания. График на рис.2 показывает значения осадки конуса к совокупному коэффициенту замещения. Осадка бетона постепенно снижается с ростом коэффициента замещения, при этом очень существенно, когда натуральный наполнитель был полностью заменен на бетонную переработку. Объяснением данного факта является то, что поверхность бетонной крошки имеет больше шероховатостей и неровностей, а значит большую площадь, чем щебеночная поверхность, вызывая более высокую абсорбцию первой. В результате было большее трение во время смешивания и заливки и, следовательно, меньшая осадка.

Таблица 2.

Тест на ползучесть.

Цилиндрические образцы в возрасте 28 суток 100х300 мм были испытаны под прессом при постоянном давлении, равном 40% от прочности на сжатие, на ползучесть. Результаты эксперимента занесены в таб.2. Хотя модули упругости для бетонов с 0% и 30% бетонной крошки были почти идентичны, при более высоких значениях коэффициента замещения значение неуклонно снижается.

Рисунок 3. Испытания на морозостойкость.

Долговечность материала обуславливается его способностью оставаться в прежнем состоянии в долгосрочной перспективе. Чем больше прочность – тем больше срок службы материала [2, с. 15]. Взаимосвязь цементного раствора с бетонной крошкой увеличила коэффициент пористости, и влагопоглощение, что в будущем может спровоцировать микротрещины на поверхности бетонируемых изделий.

Испытания на морозостойкость проводились на высокопрочном переработанном бетоне с коэффициентом замещения 100%. Образцы были полностью погружены в воду на 3 часа для последующего теста на замораживание/оттаивание. Как видно на рис.3 c ростом циклов замораживания/оттаивания прочность на сжатие, растяжение и изгиб снизилась. Причиной стало неровность острых углов частиц толченой крошки бетона, а также ее высокий коэффициент пористости, вызванный присутствием цементного раствора связанного на с ее поверхностью. С понижением температуры, вода в порах начала замерзать, и расширятся, что вызвало потерю прочности.

Выводы. При коэффициенте замещения до 30%, толченая крошка не вызывает влияния на прочность бетона из вторичного сырья. При соотношении замещения 50% прочность на сжатие была выше, чем у бетона содержащий природный наполнитель. Наша работа показала, что толченая бетонная крошка может применяться для изготовления различных высокопрочных бетонов.

Список литературы:

1. Sun, Yuedong; Zhou, Deyuan. (2006) The present study state and problems to be solved on recycled concrete in China. Concr. 4.
2. Wang, Tao. (2009) Research on the basic strength features of recycled concrete aggregate and recycled concrete. Qingdao: Shandong University Sci. Technol.