Мелкоштучные элементы мощения из декоративных бетонов с заполнителями из бетонного лома

В связи с возникшей проблемой использования бетонных и железобетонных фрагментов сносимых зданий и сооружений механическим способом, а также все возрастающим количеством промышленных отходов встает вопрос об их рациональном применении. Например, получаемый наполнитель из дробленого бетона может найти широкое применение в технологии производства железобетонных изделий и конструкций.   

При дроблении фрагментов образуется не только крупный заполнитель, но и фракции менее 5 мм, которые составляют 25-30 % от общего количества отходов и кроме как в засыпках не нашедшие своего применения. Была поставлена задача организовать производство элементов мощения из пластических декоративных бетонных смесей, изготовленных на заполнителях из дробленого бетона. В соответствии с требованиями ГОСТ 176087-91 <Плиты бетонные тротуарные. Технические условия> бетон должен иметь класс по прочности В22,5, морозостойкость F150, истираемость не более 0,7 г/см2.   

В исследованиях были применены заполнители с содержанием мелкой фракции (0-5 мм) - 35%, крупной фракции (10-20 мм) - 65% портландцемента Воскресенского завода марки М500 с содержанием С3А менее 7% и нормальной густотой 27%.   

Образцы - кубы размером 10х10х10 см пропаривались после предварительного выдерживания перед пропариванием в течение 4 часов по режиму 3+8+3 часа при температуре изотермического прогрева 80-850оС. Испытание образцов на прочность производили через три часа после пропаривания.   

Составы декоративных бетонов отличались только видом и содержанием пигментов (охра, сурик железный, сажа, окись хрома) при расходе (кг): цемента - 500, заполнителя: фракции 0-20 мм - 762, фракции 10-20 мм - 383, добавки С-3, обеспечивающие подвижность П1 - 8,2.   

Анализ данных показал, что все декоративные бетоны удовлетворяли требованиям по прочности для элементов мощения (33,2-38,1 МПа), но не соответствовали требованиям по морозостойкости.   

С целью повышения морозостойкости бетонов на щебне из бетонного лома и лучшего сцепления заполнителя с цементным раствором была применена комплексная добавка, состоящая из суперпластификатра С-3 и раствора поливинилацетатной эмульсии (ПВА).   

Для выявления оптимального содержания ПВА были проведены систематизированные исследования свойств равноподвижных составляющих - цементного теста и раствора (с диаметром расплыва 17 см) с содержанием ПВА от 5 до 15% от массы портландцемента (ПЦ).   

Исследования показали, что с увеличением отношения ПЦ до 10% в тесте и до 15% в растворе происходит значительное увеличение содержания более мелких пор по сравнению с контрольными составами.   

Исследование прочности образцов из цементного камня и цементно-песчаного раствора показало, что нарастание прочности цементного камня с содержанием ПЦ до 15% в течение 28 суток происходило более интенсивно по сравнению с контрольными образцами. Исследование изменения прочности растворов в течение 100 суток показало, что при ПЦ равном 0,05; 0,1 и 0,15 все составы твердели более интенсивно по сравнению с контрольными.   

С помощью электронной микроскопии при увеличении в 5500-6200 раз были получены снимки структур исследуемых составов цементного камня в растворе с различным содержанием ПЦ. Анализ данных показал, что в цементном камне с увеличением добавки ПВА структура становится более однородной, поры более мелкими, контактная зона между заполнителем и цементным камнем - более плотной с меньшей пористостью.   

Проведенный рентгеноструктурный анализ проб цементного камня с различным содержанием добавки ПВА показал, что линии на рентгенограммах цементного камня с ПЦ равном 0,05; 0,1 и 0,15 свидетельствуют о том, что введение добавок не вызвало образование каких-либо новых гидратных фаз.   

На основании проведенных исследований было установлено оптимальное количество расхода добавки ПВА, равное 10% от массы цемента. Таким образом, был оптимизирован расход комплексной добавки, состоящей из 0,6-0,7% суперпластификатора С-3 и 10% раствора ПВА от массы цемента.   

Введение комплексной добавки в исследуемые составы привело к снижению содержания капиллярных пор до 7% и увеличению количества циклов замораживания и оттаивания до 150.   

Исследование температурно-влажностных деформаций образцов бетонов дилатометрическим методом показало, что в водонасыщенном состоянии бетоны на щебне из бетона с комплексной добавкой имели значительно меньшую величину дилатометрического эффекта при температуре -5оС по сравнению с бетоном без добавки. Это также подтверждает, что введение комплексной добавки способствует повышению плотности и морозостойкости бетонов.   

Исследования бетонных образцов с комплексной добавкой на истираемость показали, что их истираемость ниже требуемой и составляет 0,7 г/см2.   

На основании проведенных исследований разработаны рекомендации по организации производства элементов мощения из декоративных бетонов на наполнителе из бетонного лома, включающие общие требования, требования к материалам, особенности определения состава декоративных бетонов, предложения по производству элементов мощения из декоративных бетонов с заполнителем из бетона, требования по технике безопасности, карту контроля технологического процесса.   

декоративная светотехника