Отходы > > >

Сведения об авторах

Декоративный бетон на туфовых заполнителях из отходов камнеобрабатывающего производства

Галстян Г. Ш., Ереванский государственный университет архитектуры и строительства, Ереван, Армения

В Армении в связи с большим размахом строительных работ накоплены значительные объемы туфовых отходов, образованных при камнеобработке для изготовления несущего стенового и облицовочного материалов. Утилизация этих отходов с получением заполнителей для бетонов позволит улучшить состояние окружающей среды и сохранить запасы природного сырья. Такой подход полностью согласуется с положениями ГОСТ Р ИСО 14041-2000 «Управление окружающей средой. Оценка жизненного цикла. Определение цели, области исследования и инвентаризационный анализ».

Для производства декоративных элементов фасада объекта «Технопарк» (рисунок), возведенного в г. Ереване, строительная организация «Горизонт-95» разработала составы архитектурного бетона, в которых использованы заполнители, полученные из отходов туфа анийского типа. Он относится к изверженным породам третичного периода и отличается наличием пемзошлаковых включений, придающих туфу особую декоративность благодаря оттенкам — желтовато-кремовому, бежевому, светло-коричневому. При низкой средней плотности этот материал имеет достаточную прочность и высокую морозостойкость.

Технопарк в г. Ереване

Технологическая схема производства крупных и мелких заполнителей из туфовых отходов включала их дробление, рассев на фракции, промывку, сушку и складирование готовой продукции. Полученные заполнители были изучены согласно требованиям стандартов. Основные характеристики песка из дробленых туфовых отходов приведены в табл. 1, а щебня — в табл. 2. С использованием этих заполнителей, белого цемента марки М400 и комплекса химических добавок — С-3, ЛСТ, формиата натрия (фирма «Полипласт») и Plastiment AR 340, Sikament FFN, Antifreeze 1% (фирма «Sika») — были разработаны составы бетонов классов В10, В12,5, В15 и В20 (табл. 3).

Таблица 1

Основные характеристики песка из дробленых туфовых отходов

Модуль крупности

Содержание частиц размером более 5 мм, %

Содержание частиц размером менее 0,14 мм, %

Плотность, кг/м3

Пустотность, %

Водопоглощение, %

Удельная поверхность дм2/дм3

насыпная

удельная условная

3,0

1,5

10

1 200

2 110

43

22

871

Таблица 2

Основные характеристики щебня из дробленых туфовых отходов

Полный остаток на сите, %

Содержание частиц, %

Плотность, кг/м3

Пустотность, %

Пористость, %

Водопоглощение, %

Марка щебня по прочности (ГОСТ 22263-76)

Удельная поверхность, дм2/дм3

Размер отверстий

20 мм

10 мм

5 мм

пылевидных и глинистых

пластинчатых и игловатых

насыпная

удельная условная

7,3

70,1

95,0

5,0 5,2 775 1 510 48,7

41,0

24,4

П 150

53,1

Таблица 3

Составы бетонов на заполнителях из дробленых туфовых отходов

Класс бетона

Расход материала на 1 м3 бетона, кг

Цемент

Песок

Щебень

Вода

В20

390

440

710

300

В15

360

455

715

300

В12,5

345

490

720

300

В10

330

520

725

300

На основании лабораторных исследований установлены оптимальные дозировки применяемых добавок в процентах от массы цемента:

— в летних условиях: 0,5 % С-3 + 0,25 % ЛСТ и 0,75 % Plastiment AR 340;

— зимних условиях: 0,5 % С-3 + 0,5 % формиата натрия и 0,5 % Sikament FFN + 1,0 % Antifreeze 1 %.

Введение оптимальных дозировок суперпластификаторов позволило получить из малоподвижных (П1, П2) бетонных смесей высокоподвижные (П4, П5) нерасслаиваемые; при этом процесс твердения интенсифицируется в среднем на 10–15 %. Кроме того, суперпластификаторы способствовали получению бетонов требуемых классов с улучшенными физико-техническими характеристиками. Снижение водоцементного отношения за счет повышения дозировок суперпластификаторов может негативно сказаться на долговечности и надежности бетона. Несмотря на высокую водоредуцирующую способность добавки, в качестве оптимальной была принята дозировка, которая обеспечивала водопонижение на 2225 % по сравнению с бетонами без добавок, приготовленными из высокоподвижных бетонных смесей с избыточным водосодержанием. Такой подход позволил в течение последующего эксплуатационного периода исключить опасность появления внутриструктурных повреждений, приводящих к снижению прочности и разрушению архитектурного бетона.

При бетонировании в летних условиях (25–40 °С) применение комплексной добавки С-3 + ЛСТ и суперпластификатора Plastiment AR 340, замедляющего процесс твердения, позволило из нерасслаиваемых бетонных смесей с высокой подвижностью (П4, П5), практически не изменяющейся в течение 90–120 мин после их приготовления, получить бетоны требуемых классов и интенсифицировать процесс твердения на 10–12 %.

При бетонировании в зимних условиях (-10...+5 °С) применение комплексных добавок С-3 + формиат натрия и Sikament FFN + Antifreeze 1 % позволило получить высокоподвижные нерасслаиваемые бетонные смеси. При пониженных и отрицательных температурах эти добавки способствовали набору прочности, на 10–15 % превышающей нормативное значение критической прочности.

Для архитектурной отделки фасада сооружения «Технопарк» в монолитном исполнении было использовано около 3 500 м3 модифицированного туфобетона. Для формования отдельных декоративных элементов карнизов на строительной площадке объекта были созданы специальные условия и применен модифицированный туфобетон в объеме 1 200 м3.

Использование традиционных методов ухода за бетоном в процессе твердения (укрытие полиэтиленовой пленкой, обрызгивание водой) вызывало появление пятен на его поверхности, что совершено недопустимо для декоративного материала. Чтобы скрыть эти дефекты, а также для выявления структуры бетона, мы применили пескоструйную обработку его поверхности. Она вскрыла пемзошлаковые включения, придающие бетону схожесть с природным анийским туфом, и сделала внешний вид сооружения выразительным и гармоничным. Лицевую поверхность декоративного бетона покрывали раствором кремнийорганической жидкости ГКЖ-11, что придало поверхности водоотталкивающие свойства и улучшило эксплуатационные качества материала.

Decorative Concrete Containing Tuff Fillers Made of Stone Working Wastes

Galstyan G. Sh., Yerevan State University of Architecture and Construction, Yerevan, Armenia

In Armenia in connection with greater scope of construction works significant volumes of tuff waste generated from walls bearing and facing materials manufacturing are accumulated. Utilizing these wastes with receiving concrete fillers will allow to clear an environment and to preserve raw materials reserves.

An experience of tuff waste application from stone-working industry for decorative tuffcrete for the «Technopark» Project erected by the construction organization «Horizon-95» is presented in the paper. The technological scheme of tuff waste processing to produce fillers included crushing, screening on fractions, washing, drying and warehousing of finished products. The basic characteristics of the received fillers are studied, modified tuffcrete of various classes compositions are developed. It has been received 4,700 m3 of the material for monolithic building as well as for separate facade elements. After sandblasting the decorative tuffcrete surface has been covered with moisture-repellent composition that allowed face high quality and improved concrete operational features.



Сведения об авторах

Галстян Гагик Шаабекович, канд. техн. наук, ассистент, кафедра технологии и организации строительства, Ереванский государственный университет архитектуры и строительства, ул. Tеряна, 105, Ереван, 0009, Армения. Tел. (10) 54-75-25, факс (10) 58-72-84. E-mail




© Последние изменения внесены 07.06.09



© EcoInform