Дробленые бетонные заполнители – свойства и применение вторичных заполнителей

Дробленые бетонные заполнители, также называемые вторичными бетонными заполнителями, представляют собой фрагменты и куски бетонных зданий, которые сносятся или восстанавливаются. Дробленый бетон очищается от грязи и разбивается на более мелкие части для производства заполнителя, который называется вторичным заполнителем.
Дробленый бетон устраняет необходимость утилизации, используя легкодоступный бетон в качестве заполнителя для нового бетона или других применений. Дробленый бетон и его применение представлены на основе спецификаций ACI 555R-01, Британского стандарта и Общества строительных подрядчиков Японии.

Зачем использовать щебень?

Существуют различные причины, побуждающие использовать дробленый бетон, к которым относятся:

• Он обеспечивает недорогое альтернативное решение по сравнению с дроблением природного сырья.
• Дробленый бетон делает проекты устойчивыми
• Бетон, произведенный с использованием дробленого заполнителя, имеет меньший углеродный след
• Уменьшает истощение запасов природного сырья
• Потребляет меньше энергии, чем при добыче нового сырья.

Свойства дробленого бетонного заполнителя

1. Размер заполнителя

Дробленый бетон должен быть обработан для достижения подходящих размеров. Метод дробления (механический или ручной) бетона для получения крупного заполнителя для производства нового бетона является одним из факторов, влияющих на прочность бетона.
Сообщается, что можно получить крупный заполнитель, соответствующий стандартам. Однако мелкий заполнитель крупнее и более угловатый, чем тот, который используется для производства бетона.
Следовательно, бетон, произведенный с использованием дробленого заполнителя, имеет тенденцию быть жестким и неработоспособным. Добавление части природного песка решило бы эту проблему. Переработанный заполнитель можно использовать без промывки. Наконец, процедура дробления и размер вторичного заполнителя влияют на количество схватившегося раствора.

Обработка дробленого бетонного заполнителя

Размер дробленого бетонного заполнителя

2. Градация заполнителя

Градация частиц заполнителя в основном влияет на количество воды для затворения, необходимое для адекватной обрабатываемости. Увеличение доли мелких фракций увеличивает потребность в воде, что приводит к снижению прочности бетона, если не увеличить содержание цемента.
Использование вторичного песка не рекомендуется из-за его высокой впитывающей способности, которая вызывает эффект усадки.

3. Плотность

Плотность дробленого заполнителя бетона меньше плотности природного заполнителя.

4. Водопоглощение

Водопоглощение переработанного заполнителя больше, чем природного. Это одно из наиболее важных свойств, отличающих переработанный заполнитель от сырого заполнителя. Водопоглощение вторичного заполнителя влияет на свойства как свежего, так и затвердевшего бетона.
Переработанного песка следует избегать из-за его способности поглощать воду, что, несомненно, вызовет эффект усадки. На обрабатываемость бетонов с вторичным заполнителем влияет способность вторичного заполнителя к поглощению воды.

5. Потери от истирания в Лос-Анджелесе

Дробленый заполнитель для бетона соответствует требованиям ASTM international в отношении потерь на истирание в Лос-Анджелесе.

6. Загрязняющие вещества

Присутствие загрязняющих веществ в переработанном заполнителе снижает прочность бетона, изготовленного с использованием этого заполнителя.

Влияние вторичного заполнителя на свойства бетона

1. Снижение прочности бетона

В целом, прочность бетона, произведенного из дробленого заполнителя, ниже, чем бетона, изготовленного с использованием природного заполнителя. Снижение прочности бетона, произведенного из переработанного крупного заполнителя и природного мелкого заполнителя, составляет от 5 до 24%. На это влияет прочность дробленого бетона, соотношение воды и цемента в дробленом и новом бетоне. Для бетона, произведенного из переработанного крупного и мелкого заполнителя, снижение прочности составляет от 15 до 40%.

2. Изменения прочности

Колебания прочности бетона, произведенного из вторичного заполнителя, выше, чем у бетона, произведенного из природного заполнителя. Для бетона на основе вторичного заполнителя необходимо добавить больше цемента в бетон, изготовленный со 100% вторичного заполнителя, чтобы достичь такой же обрабатываемости и прочности на сжатие, как у обычного бетона.
Любое изменение в производстве бетона или в свойствах используемых компонентов приводит к изменению прочности получаемого бетона.

3. Прочность на изгиб и растяжение

ACI 55.1R сообщает, что прочность на изгиб и растяжение бетона, изготовленного из регенерированного крупного заполнителя, ниже, чем у обычного бетона на 10%, и это снижение увеличивается до 20% в худшем случае. Однако бетон, изготовленный из крупного переработанного заполнителя и природного песка, обеспечивает примерно такую же прочность на изгиб и растяжение, как и бетон, изготовленный из природного заполнителя.
Стандартный размер балок для испытаний на изгиб согласно (BS 1881) составляет 150 мм x 150 мм x 700 мм.
Однако, согласно Американскому обществу по испытанию материалов (ASTM C790), размер образца для испытания на изгиб составляет 3,2 мм x 12,7 мм x 125 мм.

4. Модуль упругости

Модуль упругости бетона, изготовленного с использованием регенерированного крупного и мелкого заполнителя, ниже, чем у бетона, изготовленного только с использованием регенерированного крупного заполнителя.

5. Ползучесть

Ползучесть бетона, изготовленного из вторичного заполнителя, выше, чем у бетона, изготовленного с использованием природного заполнителя, на 30-60%.

6. Сушильная усадка

Сушильная усадка бетона, изготовленного из вторичного заполнителя, обычно больше, чем бетона, изготовленного из природного заполнителя. Процент сушильной усадки увеличивается, если бетон изготовлен из вторичного крупного и мелкого заполнителя.

7. Проницаемость

Проницаемость бетона, изготовленного из переработанного заполнителя, выше, чем у бетона, изготовленного из природного заполнителя.

8. Устойчивость к замораживанию и оттаиванию

Доказано, что сопротивление замораживанию и оттаиванию бетона, изготовленного с использованием дробленого заполнителя, такое же, как и бетона, изготовленного с использованием природного заполнителя.

9. Карбонизация, проникновение хлоридов и коррозия арматуры

Как правило, карбонизация бетона, изготовленного на дробленом заполнителе, выше, чем бетона на природном заполнителе, особенно если переработанный заполнитель ранее подвергался карбонизации.
Аналогично, скорость коррозии арматуры в бетоне, изготовленном с использованием вторичного заполнителя, выше, чем в обычном бетоне.

10. Прочность на сдвиг

Прочность на сдвиг бетона с вторичным заполнителем ниже, чем у обычного бетона. Это связано с тем, что вторичный заполнитель, например, из бетона, изготовленного на месте разрушения, может быть относительно слабее, чем обычный природный заполнитель. В целом, при использовании вторичного крупного заполнителя прочность снижается на 10%.

Применение дробленых заполнителей для бетона

Дробленый бетон имеет широкий спектр применения в гражданском строительстве и используется в крупных проектах. Области применения щебня делятся на две основные группы:

1. Применение дробленого бетона (необработанного)

В целом, применение без какой-либо обработки включает в себя:

2. Применение переработанного дробленого бетона (дробленого бетонного заполнителя)

После переработки щебень может быть использован в следующих проектах:

• ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДРОБЛЕНОГО ПЕСКА.
• Лос-Анджелесское испытание на истирание заполнителей – значения для тротуаров и дорог.
• Виды усадки бетона и ее предотвращение.
• Коррозия стальной арматуры в бетоне – причины и защита.
• Виды трещин в свежем и затвердевшем бетоне, их причины и борьба с ними.
• Физические требования к заполнителям в соответствии с европейскими стандартами [PDF].
• Заполнители для бетона в соответствии с американскими стандартами – ASTM [PDF].