Jump to content

Переработка бетона

(Перенаправлено с Urbanite )
Бетон из здания отправляется в портативную дробилку. Это первый шаг в переработке бетона.
Дробление бетона с аэродрома

Переработка бетона – это использование щебня из снесенных бетонных конструкций. Переработка отходов дешевле и экологичнее, чем вывоз мусора на свалку . [ 1 ] Щебень можно использовать в качестве дорожного гравия, облицовки , подпорных стенок, ландшафтного гравия или сырья для нового бетона. Большие куски можно использовать в качестве кирпичей или плит или включать в конструкции новый бетон — материал, называемый урбанитом . [ 2 ] [ 3 ]

Циклическая экономика

[ редактировать ]

Бетон – превосходный материал, из которого можно построить долговечные и энергоэффективные здания. Однако даже при хорошем проектировании потребности человека меняются, и будут образовываться потенциальные отходы. [ 4 ]

Бетон может считаться отходами в соответствии с решением Европейской комиссии 2014/955/ЕС о Списке отходов по кодам: 17 (отходы строительства и сноса, включая выкопанную почву из загрязненных мест) 01 (бетон, кирпич, плитка и керамика) , 01 (бетон) и 17.01.06* (смеси, отдельные фракции бетона, кирпича, плитки и керамики, содержащие опасные вещества), и 17.01.07 (смеси, отдельные фракции бетона, кирпича, плитки и керамики, кроме упомянутые в 17.01.06). [ 5 ] По оценкам, в 2018 году в Европейском Союзе образовалось 371 910 тысяч тонн минеральных отходов в результате строительства и сноса, и около 4% из этого количества считаются опасными. Германия, Франция и Великобритания вошли в тройку крупнейших загрязнителей с объемом образования строительных отходов 86 412 тыс. тонн, 68 976 и 68 732 тыс. тонн соответственно. [ 6 ]

В настоящее время в ЕС не существует критериев прекращения отходов для бетонных материалов. Однако различные отрасли предлагают альтернативы бетонным отходам и повторно используют их в качестве вторичного сырья для различных применений, включая само производство бетона. [ 7 ]

повторное использование

[ редактировать ]

Повторное использование блоков в исходном виде или путем разрезания на более мелкие блоки оказывает еще меньше воздействия на окружающую среду; однако в настоящее время существует лишь ограниченный рынок. Улучшенные конструкции зданий, которые позволяют повторно использовать плиты и преобразовывать здания без сноса, могут увеличить это использование. Пустотелые бетонные плиты легко демонтировать, а пролет обычно постоянный, что делает их пригодными для повторного использования. [ 4 ]

Возможны и другие случаи повторного использования сборных железобетонных деталей: путем выборочного сноса такие детали можно разобрать и собрать для дальнейшего использования на других строительных площадках. Исследования показывают, что планы восстановления и перемонтажа строительных блоков (т. е. повторное использование сборных железобетонных конструкций) являются альтернативой такому типу строительства, который защищает ресурсы и экономит энергию. Особенно долговечные, долговечные и энергоемкие строительные материалы, такие как бетон, можно продлить в жизненном цикле за счет переработки. Сборные конструкции являются предпосылкой для конструкций, которые обязательно могут быть разобраны. В случае оптимального применения в каркасе здания экономия затрат оценивается в 26%, что является выгодным дополнением к новым методам строительства. Однако это зависит от нескольких установленных курсов. [ 8 ] Жизнеспособность этой альтернативы должна быть изучена, поскольку логистика, связанная с транспортировкой тяжелых кусков бетона, может повлиять на операцию в финансовом отношении, а также увеличить углеродный след проекта. Кроме того, постоянно меняющиеся правила строительства новых зданий во всем мире могут потребовать более высоких стандартов качества строительных элементов и препятствовать использованию старых элементов, которые могут быть классифицированы как устаревшие.

Переработка

[ редактировать ]

Бетонный мусор обычно отправляется на свалки для утилизации, но объем переработки увеличивается из-за повышения экологической осведомленности, изменения правил/законов и экономических выгод. Бетон можно восстановить, измельчить и повторно использовать в качестве заполнителя в новых проектах. [ 4 ]

Восстановление бетона снижает эксплуатацию ресурсов и связанные с этим транспортные расходы, а также уменьшает количество отходов. Однако это мало влияет на сокращение выбросов парниковых газов, поскольку большая часть выбросов происходит при производстве цемента. В настоящее время большая часть восстановленного бетона используется для строительства дорожных оснований и объектов гражданского строительства. [ 9 ]

На сегодняшний день наиболее распространенным методом переработки сухого и затвердевшего бетона является дробление. В качестве исходного материала можно использовать еще свежий (влажный) бетон из автобетоносмесителей, отходы производства на предприятии по производству сборных железобетонных изделий или отходы от сноса. Наиболее значимым источником являются отходы сноса, желательно предварительно отсортированные после сноса. [ 4 ] Конкретные перерабатывающие предприятия обычно способны производить заполнитель более высокого качества. Сита используются для достижения желаемого размера частиц и удаления грязи, посторонних частиц и мелкого материала из крупного заполнителя. [ 10 ] [ 4 ]

Конечный продукт, заполнитель из вторичного бетона (RCA), имеет угловатую форму, более шероховатую поверхность, более низкий удельный вес (20%), более высокое водопоглощение и pH выше 11 – этот повышенный pH увеличивает риск щелочных реакций. [ 4 ] Более низкая плотность RCA обычно повышает эффективность проекта и снижает стоимость работы – RCA дает больший объем по весу (до 15%). [ 9 ] Физические свойства делают его предпочтительным материалом для таких применений, как дорожное основание и основание. Это связано с тем, что переработанные заполнители часто имеют лучшие свойства уплотнения и требуют меньше цемента для использования в основании. Кроме того, его, как правило, дешевле получить, чем первичный материал. [ 4 ]

Пуэртобетон может заменить флюсовый материал в электродуговых печах . В результате этого процесса в качестве побочного продукта образуется «реактивированный цемент». Печи нуждаются в флюсе (обычно извести) для очистки стали. Если оставшийся шлак быстро охладить на воздухе, он станет портландцементом . Этот метод также значительно снижает выбросы CO2 по сравнению с традиционными методами. [ 11 ]

Приложения

[ редактировать ]

Основными коммерческими приложениями являются:

  • Основание из заполнителя (дорожное основание) или необработанные заполнители, используемые в качестве основания для дорожного покрытия, представляют собой нижний слой (под покрытием), который обеспечивает структурную основу для дорожного покрытия. [ 12 ]
  • Заполнитель для товарного бетона, заменяя от 10 до 45% исходных заполнителей смесью цемента, песка и воды. Поскольку RCA содержит цемент, соотношение смеси необходимо корректировать для достижения желаемых структурных требований, таких как удобоукладываемость, прочность и водопоглощение. [ 4 ]
  • Стабилизация грунта с добавлением переработанного заполнителя, извести или золы-уноса в материал земляного полотна предельного качества, используемый для повышения несущей способности этого земляного полотна. [ 12 ]
  • Подстилка из труб: служит устойчивым основанием или прочным фундаментом для прокладки подземных коммуникаций. Правила некоторых стран запрещают использование RCA и других отходов строительства и сноса в фильтрационных и дренажных слоях из-за потенциального загрязнения хромом и воздействия pH. [ 4 ] [ 12 ]
  • Ландшафтные материалы: включают валуны/наслоенные каменные стены, опорные конструкции подземного перехода, эрозионные конструкции, водные объекты, подпорные стены. [ 12 ]

Проблемы от колыбели до колыбели

[ редактировать ]
Округлость бетона: принцип «от колыбели до колыбели»

Приложения, разработанные для RCA, на данный момент не являются исчерпывающими, и предстоит разработать еще множество применений, поскольку правила, учреждения и нормы находят способы безопасного и экономичного использования отходов строительства и сноса в качестве вторичного сырья. Однако, учитывая цель обеспечения круговорота ресурсов в жизненном цикле бетона, единственным применением RCA, которое можно рассматривать как переработку бетона, является замена натуральных заполнителей на бетонные смеси. Все остальные приложения подпадают под категорию даунсайклинга . Подсчитано, что даже почти полное восстановление бетона из отходов строительства и сноса обеспечит лишь около 20% общих потребностей в заполнителе в развитом мире. [ 4 ]

Путь к цикличности выходит за рамки самой технологии бетона и зависит от многосторонних достижений в цементной промышленности, исследований и разработок альтернативных материалов, проектирования и управления зданиями, а также сноса, а также сознательного использования пространств в городских районах для сокращения потребления.

Завод по переработке бетона

Перепрофилирование городского объекта (кусков бетонного щебня) включает в себя выбор и транспортировку фрагментов, а также использование их в качестве плит или кирпичей. Детям можно придать форму, например, с помощью долота; это может быть трудоемким.

Дробление предполагает удаление мусора , древесины и бумаги ; удаление металлов, таких как арматура , с помощью магнитов и других устройств для отдельной переработки; [ нужна ссылка ] сортировка агрегата по размеру; дробление его с помощью дробильной машины ; и удаление других частиц такими методами, как ручной сбор и водная флотация. [ 13 ]

Дробление на строительной площадке с помощью портативных дробилок обходится дешевле и вызывает меньше загрязнения, чем транспортировка материала в карьер и обратно . Крупные передвижные установки способны измельчать бетонный и асфальтовый щебень со скоростью 600 тонн в час. Эти системы обычно включают в себя боковой разгрузочный конвейер, сортировочную установку и обратный конвейер от сита обратно в дробилку для повторного дробления крупных кусков. Компактные автономные дробилки могут дробить до 150 тонн в час и подходят для работы в труднодоступных местах. Дробилки к строительной технике, такой как экскаваторы, могут дробить до 100 тонн в час и делают дробление меньших объемов экономичным. [ 14 ]

Для производства чистых заполнителей из измельченных бетонных отходов необходим очень тщательный демонтаж и снос, чтобы не допустить попадания в поток бетона других материалов, которые могут ухудшить его качество. После отделения битый бетон отправляется на процесс влажной переработки, где грубая фракция битого бетона промывается для получения чистого заполнителя, тогда как остаток, образующийся в процессе промывки, отправляется на свалку в виде шлама. [ 15 ]

Использование

[ редактировать ]

Крупные куски бетонного щебня (урбанита) можно использовать в стенах в качестве строительных камней. [ 3 ] как плиты в дорожках, [ 2 ] или в качестве каменной облицовки [ 16 ] для уменьшения эрозии берегов ручьев. [ 17 ] Экологические блоки (экоблоки) изготавливаются из переработанного бетона и используются для подпорных стен и других временных сооружений, а также применяются для враждебной архитектуры . [ 18 ]

Мелкие кусочки используются в качестве гравия для новых строительных проектов. Нижним слоем дороги укладывают гравий, поверх которого заливают свежий бетон или асфальт. [ 19 ] США Федеральное управление шоссейных дорог может использовать такие методы для строительства новых автомагистралей из материалов старых автомагистралей. [ 20 ] Бетонные покрытия можно разбить на месте и использовать в качестве слоя основания для асфальтового покрытия посредством процесса, называемого затиранием . [ 21 ]

Бетонный щебень, свободный от примесей, можно использовать в качестве сырья (иногда в смеси с натуральным заполнителем) для изготовления нового бетона. [ 22 ]

В качестве камня и мульчи для ландшафтного дизайна можно использовать хорошо подобранные и эстетически привлекательные материалы. [ 19 ]

Проволочные габионы (клетки) можно заполнить дробленым бетоном и складывать в качестве подпорных стенок или перегородок для уединения (вместо ограждения). [ нужна ссылка ]

Химическая переработка бетонных отходов

[ редактировать ]

Источник: [ 23 ]

Улучшение и стабилизация почвы

[ редактировать ]

Неправильная утилизация и обработка бетонных отходов отрицательно влияют на почву, но правильные процессы обработки и переработки можно использовать для улучшения и стабилизации почвы. В целом смеси, активируемые щелочью, улучшают и стабилизируют почву за счет катионного обмена, реакций гидратации и усиления пуццолановых реакций. Калифорния 2+ Ионы в активированной щелочью смеси обмениваются с ионами других металлов, уменьшая двойные электрические слои и увеличивая флокуляцию, делая почву более зернистой и рыхлой. Щелочно-активированные смеси улучшают почву, сорбируя воду в почве посредством реакций гидратации, что снижает содержание воды в почве и улучшает мягкую почву с высоким содержанием влаги. Наконец, диссоциация оксида кальция в воде в почве увеличивает концентрацию электролитов и pH, и, следовательно, SiO 2 и Al 2 O 3 растворяются легче и способствуют пуццолановым реакциям. Такие материалы, как портландцемент, летучая зола и известь, уже широко используются для улучшения и стабилизации почвы, поэтому ту же концепцию можно распространить на бетонные отходы, которые сами по себе являются смесью, активируемой щелочью. В целом исследования показали, что вяжущий материал бетонных отходов, добавляемый в слабый грунт, вызывает реакции гидратации, которые повышают pH почвы, количество Ca 2+ и количество свободного Ca(OH) 2 , которое могло бы реагировать с SiO 2 и Al 2 O 3 посредством пуццолановых реакций, улучшающих почву. [ 24 ]

Производство строительных материалов

[ редактировать ]

Бетонные отходы содержат много кремния и немного алюминия, поэтому их можно использовать для синтеза геополимеров . Геополимерное связующее в сочетании с метакаолином позволяет получить материал с желаемым содержанием кремния, алюминия и кальция. Геополимерный бетон из отходов бетона был проанализирован, и было высказано предположение, что его можно использовать в тех случаях, когда требуется бетон средней прочности, теплоизоляционный бетон, легкий бетон, а также кирпичи или блоки. [ 25 ]

Очистка воды и газа

[ редактировать ]

Бетонные отходы, богатые щелочными соединениями кальция, можно использовать для удаления и восстановления различных элементов из водного раствора. Отходы бетона используются в качестве сорбента для удаления фосфора из сточных вод после удаления избыточного ила на очистных сооружениях. [ 26 ] Бетонные отходы также можно использовать в качестве недорогого средства для очистки газов. Это дает преимущества перед использованием традиционных средств очистки газа, поскольку бетонные отходы дешевы и производятся в больших количествах. Исследования показали, что отходы бетона могут способствовать сорбции NO 2 , SO 2 и газообразного фтора.

Меры предосторожности

[ редактировать ]

Были опасения по поводу переработки окрашенного бетона из-за возможного содержания свинца. Лаборатория строительных инженерных исследований армейского инженерного корпуса (CERL) и другие изучили риски и пришли к выводу, что бетон с краской на основе свинца следует безопасно использовать в качестве наполнителя без непроницаемого покрытия, пока он покрыт почвой. [ 27 ] [ нужен лучший источник ]

Некоторые эксперименты показали, что переработанный бетон менее прочен и долговечен, чем бетон из природного заполнителя. Это можно исправить, смешав такие материалы, как летучая зола. [ 28 ]

  1. ^ "Дом" . ConcreteRecycling.org . Архивировано из оригинала 12 апреля 2010 г. Проверено 5 апреля 2010 г.
  2. ^ Jump up to: а б «Урбанит – повторное использование старого бетона – бетонная сеть» . ConcreteNetwork.com . Проверено 24 мая 2020 г.
  3. ^ Jump up to: а б «Городское строительство» . www.ecodesignarchitects.co.za . Архивировано из оригинала 07 мая 2021 г. Проверено 24 мая 2020 г.
  4. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Всемирный деловой совет по устойчивому развитию , « Инициатива по устойчивому развитию цемента – переработка бетона», доступно онлайн по адресу: www.wbcsdcement.org (последний доступ 5 октября 2021 г.)
  5. ^ Европейская комиссия (2014). «Решение Комиссии от 18 декабря 2014 г. о внесении изменений в решение 2000/532/EC о списке отходов в соответствии с Директивой 2008/98/EC Европейского парламента Совета 2014/955/EU». Официальный журнал Европейского Союза .
  6. ^ «Образование отходов по категориям отходов, опасности и деятельности согласно NACE Rev. 2» . Евростат . 2021-06-29. Архивировано из оригинала 7 марта 2021 года . Проверено 05 октября 2021 г.
  7. ^ Tecnalia, «Протокол критериев прекращения отходов для отходов, используемых в качестве агрегатов», проект Cinderela, M26, D5.5, май 2021 г.
  8. ^ Асам, К., «Переработка сборных бетонных компонентов - вклад в устойчивое строительство», Институт сохранения и модернизации зданий Технического университета Берлина.
  9. ^ Jump up to: а б «Экономика вторичного бетона» . cdrecycling.org . Проверено 05 октября 2021 г.
  10. ^ «Как переработать бетон» . cdrecycling.org . Проверено 05 октября 2021 г.
  11. ^ Ирвинг, Майкл (23 мая 2024 г.). « Прорыв «Абсолютного чуда» дает рецепт цемента с нулевым содержанием углерода» . Новый Атлас . Проверено 25 мая 2024 г.
  12. ^ Jump up to: а б с д «Экономьте деньги и уменьшите воздействие на окружающую среду за счет переработки бетона» . Баланс малого бизнеса . Проверено 05 октября 2021 г.
  13. ^ «Как перерабатывается бетон». Архивировано 12 апреля 2010 г. на Wayback Machine , ConcreteRecycling.org . Проверено 5 апреля 2010 г.
  14. ^ «Переработка бетона» . Связанные строительные публикации. Архивировано из оригинала 18 июля 2019 г. Проверено 21 февраля 2008 г.
  15. ^ Ху, Минмин; Кляйн, Рене; Божилова-Кишева, Коссара П.; Ди Майо, Франческо (1 ноября 2013 г.). «Подход к LCSA: случай переработки бетона» . Международный журнал оценки жизненного цикла . 18 (9): 1793–1803. Бибкод : 2013IJLCA..18.1793H . дои : 10.1007/s11367-013-0599-8 . ISSN   1614-7502 . S2CID   110127908 .
  16. ^ «Проект облицовки каменной наброской» (PDF) . Федеральное управление автомобильных дорог . Министерство транспорта США. п. 19 . Проверено 12 марта 2014 г.
  17. ^ «Облицовка камнем» . Отдел почвенных и водных ресурсов Департамента природных ресурсов штата Огайо. Архивировано из оригинала 13 сентября 2016 года . Проверено 12 марта 2014 г.
  18. ^ Коуэн, Алек; Денкманн, Либби (2 сентября 2022 г.). «Увеличение количества экоблоков сигнализирует о борьбе между парковками и лагерями» . КУОВ-FM . Проверено 24 июня 2023 г.
  19. ^ Jump up to: а б «Рынки переработанного заполнителя для бетона». Архивировано 4 июня 2010 г. на сайте Wayback Machine , ConcreteRecycling.org . Проверено 5 апреля 2010 г.
  20. Фредерик Г. Райт-младший, «Политика FHWA в отношении переработанных материалов» , Федеральное управление шоссейных дорог , 20 ноября 2006 г. Проверено 5 апреля 2010 г.
  21. ^ Ратманн, Чак (28 декабря 2000 г.). «Рецепт рубблирования» . Дороги и мосты . Проверено 5 сентября 2012 г.
  22. ^ Надерпур, Хосейн; Рафиан, Амир Хосейн; Фахарян, Пуян (март 2018 г.). «Прогнозирование прочности на сжатие экологически чистого бетона с помощью искусственных нейронных сетей» . Журнал строительной техники . 16 : 213–219. дои : 10.1016/j.jobe.2018.01.007 .
  23. ^ Хо, Син-Юнг; Иидзука, Ацуши; Сибата, Эцуро (15 февраля 2021 г.). «Химическая переработка и использование различных видов бетонных отходов: обзор» . Журнал чистого производства . 284 : 124785. doi : 10.1016/j.jclepro.2020.124785 . ISSN   0959-6526 . S2CID   226333571 .
  24. ^ Чен, Ли; Линь, Дэн-Фонг (15 февраля 2009 г.). «Стабилизационная обработка мягкого грунта земляного полотна золой и цементом осадка сточных вод» . Журнал опасных материалов . 162 (1): 321–327. Бибкод : 2009JHzM..162..321C . дои : 10.1016/j.jhazmat.2008.05.060 . ISSN   0304-3894 . ПМИД   18579294 .
  25. ^ Полировка бетона SS
  26. ^ Мохара, Горо; Иидзука, Ацуши; Женат, Хироки; Кумагай, Казукиё; Ямасаки, Акихиро; Янагисава, Юкио (2011). «Восстановление фосфора на очистных сооружениях с использованием отходов бетона» . Журнал химической инженерии Японии . 44 (1): 48–55. doi : 10.1252/jcej.10we011 .
  27. ^ «Возвращение к вторичной переработке» . Связанные строительные публикации. 21 декабря 2014 г. Архивировано из оригинала 21 января 2022 г. Проверено 21 декабря 2014 г.
  28. ^ Рао, Акаш; Джа, Кумар Н.; Мисра, Судхир (01 марта 2007 г.). «Использование заполнителей из переработанных строительных отходов и отходов сноса в бетоне». Ресурсы, сохранение и переработка . 50 (1): 71–81. doi : 10.1016/j.resconrec.2006.05.010 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: f4c0a02bd32c91c873d8bbb113ba0d03__1722797880
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/f4/03/f4c0a02bd32c91c873d8bbb113ba0d03.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Concrete recycling - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)