Разработка состава экологически безопасного экобетона

Проблема утилизации отходов производства и потребления является одной из самых актуальных проблем природопользования. Основная масса бытовых и промышленных отходов не подвергается переработке и размещается на полигонах, свалках, территориях предприятий.

Технология «Process Palingenesis» позволяет использовать от 25 до 40% отсортированных и измельченных коммунальных и строительных отходов при в качестве одного из компонентов при изготовлении бетонных изделий. Предполагается, что при выходе предприятия на производственные мощности, данная продукция будет дешевле традиционных аналогов.

 Для повышения эффективности процесса и улучшения качества продукта необходимо совершенствование бетонной матрицы экобетона.

Для проведения эксперимента были выбраны два варианта начальных составов образцов с учетом характеристик компонентов и экономической выгоды, которая достигается максимально возможным включением в состав бетона измельчённых отходов и минимально возможном использовании цемента. (табл. 1) В качестве мелкого наполнителя использовался песок. Крупный заполнитель – отходы, подготовленные по технологии «Process Palingenesis». Вяжущее вещество: в серии образцов С1- портландцемент марки М500-Д0; в серии С2 – наноцемент-90 класса К 82,5.

Таблица 1

Компонентный состав экспериментальных образцов

При изготовлении бетонной смеси С2 было взято на 5% меньше воды, это связано с меньшей водопотребностью вяжущего компонента.

Форма и номинальные размеры образцов (Рисунок 9) были выбраны в соответствии с ГОСТ 10180-2012 (табл. 2).

Таблица 2

Форма и номинальные размеры образцов

Исследование образцов на прочность при сжатии проводилось в испытательной установке MATEST. Образцы нагружались до разрушения при постоянной скорости нарастания нагрузки не более 0,6±0,2 МПа/с, рис. 13.

С целью прослеживания момента набора прочности образцами первое испытание было проведено на 14 и 28 сутки.

Время нагружения одного образца до его разрушения составило более 30 сек. Максимальное усилие, достигнутое в процессе испытания, было принято за разрушающую нагрузку. Визуальный осмотр разрушенного образца показал, что в процессе приготовления бетонной смеси все компоненты были тщательно перемешаны и равномерно распределены по объему.

Таблица 3

Результаты испытаний образцов на прочность при сжатии

В результате анализа полученных результатов можно сделать вывод, что при данном соотношении компонентов образцы не отвечают требованиям минимального класса бетона (В3,5; средняя прочность класса – кгс/см²; марка бетона – М50).