В мире каждый год образуются миллионы кубических метров бетонных и железобетонных отходов.
А ожидаемый только в России ежегодный прирост лома от накопления бракованных конструкций и от разборки старых зданий приравнивается к 15-17 млн. тонн.
Большая часть строительных отходов этого вида вывозится на свалки, включая несанкционированные, расположенные в городской зоне.
Такие действия отрицательно влияют на экологическую ситуацию, поэтому крупные города нуждаются в применении технологий вторичной переработки бетонных остатков.
Экономическая оправданность переработки лома состоит в удешевлении продукции из отходов и освобождении площадей.
Определение
Категория включает остатки, образующиеся в процессе производства предприятиями строительной индустрии товарных продуктов — бетона и железобетона:
- брак от производства изделий с трещинами, сколами;
- технологические отходы;
- бетонную пыль;
- засохший и жидкий растворы.
Бетонные и железобетонные остатки (ЖБО) также формируются в строительной сфере, включая:
- новое строительство;
- реконструкцию и ремонт объектов;
- снос и разборку устаревших, ветхих, аварийных строений и конструкций.
Строительные бетонные отходы состоят из кусков разного размера и формы, лома, боя изделий.
К ним относятся фрагменты:
- конструкций морально устаревших зданий;
- дорожных плит;
- свай;
- опор.
К категории также принадлежат ЖБО и бетонные отходы от рекультивации промышленных и стихийных свалок.
Сферы применения
Несмотря на все свои достоинства, бетонный бой уступает природному дробленому камню по прочности, водостойкости, истираемости и другим параметрам. По этой причине его не используют при сооружении ответственных конструкций, но находят для него другие варианты применения. Чаще всего это такие сооружения, к внешнему виду и качеству которых не предъявляются повышенные требования.
Это:
- Временные и второстепенные дороги с небольшой загрузкой, объездные пути;
Дорожное покрытие
- Дорожные насыпи;
Железнодорожная насыпь
- Строительные площадки, парковки, территории производственных дворов;
Парковка
- Садовые дорожки и площадки;
Фото оригинальной садовой дорожки
- Засыпка болот и других природных водоемов, оврагов, ям, траншей и котлованов;
Засыпка оврага
- Укрепление заболоченных грунтов, берегов и склонов;
Берег пруда, укрепленный габионами с бетонным боем
- Создание дренажных систем на заболоченных участках;
Дренаж фундамента
- Создание фильтрующей прослойки в колодцах и искусственных водоемах;
Засыпка дна фильтрующего колодца
- Изготовление бетонных растворов для заливки фундаментов, отмосток, полов и других бетонных конструкций, в том числе малых архитектурных форм;
Приготовление раствора
- Применение в ландшафтном дизайне.
Стена из габионов, заполненных крупными обломками бетона
Похожую сферу применения имеет и бой красного кирпича, поэтому вторичный щебень часто бывает смешанным и содержит оба материала. Но прочность кирпича к статическим нагрузкам ниже, а водопоглощение выше, поэтому в каждом случае следует решать, приобрести «чистый» или смешанный состав. Зато бой кирпича – прекрасный звуко- и теплоизолятор, чем часто пользуются строители. Им заполняют внутренние полости стен, утепляют подземные трубопроводы.
Утепление сливной трубы
ФККО
Согласно Федеральному классификационному каталогу отходов (ФККО), остатки бетона и железобетона относятся к блокам:
- блок 3 «Отходы обрабатывающих производств» (код ФККО 30000000000);
- блок 4 «Отходы потребления, материалы и изделия, утратившие потребительские свойства» (код ФККО 40000000000);
- блок 8 «Отходы строительства и ремонта» (код 80000000000).
Классификация отходов, относящихся к блоку 3:
| Тип | Отходы | Подтипы | Отходы | Группы, подгруппы | Отходы |
| 34000000000 | Производства прочей неметаллической минеральной продукции | 34600000000 | Производства бетона, продукции из бетона | 34610000000 34611000000 34612000000 | Производства товарного бетона, сухих бетонных смесей |
| 34620000000 | Производства изделий из бетона для применения в строительстве |
Классификация отходов бетона и железобетона, утративших потребительские свойства (блок 4 ФККО):
| Тип | Отходы | Вид | Отходы |
| 45000000000 | Прочих неметаллических минеральных продуктов | 45841111525 | Мишеней из бетона в оболочке из картона |
Блок 8 включает следующие отходы, относящиеся к строительству и ремонту:
| Тип | Отходы | Подтипы | Отходы |
| 81000000000 | Подготовки строительного участка, разборки и сноса зданий | 81900000000 | Прочие |
| 82000000000 | Строительства зданий и сооружений | 82200000000 | На основе бетона, цемента, растворов строительных |
| 82900000000 | Прочие |
Суть технологии рециклинга
Наиболее распространенным способом рециклинга считается просеивание измельченных железобетонных фрагментов через сито.
Переработка ЖБИ через этот прибор включает следующие этапы:
- Осмотр предназначенного для утилизации материала и распределение элементов.
- Разрушение крупных бетонных блоков. Для дробления применяются специальные гидроножницы.
- Загрузка измельченных фрагментов в бункер и запуск дробильного комплекса.
- Прохождение через сито. Прибор создает вибрацию. Такое воздействие на материал отсеивает вторичный щебень. На сите остаются только сделанные из металла элементы.
- Сортировка полученного материала.
Более современный способ обработки железобетона — применение магнитных дробильных комплексов. Такое оборудование работает более эффективно, поскольку магнит притягивает металлические фрагменты, не задерживая бетонные.
Классы опасности
В соответствии с классификатором ФКККО, бетонные и железобетонные отходы относятся к следующим классам опасности.
Отходы обрабатывающих производств (блок 3):
| Категория отходов | Коды ФККО | Наименование отходов | Класс опасности |
| Производство бетона и продукции из бетона | 34611214214 | Затвердевший известковый раствор, кусковая форма | 4 |
| 34611511214 | Производства товарного бетона:
| 4 | |
| 34611513215 |
| 5 | |
| 34611713394 34611714394 34611715394 |
| 4 | |
| 34611811214 34611812215 |
| 4 5 | |
| 34612001424 | Бетонная смесь в виде пыли | 4 | |
| 34612111495 | Отсев песка | 5 | |
| 34620001205 34620002205 | Производства изделий для использования в строительстве:
| 5 | |
| 34620003424 |
| 4 | |
| 34621111394 34621112204 |
| 4 |
Отходы строительства и ремонта (блок 
:
| Категория отходов | Коды ФККО | Наименование отходов | Класс опасности |
| Разборки и сноса зданий | 81991111704 | Смесь твердых изделий и материалов, преимущественно содержащая бетон | 4 |
| Строительства сооружений и зданий | 82202112495 | Сыпучая сухая бетонная смесь | 5 |
| 82220101215 82230101215 | Куски отходов бетона, железобетона и лом изделий | 5 | |
| 82221111204 | Твердый лом бетона при строительстве и ремонте производственных строений | 4 | |
| 82223111204 82233111204 | Твердые отходы бетона и железобетона, загрязненные нефтепродуктами | 4 | |
| 82291111204 | Смесь твердого лома бетонного и железобетонного при демонтаже строительных конструкций | 4 | |
| 82913111205 | Опалубка деревянная, загрязненная бетоном | 5 | |
| 82915111624 | Дублированные текстильные волокнистые материалы для строительства, загрязненные бетоном | 4 |
Из приведенной выборки видно, что бетонные и железобетонные отходы имеют классы опасности:
- 4 — малоопасные отходы, с низким уровнем вредного влияния на окружающую среду;
- 5 — практически неопасные, с очень низким воздействием на экологию.
Строительные отходы 4 класса опасности, кроме крупнообломочных и крупногабаритных объектов, принимают на полигоны, что ухудшает экологическую ситуацию.
В то же время бетонный лом является ценным вторичным сырьем, переработка которого на щебень позволяет уменьшить вложения в строительство новых объектов, одновременно снижает нагрузку на городские полигоны и исключает перемещение строительного мусора на несанкционированные свалки.
Вред для экологии
Остатки арматуры относят к IV классу опасности, а отходы бетона — к пятому. Большого вреда окружающей среде они не наносят, но как мусор на свалках занимают слишком много места и медленно разрушаются (до 100 лет). Высококачественная сталь, заключенная в каменную оболочку, долго не ржавеет.
В России бой ЖБИ все еще тоннами вывозят на свалки. Однако в ближайшем будущем ситуация должна измениться, так как появляется все больше предприятий, которые производят технику для получения рецикла бетона или занимаются переработкой отходов.
Переработка отходов бетона и железобетона
Рециклинг строительных отходов выгоден и экономичен. Часто при сносе старых строений на том же самом месте воздвигается новостройка, требующая большого количества щебня. Материал можно получить из бетонного лома. Приготовление на вторичном щебне бетона снижает его себестоимость на 25%.
В мире используют несколько путей переработки бетонных и железобетонных остатков:
- После демонтажа конструкций отходы транспортируются на предприятие для производства вторичного продукта, который затем направляется на бетонный завод.
- Переработку бетонных отходов выполняют по месту проведения демонтажных работ на установленном оборудовании. Полученный продукт отправляют на строительный объект или завод по производству бетона.
- Вторичная переработка лома из бетона и производство новых продуктов на его основе организуется непосредственно на месте демонтажных работ.
В отечественной практике переработки преимущественно применяют второй или третий варианты.
Рециклинг бетона
Технологичное оборудование для переработки некондиционного бетона включает установки таких типов:
- разрушения или первичного дробления;
- вторичного дробления;
- фракционирования.
Дробление бетонных отходов совершается на установках стационарного или мобильного (самоходного) типа. Работа на устройствах стационарного типа имеет простой принцип действия.
Отходы поступают в приемный бункер и сортируются. Затем измельчаются в дробилке. Далее бетонная масса на грохоте разделяется на фракции — щебень и песок. Крупные обломки, не прошедшие сортировку, снова возвращаются в дробилку.
Основные недостатки стационарных дробилок — высокая цена и громоздкость, не позволяющая транспортировать установку за пределы перерабатывающего предприятия.
При невозможности или неэффективности использования стационарных дробильно-сортировочных комплексов применяют установки мобильного типа. Процесс переработки отходов аналогичен стационарным устройствам.
Утилизация железобетона
Железобетонные отходы (ЖБО) содержат бетон и металлическую арматуру, которые необходимо отделить друг от друга.
Поэтому конструктивные параметры технологического оборудования для переработки ЖБО должны подбираться с учетом наличия арматуры в ломе и невозможности соблюдения точных размеров подаваемого материала, а также контроля формы обломка.
В связи с этим фактом некоторые узлы дробильных механизмов для переработки железобетона намного крупнее аналогичных узлов установок для дробления бетонного лома, имеющих такую же производительность.
При разрушении ЖБО применяют способы:
- механические (раскалывание, ударное разрушение, дробление, резка);
- немеханические (разрушение — электроимпульсное, электрогидравлическое, взрывное; резка — термическая, водной струей).
Самым целесообразным методом разрушения, как с технологической, так и экономической точки зрения является механический способ.
В мировой практике наиболее востребованными типами дробилок железобетонных отходов являются роторные и щековые. Ударная роторная установка, предназначенная для первичного дробления ЖБО, ввиду конструктивных особенностей подачи способна дробить материал только ограниченных размеров. Поэтому удлиненная арматура не пройдет вокруг ротора такой дробилки.
Значительно отличаются от роторных дробилок щековые установки. В них отсутствуют препятствия, затрудняющие прохождение арматуры. Разрушение железобетона проходит эффективно. Например, для расчленения лома плотного железобетона (сваи, шпалы, столбы, плиты) используют дробильные агрегаты виброщекового типа.
Арматура разрушается по сварным швам, хорошо очищаясь от бетона. Металл отправляется на переплавку, а бетонная часть, состоящая из щебня и цементного камня — на производство щебня или измельчение камня до крупности цемента.
Удаление извлеченных из бетона арматурных изделий производится с помощью:
- магнитных барабанов;
- стационарных магнитов;
- магнитных надконвейерных сепараторов.
После первичного дробления ЖБО, с помощью магнитного сепаратора с верхнего слоя извлекаются крупные части арматуры, а магнитным барабаном собираются мелкие обломки с нижнего слоя материала.
Зачем нужно перерабатывать Ж/Б отходы?
Рециклинг представляет собой переработку бетонных отходов с возможностью их вторичного использования. Для его организации придется понести определенные затраты, но они окупаются за счет:
- Утилизации всех накопившихся отходов в прежние годы.
- Исключения значительных расходов на транспортировку мусора до свалок, которые могут находиться достаточно далеко.
- Повышения работоспособности бетоносмесительной техники за счет своевременной и полной очистки стенок.
- Исключения штрафов за экологические нарушения.
Кроме того, полученный после переработки вторичный материал можно использовать самим или реализовывать другим организациям, частным лицам. Вторичное сырье помогает снизить рентабельность нового бетонного раствора, за счет его использования в качестве наполнителя.
Образуемые продукты и их применение
После дробления бетонного лома образуется вторичный щебень — сыпучая смесь зернистого материала разных фракций и различной формы.
На грохоте дробильно-сортировочной установки куски разделяются на 2 основные фракции размерами: 40-150 мм и 0-40 мм. Прочностные характеристики щебня зависят от исходного материала, подвергающегося дроблению.
Вторичный щебень находит применение для изготовления:
- Бетонных смесей для изготовления блоков бетонных для стен подвалов.
- Камней стеновых бетонных.
- Фундаментных плит.
- Оснований для дорожных покрытий, площадок.
- Подстилающих слоев при строительстве тротуаров.
Щебень также используется в ландшафтной архитектуре или как засыпка вместо недостающего грунта при выполнении строительных работ.
Мелкая фракция в виде отсева размером до 5 мм применяется в качестве активной органоминеральной добавки. Пылевидный наполнитель используется как заполнитель при изготовлении строительного раствора.
Дробленые отходы ячеистого бетона применяют в качестве заполнителей строительных растворов, удобрений, добавляют в корм на птицефабриках.
Финская технология предусматривает применение воды и вымытого из отходов заполнителя для производства нового бетона. А тонкодисперсный шлам, содержащий большое количество оксида кальция, находит использование в агропромышленной отрасли для известкования почв.
Необходимое оборудование
На первой стадии переработки необходимо обеспечить грубое измельчение бетонных конструкций. Для этого используются достаточно мощные грохоты крупного дробления. Из отечественной техники можно выделить агрегат СМД-133А. Среди импортной техники выделяются грохоты – Турбогрохот EXTEC и PowerScreen. Широкий ассортимент предлагает компания McCloskey International.
Следующий шаг – измельчение больших кусков бетона. Используются дробилки, агрегаты сортировки, виброгрохоты. Отмечается такое эффективное оборудование: отечественные агрегаты СМД-174А, импортные дробилки — Metso, Parker Plant, Pegson. Для подачи сырья и фракций используются конвейеры (СМД-151, СМД-152).
При переработке отходов ЖБИ на первой стадии необходимо отделить металлические элементы арматуры. Для этого установки для дробления и грохоты снабжаются мощными магнитными сепараторами.
Для глубокой переработки отходов из бетона используются специальные линии рециклинга. При проведении рецикла непосредственно на стройплощадке наиболее подходят мобильные установки. Они содержат следующие составные части:
- Циклонная отделительная система. Сюда подается струя проточной воды с помощью насоса мощностью 5-7,5 кВт.
- Шнек винтовидного типа с мотором-редуктором мощностью 5-7 кВт. Обычно устанавливаются съемные лопасти, т.к. они достаточно активно истираются о твердые частицы.
- Шламбассейн объемом 40-80 куб.м. Он снабжается мешалкой (миксером) мощностью 3-5 кВт. Для подачи в бассейн чистой и откачки отработанной воды применяются насосы мощностью 2-3 кВт.
- Регенерация воды. С учетом большого ее расхода устанавливаются системы очистки (регенерации) и возврата обратно в работу. Качество очистки воды, частоты слива контролируется и регулируется с помощью электроники.
- Система фильтрации для отделения песка от цементного молочка. Особый фильтр позволяет устранить нежелательные примеси (мусор).
- Пресс-фильтр для максимального обезвоживания готового вторичного продукта.
- Вибросито для разделения щебня по фракциям, отсева твердых примесей.
При очистке бетоносмесителей и одновременной переработки накопившихся бетонных отходов линия снабжается устройством, обеспечивающим смыв раствора со стенок под напором водной струи. Образовавшаяся смесь направляется в отделительную систему.
Линии для рециклинга выпускаются многими компаниями по производству строительной техники. Среди отечественных производителей можно выделить ПО «Стройтехника». Эффективно показало себя оборудование компании BIBKO. Полный цикл утилизации и рециклинга строительных отходов обеспечивает крупная компания САТОРИ.
