СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ БЕТОННОГО ЛОМА
METHOD TO RECYCLE CONCRETE SCRAP

Изобретение относится к ресурсосберегающим технологиям в строительстве и может быть использовано для утилизации железобетонных строительных отходов.
Значительное количество строительных объектов жилого и промышленного комплекса России было построено в 60-х годах прошлого века. Железобетон, являющийся основным строительным материалом этих объектов, уже исчерпал свой ресурс. В Москве и Подмосковье на месте старых пятиэтажных домов, так называемых «хрущевок», появляются новые элитные жилые комплексы, в ближнем Подмосковье на месте бывших совхозов и колхозов строятся коттеджные поселки и загородные виллы, при этом сносится огромное количество старых и ненужных зданий и сооружений. На сегодняшний день очень актуальны вопросы утилизации и повторного использования материалов, образующихся при разборке и сносе строительных сооружений.
Известен способ получения щебня из железосодержащего материала, включающий многостадийное дробление с первым поверочным грохочением после второй стадии дробления, предназначенным для предотвращения поступления в следующую стадию дробления мелкого материала. Надрешетный продукт этого грохочения направляют на следующую стадию дробления. Дробленый продукт этой стадии дробления и подрешетный продукт смешивают с дробленым продуктом последней стадии дробления и подают на второе поверочное грохочение (Патент РФ №2043164, МПК В03С 1/00, опубл. 10.09.1995 г.).
Известен способ эффективного использования в качестве мелкого заполнителя для мелкозернистого бетона отсевов дробления щебня из изверженных горных пород, включающий разделение их на фракции и подбор оптимального гранулометрического состава указанных отсевов, указанный подбор осуществляют с получением содержания частиц менее 0,16 мм - 15%, пустотности, не превышающей 38%, и Мкр, равного 2,5-3,0 (Патент РФ № 2284972, МПК С04В 18/12, опубл. 10.10.2006 года).
Известен способ измельчения бетона железобетонных конструкций, включающий разрушение бетона, отделение железной арматуры от измельченного бетона, при этом измельченный бетон собирают в бункеры и конвейером направляют на доизмельчение или на склад готовой продукции, а арматуру отправляют на склад. (Патент РФ №2138332, МПК В02С 4/02, опубл. 27.09.1999 г. - прототип).
Известные способы не позволяют в полной мере эффективно утилизировать отсевы дробления бетонного лома.
Технической задачей, на решение которой направлено предложенное изобретение, является повышение эффективности процесса утилизации строительных железобетонных отходов.
Поставленная техническая задача решается тем, что в способе утилизации бетонного лома путем разрушения строительных железобетонных отходов, отделения бетонного лома от железной арматуры, дробления бетонного лома, разделения на фракции, их отсева и утилизации, согласно заявляемому изобретению разделение на фракции осуществляют путем вибрационного воздействия в вибрационно-аэрационном разделителе, включающем вибрационный привод, установленный на опорных пружинах корпус с патрубками загрузки и выгрузки, каждый из которых снабжен подпружиненной шиберной заслонкой, корпус выполнен двухуровневым, по крайней мере, один уровень состоит из двух частей, разделенных, по меньшей мере, двумя последовательно установленными подпружиненными шиберными заслонками, внутри корпуса размещены, по меньшей мере, две горизонтальные перфорированные решетки, дробленый бетонный лом разделяют, по меньшей мере, на три фракции, отсев фракций 0,5-2 мм утилизируют путем использования в качестве тонкодисперсных наполнителей бетонных смесей в количестве до 30% для производства строительных материалов, отсев фракций 2-5 мм утилизируют путем использования в качестве антигололедного средства, отсев фракций 5-20 мм утилизируют путем использования при формировании верхних слоев дорожных насыпей, откосов, оснований дорог, а также добавляют в количестве 20-40% в состав асфальтобетонных покрытий.
Кроме того, при разделении и отсеве осуществляют подсушку фракций дробленого бетонного лома для отделения налипшей фракции размера от 0.071 мм до 1,0 мм от большеразмерных фракций, которую добавляют в виде мелкодисперсного порошка в асфальтобетонную смесь для повышения плотности минерального остова.
Техническим результатом, достижение которого обеспечивается реализацией всей совокупности существенных признаков заявляемого способа, является создание нового ресурсосберегающего способа, обеспечивающего высокоэффективную утилизацию бетонного лома.
Изобретение поясняется чертежом, где представлен вибрационно-аэрационный разделитель, используемый при осуществлении заявляемого способа.
Вибрационно-аэрационный разделитель включает корпус 1 с патрубком 2 загрузки и патрубками выгрузки 3, 4, 5 соответственно. Для обеспечения эффективного разделения корпус 1 выполнен двухуровневым. В корпусе 1 размещены, по меньшей мере, две горизонтальные перфорированные решетки 6 и 7 соответственно. При этом диаметр перфорации каждой решетки выбирается из условия получения заданного гранулометрического состава фракций отсевов дробленого бетонного лома. По крайней мере, один уровень корпуса состоит из двух частей, разделенных, по меньшей мере, двумя последовательно установленными подпружиненными шиберными заслонками 8 и 9 соответственно для предотвращения уноса мелких фракций через патрубок загрузки. Патрубки корпуса могут быть также снабжены подпружиненными шиберными заслонками 10, как показано на чертеже.
На чертеже приведен пример выполнения устройства, в котором каждый уровень корпуса снабжен двумя подпружиненными шиберными заслонками. Подпружиненные шиберные заслонки в ненагруженном состоянии полностью и без зазоров перекрывают проходные сечения надрешеточных полостей и патрубков выгрузки 3 и 5 уровней корпуса. Заслонки выполнены с возможностью открываться только в направлении перемещения материала (в направлении вибрации).
Корпус 1 установлен на опорных пружинах 11 и соединен с вибрационным приводом 12.
Предложенный способ осуществляется следующим образом.
Строительные железобетонные отходы, образующиеся при разборке и сносе строительных сооружений, разрушают. Бетонный лом отделяют от железной арматуры и дробят любым известным способом. Дробленый бетонный лом подают в вибрационно-аэрационный разделитель на первый уровень через патрубок 2 загрузки на горизонтальную перфорированную решетку 6 с диаметром перфорации 5 мм. Разделение на фракции в вибрационно-аэрационном разделителе осуществляют путем вибрационного воздействия с заданным режимом вибрации, например амплитуда колебаний 4-8 мм, частота колебаний 750 кол./мин, угол вибрации 42°.
Дробленый бетонный лом разделяют, по меньшей мере, на три фракции. Отсев фракций размером от 5 мм до 20 мм перемещается за счет вибрации в направлении патрубка 5 выгрузки и выгружается из разделителя.
Часть дробленого бетонного лома размером меньше 5 мм просеивается через горизонтальную перфорированную решетку 6 и попадает на горизонтальную перфорированную решетку 7 с диаметром перфорации менее 2,0 мм. Таким образом, на первой стадии разделения на верхнем уровне получают подрешетный продукт с размером частиц менее 5 мм. На нижнем уровне осуществляют вторую стадию разделения, на которой фракции с размером частиц менее 2,0 мм просеивают сквозь горизонтальную перфорированную решетку 7 и выгружают из разделителя через патрубки 4 выгрузки. Оставшийся продукт в виде фракций с размером частиц от 2 мм до 5 мм перемещается за счет вибрации в направлении патрубка 3 выгрузки и выгружается из разделителя.
При разделении и отсеве для отделения налипшей фракции размером от 0.071 мм до 1,0 мм от большеразмерных фракций осуществляют подсушку фракций дробленого бетонного лома. Для этого в устройство через патрубок подают горячий воздух, под воздействием которого налипшая на большеразмерные фракции фракция с размером частиц от 0.071 мм до 1,0 мм подсушивается и подается вместе с горячим воздухом на очистку в циклон (устройство центробежного разделения газопылевых потоков).
Далее полученные фракции отсевов дробленого бетонного лома различного гранулометрического состава утилизируют.
Отсев фракций с размером частиц от 0.071 мм до 1,0 мм в виде мелкодисперсного порошка используют в качестве добавки в состав асфальтобетонной смеси для повышения плотности минерального остова.
Совместно с битумом порошок образует структурированную дисперсную систему, которая и выполняет роль вяжущего материала в асфальтобетоне. Также порошок заполняет мелкие поры между более крупными частицами. Таким образом, присутствие порошка из отсева фракций с размером частиц от 0,071 мм до 1,0 мм способствует повышению плотности минерального остова, а следовательно, и повышению плотности асфальтобетона.
Отсев фракций с размером частиц от 0,5 мм до 2 мм утилизируют путем использования в качестве тонкодисперсных наполнителей бетонных смесей в количестве до 30% для производства строительных материалов. При этом себестоимость бетона снижается на 25%.
Отсев фракций с размером частиц от 2 мм до 5 мм утилизируют путем использования в качестве антигололедного средства, которое закрепляется на поверхности снежно-ледяных отложений, повышая коэффициент сцепления. Применять полученную крошку целесообразно на тротуарах, пешеходных дорожках во дворах, парках, скверах и на внутридворовых проездах. В настоящее время в качестве подсыпки используется гранитная крошка, которая является дорогостоящим материалом. Замена ее на отсев дробленого бетонного лома позволит снизить расходы на антигололедные средства.
Отсев фракций с размером частиц от 5 мм до 20 мм утилизируют путем использования при формировании верхних слоев дорожных насыпей, откосов, оснований дорог. Он может использоваться также для укрепления слабых грунтов, когда необходима подсыпка траншей при прокладке инженерных сетей, при подсыпке под автостоянки и асфальтируемые площадки. Отсев фракций с размером частиц от 5 мм до 20 мм добавляется также в количестве 20-40% в состав асфальтобетонных покрытий.
Использование предлагаемого способа утилизации бетонного лома обеспечивает следующие преимущества:
- утилизацию железобетонных отходов и бетонного лома сносимых панельных зданий;
- получение товарного антигололедного материала;
- получение технологического отсева для производства бетонов и других строительных материалов;
- уменьшение объемов встречных потоков нерудных материалов на полигоны захоронения;
- сокращение загруженности городских полигонов и свалок железобетонными отходами и образования несанкционированных свалок;
- улучшение экологической обстановки.