Приложение 10.2. Рециклинг строительных отходов

Приложение 10.2

Рециклинг строительных отходов

В России ежегодно образуется 15-17 млн. т. строительных отходов, 60% которых составляют кирпичные и железобетонные отходы. Темпы роста объемов строительных отходов составляют 25% в год.

Перспективы развития городского строительства и инфраструктуры показывают, что уже сейчас необходимо осваивать и внедрять технологии промышленного рециклинга строительных отходов.

Предлагается готовое решение - технология переработки крупногабаритных бетонов и ЖБИ на технологическом оборудования ДСК-150-1-60.

Дробильно-сортировочный комплекс ДСК-150-1/60 утилизирует строительные отходы (бетон, железобетон и т.п.), с извлечением стержневой /проволочной арматуры, с получением готовых строительных материалов: фракционированного щебня, песка.

Комплект оборудования позволяет производить ключевой строительный материал-щебень, который используется в дорожном строительстве, а также производстве изделий: бетона, железобетона, тротуарной плитки и т.п.

Как показали исследования, бетонный лом успешно перерабатывается в инертные заполнители для новых бетонных составов. Щебень из бетона незначительно уступает по своим характеристикам природному щебню, главным образом в прочностных характеристиках. В целом щебень из бетона удовлетворяет требованиям ГОСТ 8267-93 "Межгосударственный стандарт. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия", что показали исследования проведенные группой ученых МГСУ в 1999 г. На их основе также были разработаны специальные технические условия "Щебень из бетона" (ТУ 5711-001-40296246-99).

Постоянный спрос на вторичный щебень поддерживается со стороны заводов, производящих бетоны, растворные смеси и ЖБИ.

Возможности применения вторичного щебня

Возможности применения вторичного щебня достаточно хорошо изучены ведущими специалистами в области градостроительства и автодорог.

Проведенные опытные работы однозначно показали возможность и экономическую целесообразность широкого применения вторичного из лома бетонов и кирпича в дорожном строительстве при устройстве конструкционных слоев дорожного полотна.

Высокое качество щебня, получаемого при утилизации железобетона, подтверждается лабораторным анализом, проведенным специалистами МГСУ, гигиеническим заключением Минздрава и сертификатом соответствия Москомприроды. Продукция прошла испытания на ГП "РОСДОРНИИ" и соответствует требованиям ГОСТ-8267-93.

В результате около 70% (по массе) продуктов дробления представляет собой щебень с размером куска от 10 до 70 мм, который успешно может быть применен в качестве крупного заполнителя в тяжелых бетонах и для подсыпки дорог. В экспериментах участвовали образцы - "кубы" с ребром 10 см. Их хранили и испытывали в соответствии с ГОСТ 10180-2012 "Межгосударственный стандарт. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам". Результаты экспериментов представлены в таблице 1.

Таблица 1. Сравнительные характеристики основных параметров.

Вид заполнителя	В/Ц	Жесткость, с	Плотность, кг/м3	Прочность на сжатие, МПа
Щебень из дробленого бетона	0,42	5	2410	20,9
Щебень из природного камня	0,41	5	2415	21

На основании результатов проведенных исследований выявлено незначительное отличие в прочностных характеристиках щебня из бетона и природного камня.

В результате переработки бетонов, ЖБИ и кирпича после сортировки основные фракции делятся следующим образом:

70% - вторичный щебень фракции 10-70 мм (сортируется на фракции 10-20, 20-40, 40-70 мм), используется:

- крупный заполнитель для приготовления бетонов

- ЖБИ изделия - блоки ФБС, элементы ливневой канализации, колодцы и пр.

- для подсыпки оснований автомобильных дорог 3 категории (пригородные и междугородние дороги, внутридворовые проезды и пешеходные переходы и пр.)

- для отсыпки обочин дорог

- для отсыпки подъездных дорог и путей

- для укрепления грунтов - отсыпки склонов, насыпей, автостоянок и пр.

- прокладке и ремонте систем водоснабжения и водоотведения,

- как основа ("подушка") под фундаментное основание,

30% - вторичный щебень фракции 1-10 мм используется:

- в виде наполнителя в мелкозернистых бетонах и бетонных изделиях:

- тротуарная плитка

- дорожные бордюры

- лестничные ступени

- ограждения

- элементы декора,

- ландшафтная архитектура

- в качестве заменителя грунта для засыпки фундаментов, котлованов и пр.

Необходимо отметить, что в процессе рециклинга бетонов и ЖБИ имеется доля самой мелкой пылевидной фракции, которую специалисты называют бетонным порошком или "порохом". Применение этой фракции востребовано при приготовлении минеральных добавок в производстве пеногазобетонов и в производстве строительных смесей. Существующие современные технологии позволяют обеспечить полную переработку вторичного щебня в минеральный порошок, который в дальнейшем является основой для приготовления бетонитов, ротбандов и аналогичных дорогостоящих смесей, производство которых только начинает осваивать российская промышленность. Оборудование для такой глубокой переработки вторичного бетона может быть предложено этим же производителем, как вариант дальнейшей диверсификации бизнеса.

Экономика получения вторичного щебня

Как известно, рынок нерудных материалов (щебень, песок) - один из важнейших базовых рынков строительных материалов. На цену щебня значительно влияет стоимость доставки щебня конечным потребителям, которая может в конечном итоге составлять до 50% первоначальной стоимости щебня. В то же время для строительства одного километра дороги III технической категории (пригородный автодороги) требуется песка - 4500 м3, щебня - 2500 м3.

И то, и другое может быть получено от переработки железобетонного лома, без разработки новых карьеров и дальнейшего истощения природных ресурсов страны. Утилизация (рециклинг) строительных отходов не только сократит площадь нелегальных свалок, но и задействует имеющийся в России высокий интеллектуальный и производственный потенциал для развития строительного рынка и в конечном итоге - извлечения дохода.

В результате переработки отходов ЖБИ получают фракционированный заполнитель для бетона по технологии, аналогичной или близкой к той, которую применяют при переработке плотных горных пород при производстве щебня для строительных работ. Энерго затраты при добыче природного щебня в 8 раз выше, чем при получении щебня из бетона, а себестоимость бетона, приготовленного на вторичном щебне, снижается приблизительно на 25%.

Основной задачей при разрушении железобетонных изделий (ЖБИ) является полное отделение арматуры от бетона с целью использования арматуры для переплавки, а щебня и бетонного порошка - для повторного использования.

Наиболее целесообразно использование утилизированных отходов ЖБИ в качестве крупного заполнителя в бетонах низких марок, например, в фундаментных блоках.

Фракцию 5-10 мм можно использовать в виде заполнителя в мелкозернистых бетонах.

Отходы дробления, размер зерен которых менее 1,25-2,5 мм, рекомендуется использовать в качестве кремнеземистого компонента при подборе составов ячеистых бетонов.

Применение дробленого бетона позволяет утилизировать отходы промышленности железобетона и неизбежные отходы на строительной площадке, рационально использовать отслуживший бетон, сохранять земельные угодья, отводимые под свалки, и тем самым охранять природу от загрязнения. Актуальность проблемы утилизации бракованных и появляющихся в результате разборки и реконструкции железобетонных изделий не вызывает сомнений.

Подводя итог, можно заключить: применение вторичного щебня не только возможно, но и экономически эффективно.

Используемое сырье

Основным сырьем, используемым для линии рециклинга ДСК-150-1/60, являются строительные отходы:

- бетонный и железобетонный лом, кирпичная кладка после демонтажных работ при сносе аварийного жилья и производственных объектов, недостроя;

- отслужившие срок дорожные и тротуарные плиты, колодцы, бордюры, столбы освещения;

- опоры контактной сети и ЛЭП после реконструкции путей сообщения;

- заводской брак заводов ЖБИ и ЖБК;

- некондиционные ЖБИ, поврежденные в процессе транспортировки или строительных работ и т.п.

Потребляемая мощность

Суммарная установленная мощность линии рециклинга ДСК-150-1/60 составляет 310 кВт.

Указанная мощность является максимальным показателем мощности в моменты пиковой нагрузки.

Срок окупаемости

Название проекта: организация рециклинга (утилизации) строительных отходов на дробильно-сортировочном комплексе ДСК-150-1/60.

Технологическое решение: Автоматизированный дробильно-сортировочный комплекс ДСК-150-1/60 по переработке строительных отходов.

Срок окупаемости: до 1 года при 100%-ной реализации щебня, песка, металлолома.

Срок производства (от момента подписания договора на поставку оборудования до ввода в эксплуатацию): 4-6 месяцев.

Продукция, являющаяся предметом проекта:

- кубовидный щебень фракции: 5-20 мм, 20-40 мм, 40-70 мм;

- строительный песок 0-5 мм;

- арматура для сдачи в металлолом.

Основные потребители продукции

В число крупных потребителей включены:

- строительные компании;

- дорожные строители;

- заводы ЗЖБИ, ЖБК;

- асфальтобетонные заводы.

- муниципальные предприятия.

Описание дробильно-сортировочного комплекса рециклинга ДСК 150-1/60

Технические параметры технологической линии ДСК-150-1-60 позволяют дробить самые габаритные железобетонные панели без первичной разделки. На переработку в ДСК-150-1-60 поступают строительные отходы в виде железобетонных изделий и фрагментов кирпичных построек. ДСК-150-1-60 дробит и сортирует одновременно, продукты переработки - щебень и песок 0-5, 5-20, 20-40, 40-70 мм и железная арматура для сдачи в металлолом.

Изделие работает следующим образом: загрузка железобетонными изделиями и строительными отходами, предназначенными для переработки, происходит автономно с трех сторон.

Первый поток. Крупногабаритные железобетонные изделия укладываются на колосниковый стол (3Б) прессово-разрушающей машины МПР-1500 (3).

Толкатель МПР-1500 (3А) "двигает" по колосниковому столу железобетонные панели в сторону мощного рычажного гидропресса (3), где происходит эффективное первичное разрушение железобетонных изделий с высвобождением арматуры. После разрушения ЖБ плиты арматура проталкивается толкателем на приемный лоток и далее складируется на приемном столе МПР-1500 (3В). Отделившийся камень просыпается сквозь колосники и поступает на конвейер (8), затем в агрегат сортировки АС-44 (6). Порода 0-70 мм рассеивается по фракциям 0-5 мм, 5-20 мм, 20-40 мм, 40-70 мм, которые отгружаются конвейерами (11).

+70 мм направляется по конвейеру (10) для дальнейшего измельчения в дробилке ДИМ 800К (4). После дробления в ДИМ 800К (4) измельченный бетон по конвейеру (10) направляется на агрегат сортировки АС-44 (6), где происходит рассев по фракциям 0-5 мм, 5-20 мм, 20-40 мм, 40-70 мм, которые отгружаются конвейерами (11).

Второй поток. Среднегабаритные железобетонные изделия размером до 600 мм загружаются в бункер агрегата пластинчатого питателя АПП-10 (2), равномерно подаются в агрегат дробления АДЩ 500 (5). Дробленая порода размером до 130 мм по конвейеру (9) идет в агрегат сортировки АС-44 (6). Порода 0-70 мм рассеивается по фракциям 0-5 мм, 5-20 мм, 20-40 мм, 40-70 мм, которые отгружаются конвейерами (11). +70 мм направляется по конвейеру (10) для дальнейшего измельчения в дробилке ДИМ 800К (4). После дробления в ДИМ 800К (4) измельченный бетон по конвейеру (10) направляется на агрегат сортировки АС-44 (6), где происходит рассев по фракциям 0-5 мм, 5-20 мм, 20-40 мм, 40-70 мм, которые отгружаются конвейерами (11).

Третий поток. Мелкогабаритные строительные отходы (бетон, кирпич, бордюрный камень) размером до 400 мм загружаются в бункер агрегата вибрационного питателя АПВ-08 (1), равномерно подаются по конвейеру (9) в дробилку ДИМ 800К (4). После дробления в ДИМ 800К (4) измельченный камень по конвейеру (10) направляется на агрегат сортировки АС-44 (6), где происходит рассев по фракциям 0-5 мм, 5-20 мм, 20-40 мм, 40-70 мм, которые отгружаются конвейерами (11).

Установленные над конвейерами (9,10) саморазгружающиеся железоотделители ЭМЖС-080/35 (12) улавливают остатки арматуры из потока дробленой породы.

Работа ДСК-150-1/60 осуществляется в автоматическом режиме под контролем оператора из кабин управления (13). Одна из кабин управления предназначена для управления за работой МПР-1500, другая - для управления за работой всего комплекса ДСК-150-1/60.

Управление осуществляется дистанционно, с единого щита пускорегулирующей аппаратуры. Схемой и программой управления комплексом предусмотрено три режима работы комплекса:

- наладка;

- ручное управление;

- полуавтомат.

Все технологическое оборудование проектируется, изготавливается и устанавливается на металлоконструкциях - опорных рамах, что позволяет его быстро монтировать, демонтировать. Под агрегаты не требуется специальный фундамент, оборудование размещается на площадках с твердым покрытием (например, из плит). Оборудование изготовлено из лучших технологичных марок стали с использованием надежных и качественных комплектующих.