Printer Friendly

Concrete production using technogenical, constructional and domestic waste/Technogeniniu, statybiniu ir buitiniu atlieku naudojimas gaminant betona.

Ivadas

Betonas--tai universali medziaga, placiai naudojama statyboje. Is technologisko betono misinio galima pagaminti ivairios formos ir matmenu ilgaamziu statybiniu konstrukciju arba betono gaminiu. Reguliuojant betono misinio sudeti, betonui galima suteikti norimu jo savybiu. Betonas yra ekonomiska medziaga, nes didziuma jo turio uzimantys uzpildai dazniausiai ruosiami is pigiu vietiniu zaliavu (Nagrockiene, zurauskiene 2007).

Betonas--dazniausiai naudojama statybine medziaga. Is moksliniu tyrimu rezultatu matyti, kad gamindami betona galime naudoti ivairias atliekas. Jomis galime sekmingai pakeisti naturalius uzpildus ir suteikti betonui ypatingu savybiu.

Dabar atlieku tvarkymas, utilizavimas yra itin aktuali ekologine problema. Siais laikais susidaro daug atlieku, kurios kenkia gamtai. Butina saugoti gamta nuo kenksmingo tiesioginio ar netiesioginio ukines veiklos poveikio. Intensyviai atliekami tyrimai norint betono misiniams naudoti atliekas--tiek technogenines, statybines, tiek buitines.

Dirbtiniams uzpildams gaminti naudojamos pramones atliekos. Organines atliekos--tai dazniausiai medienos pramones atliekos ir zemes ukio gamybos atliekos. Statybinems medziagoms gaminti naudojamos beveik visos akmens uolienos, daug organiniu zaliavu ir pramones gamybos atlieku (Naujokaitis 2006).

Naujokaitis (2007) minejo, jog uzpildai sumazina brangiu risamuju medziagu mase, del to gereja betono technines savybes, t. y. padideja stiprumas, tamprumas, sumazeja deformatyvumas, valksnumas, suteikiama specifiniu savybiu.

Straipsnyje aprasyti bandymu rezultatai, kuriais siekta atliekas naudoti gaminant betona.

Betono misiniams gaminti naudojama susmulkinta padangu guma (Skripkiunas et al. 2007), modifikuotos pjuvenos (Kantautas, Vaickelionis 2000), smulkintos keramines plytos (Bektas et al. 2009; Cachim 2009; De-bieb, Kenai 2008), plastmases atliekos (Zainab, Ismail et al. Al-Hashmi 2008), smulkintas stiklas (Zainab, Ismail et al. 2009).

Sio darbo tikslas--apzvelgti tyrimus mokslininku, kurie savo darbuose tyre atliekas.

Betono misiniu sudetis, zaliavos ir tyrimu rezultatu ivertinimas Tyrejai is Lietuvos naudojo smulkintas gumos atliekas portlandcementiniame betone. Naudotos tokios medziagos:

--gumos atliekos is izopreniniu, butadienstireniniu, butadiennitriliniu ir chlorpreniniu kauciuku, turinciu uzpildu;

--Naujosios Akmenes gamyklos portlandcementis CEM I 52,5R;

--vidutinio stambumo Zatysiu karjero smelis (frakcija 0/4 mm);

--dvieju frakciju (5/8 ir 11/16 mm) granitine skalda;

--Scanflyt-2--velinancio veikimo superplastiklis--gaminamas is modifikuoto melaminu sulfato kondensato. Buvo parinktos ir laboratorijoje sumaisytos trys betono misiniu serijos. Sioje sudetyje skyresi tokie rodikliai:

--vandens ir cemento santykis (v/c 0,7; v/c 0,5 ir v/c 0,3);

--susmulkintu gumos atlieku kiekis--0,5 %, 15 % ir 30 % iprastiniu betono uzpildu uzimamo turio;

--smelio kiekis--dalis smelio buvo pakeista smulkintomis gumos atliekomis.

Atlike bandymus mokslininkai nustate, kad gaminant betono dirbinius susmulkintomis gumos atliekomis galima pakeisti dali iprastinio smelio. Didesnis gumos priedo kiekis (20-30 % smelio turio) betono misinyje su mazesniu vandens ir cemento santykiu mazina jo slanku-ma, taciau ir toki betono misini betono technologijoje galima apdoroti iprastais misinio klojimo ir tankinimo budais. Jei betono misinyje vandens ir cemento santykis v/c didesnis (per 0,5), taip pat jei betono misinyje su nedideliu vandens cemento kiekiu susmulkintu gumos atlieku priedo nedaug (iki 15 % smelio turio), misinio reologines savybes beveik nepakinta.

Mechanines betono su gumos atliekomis savybes (stiprumas gniuzdant ir skeliant), jo tankis priklauso ne tik nuo tokiu atlieku kiekio, bet ir nuo vandens bei cemento santykio misinyje. Todel, norint modifikuoti betono su gumos atliekomis savybes, reikia keisti ne tik siu atlieku kieki, bet ir vandens ir cemento santyki. Gumos atlieku kiekio didinimas betone racionalus tada, kai siekiama gauti nedidelio tankio, didesnio deformatyvumo ir atsparumo salciui betona. Susmulkintos gumos atliekos gerokai sumazina betono tamprumo moduli ir gerina tokio betono strukturos (poringumo) rodiklius. Betonas su gumos atliekomis gali buti naudojamas gaminant betoninius kelius, tiltus ir smugiams bei pleisejimui atsparius, garsa izoliuojancius elementus (Skripkiunas et al. 2007).

Kiti tyrejai is Lietuvos nagrinejo mineraliniu priedu naudojimo galimybe gaminant pjuvenu betona. Naudotos medziagos:

--portlandcementis CEM I 42,5R ir CEM I 32,5;

--trepelis, opoka, iskaitintas molis, dolomitas, klintys, skaluno pelenai, smelis, kalkes ir ivairiu medienos atmainu sviezios pjuvenos (23 %--lapuociu ir 77 %--spygliuociu).

Pjuvenu betono misiniuose hidrauliniai priedai efektyviai sumazina pjuvenose esanciu ekstraktu neigiama itaka risamuju medziagu hidratacijai, todel pjuvenu nereikia papildomai mineralizuoti.

Malta opoka, trepelis, degtasis molis, klintmilciai, dolomitas, skaluno pelenai gali buti naudojami kaip efektyvi pjuvenu betono sudedamoji dalis ir mineralizuojantis priedas.

Pjuvenu betono mineraline sudedamoji dalis (priedai) daro teigiama itaka cementui ristis ir kieteti. Naudojant portlandcemencio ir mineralinio priedo misini, galima gaminti naturalaus kietejimo ir sutinta pjuvenu betona, kurio tankis 750-1200 kg/m , stipris gniuzdant 3-17 MPa. Pjuvenu betono atsparumas salciui ne mazesnis kaip 25-75 ciklai. Pjuvenu betonai pasizymi mazu silumos laidumu, del to sios medziagos tinka mazagabari-tems konstrukcinems termoizoliacinems medziagoms gaminti (Kantautas, Vaickelionis 2000).

Tyrejai is Jungtiniu Amerikos Valstiju smulkius betono uzpildus pakeite smulkintomis keraminemis plytomis. Naudotos medziagos:

--portlandcementis (CEM I);

--upes smelis (minimalus daleliu dydis 0,09 mm);

--susmulkintos keramines plytos (maksimalus daleliu dydis 7 mm).

Jie istyre misinius, kuriuose smeli pakeite 10 %, 20 % ir 30 % smulkintomis plytomis. Naudotu plytu vandens igeriamumas buvo 7 %.

Skiedinio pasklidimo tyrimas parode, kad palyginus gautus duomenis su kontroliniu bandiniu pasklidimas bandiniuose, kuriuose plytu uzpildu buvo 10 %, 20 % ir 30 %, atitinkamai sumazejo 11 %, 23 % ir 32 %.

Po 28 kietejimo paru gniuzdomasis stipris kontroliniu bandiniu ir su 10 % ir 20 % susmulkintu plytu buvo panasus 60-61 MPa. Po 56 kietejimo paru apie 6162 MPa, o po metu--daugiau nei 70 MPa.

Dziustamasis susitraukimas kelia nerima darant betona su poringaisiais uzpildais. Del to istirtas susmulkintu plytu poveikis betonui susitraukti. Buvo paruostas misinys, kurio sudetis: 1350 g susmulkintu plytu uzpildu, 500 g cemento ir 250 ml vandens. Skiediniui, kuriame buvo 10 % susmulkintu plytu, nustatytas didesnis susitraukimas nei skiediniui, turinciam 20 % susmulkintu plytu.

Uzsaldymo ir atsildymo ciklu tyrimo rezultatai parode, kad didziausia atsparuma salciui igyja bandiniai, kuriuose yra 20 % susmulkintu plytu. Po 180 ciklu bandiniu su 20 % smulkintomis plytomis issipletimas yra 0,05 %, o kontroliniu bandiniu--0,53 % (Bektas et al. 2009).

Portugalijos tyrejai, naudodami smulkintas keramines plytas, istyre betono mechanines savybes. Naturalius betono uzpildus jie pakeite smulkintomis keraminemis plytomis. Mokslininkai istyre sviezio ir sukietejusio betono savybes. Susmulkintos keramines plytos buvo paimtos is dvieju vietoviu (zymenys A ir B). Naudotos medziagos:

--portlandcementis (CEM II 32,5);

--smelis (maksimalus daleliu dydis 2,5 mm);

--skalda:

1) 5-10 mm (maksimalus daleliu dydis 10 mm);

2) 10-20 mm (maksimalus daleliu dydis 20 mm);

--smulkintos keramines plytos (A ir B plytu maksimalus daleliu dydis 10 mm).

Visu uzpildu minimalus daleliu dydis yra 0,16 mm.

Svarbiausias keraminiu uzpildu rodiklis yra ju didelis vandens igeriamumas. Tai ypac svarbu ruosiant betona. Penki misiniai buvo paruosti imant skirtinga vandens ir cemento santyki 0,5 ir 0,45. Mokslininkai pakeite smulkintomis plytomis tik 5-10 mm frakcijos uzpildus. Betono sudetis yra pateikta 1 ir 2 lenteleje.

5-10 mm frakcijos uzpildais (zymuo NA-1) pakeistais plytomis (zymenys NA ir NB, plytos is vietoviu, kuriu zymenys A ir B); misiniai AA ir BB su 100 % 10-20 mm frakcijos uzpildais (zymuo NA-2) pakeistais plytomis (zymenys NA ir NB, plytos is vietoviu, kuriu zymenys AA ir BB).

Betono misiniu slankumas, cia v/c yra 0,45 buvo 5 cm, o misinio, kurio v/c yra 0,5-15 cm. Sviezio betono tyrimo rezultatai parode rysku ir akivaizdu tankio mazejima, kai naudoti smulkintu plytu uzpildai. Betono tankio mazejimas buvo 5 % ir 6 % misiniuose, kuriuose v/c yra atitinkamai 0,45 ir 0,50. Kai visi NA-1 uzpildai buvo pakeisti smulkintomis plytomis, gniuzdomasis stipris mazejo (Cachim 2009).

Tyrejai is Alzyro trupintomis keraminemis plytomis pakeite tiek smulkius, tiek ir stambius betono uzpildus. Trupintomis keraminemis plytomis buvo pakeista 25 %, 50 %, 75 % ir 100 % betono uzpildu. Naudotos medziagos:

--portlandcementis (CEM I 32,5);

--naturalus smelis (zymuo NS);

--skalda (zymuo NG);

--smulkintu keraminiu plytu stambieji ir smulkieji uzpildai (zymenys RG ir RS).

Naturaliu ir smulkintu keraminiu plytu uzpildu fizikines savybes pateiktos 3 lenteleje.

Tyrimo rezultatai parode, kad idejus i betona stambiu smulkintu plytu uzpildu gniuzdomasis stipris po 28 kietejimo paru mazeja 10-35 %. Taciau gniuzdomasis stipris mazeja net iki 40 %, kai naudojami stambieji ir smulkieji smulkintu plytu uzpildai. Po 28 kietejimo paru lenkiamasis stipris sumazejo nuo 15 % iki 40 %, kai naudojami stambieji ir smulkieji smulkintu plytu uzpildai (Debieb, Kenai 2008).

Tyrejai is Irako betonui gaminti siule panaudoti plastmasiu atliekas. Trupintomis plastmasiu atliekomis buvo pakeista 0 %, 10 %, 15 % ir 20 % smulkiuju uzpildu. Naudotos medziagos:

--portlandcementis (CEM I);

--smelis (maksimalus daleliu dydis 4,75 mm);

--zvirgzdas (maksimalus daleliu dydis 20 mm);

--plastmases atliekos (surinktos is konteineriu, jos sudaro--80 % polietileno ir 20 % polistireno).

Betono sudetis yra pateikta 4 lenteleje. Smulkintu plastmasiniu atlieku tankis--386,7 kg/m.

Tyrimai parode, jog slankumas mazeja, kai dideja plastmases atlieku kiekis. Sumazejo 68,3 %, 88,33 % ir 95,33 % misiniuose Pl2, Pl3 ir Pl4, atitinkamai. Sviezio betono tankis sumazejo 5 %, 7 % ir 8,7 % betono misiniuose Pl2, Pl3 ir Pl4, atitinkamai. Betono tankis mazeja, kai dideja plastmasiniu atlieku kiekis. Po 28 kietejimo paru maziausioji tankio verte yra 2223,7 kg/m . Visi gniuzdomojo stiprio vertes yra aukstesnes uz minimaliaja verte reikia strukturiniam betonui--17,24 MPa. Betono bandiniuose, i kuriuos neideta plastmasiniu atlieku, gniuzdomasis stipris 43 MPa (Zainab, Ismail et al. 2008).

Tie patys tyrejai is Irako istyre betona su smulkintu stiklu. Jais jie is dalies pakeite 10, 15 ir 20 % smulkuji betono uzpilda. Naudotos medziagos:

--portlandcementis (CEM I);

--smelis (maksimalus daleliu dydis 4,75 mm);

--zvirgzdas (maksimalus daleliu dydis 20 mm);

--smulkintas stiklas (buvo panaudotos buteliu ir langu stiklo atliekos). Smulkinto stiklo tankis -1672 kg/[m.sup.3].

Kontrolinio misinio sudetis--smelio 715 kg/[m.sup.3], zvirgzdo 1020 kg/[m.sup.3], cemento 380 kg/m ir vandens 201 kg/[m.sup.3]. Vandens ir cemento santykis 0,53. Kiti betono misiniai buvo paruosti su tokiu paciu cemento ir zvirgzdo kiekiu ir v/c santykiu. Skyresi tik smelio kiekis, kuris is dalies yra pakeistas 10 %, 15 % ir 20 % smulkintu stiklu.

Slankumo tyrimo vertes pateiktos 5 lenteleje. Didejant atlieku kiekiui slankumas mazeja.

Sviezio betono tankio vertes pateiktos 6 lenteleje. Didejant stiklo atlieku kiekiui tankis mazeja. Betono tankio vertes pateiktos 7 lenteleje.

Lenkiamasis stipris po 28 kietejimo paru sumazejo 3,57 %, 6,96 % ir 11,20 % bandiniuose, kuriuose susmulkinto stiklo 10 %, 15 % ir 20 %, atitinkamai. Atsizvelgiant i tyrimu rezultatus, didziausioji po 28 kietejimo paru gniuzdomojo stiprio verte buvo 45,9 MPa. Toks betono bandinys buvo pagamintas dedant 20 % smulkiu stiklo atlieku (Zainab, Ismail et al. 2009).

Isvados

Ivairiu saliu mokslininku tyrimai parode:

1. Gaminant betona dirbinius smulkintomis gumos atliekomis galima pakeisti dali iprastinio smelio. Jos gerai sukimba su portlandcemencio risikliu (cementine tesla), tvirtai laikosi skiedinineje betono dalyje. Mechanines betono su gumos atliekomis savybes (stiprumas gniuzdant ir skeliant), jo tankis priklauso ne tik nuo tokiu atlieku kiekio, bet ir nuo misinio vandens ir cemento santykio.

2. Naudojant portlandcemencio ir mineralinio priedo misini, galima gaminti naturalaus kietejimo ir sutinta pjuvenu betona, kurio tankis 750-1200 kg/[m.sup.3] ir stipris gniuzdant 3-17 MPa.

3. Tyrimu rezultatai parode, kad idejus i betona stambiu smulkintu plytu uzpildu gniuzdomasis stipris po 28 kietejimo paru mazeja 10-35 %. Taciau gniuzdomasis stipris mazeja net iki 40 %, kai naudojami stambieji ir smulkieji smulkintu plytu uzpildai. Po 28 kietejimo paru lenkiamasis stipris sumazejo nuo 15 % iki 40 %, kai naudoti stambieji ir smulkieji susmulkintu plytu uzpildai.

4. Naudojant daugiau plastmases ir stiklo atlieku, betono savybes blogeja, mazeja tankis ir gniuzdomasis stipris.

Padeka

Dekoju prof. habil. dr. Romualdui Maciulaiciui, dr. Jurgitai Malaiskienei ir doc. dr. Ramunei zurauskienei uz parama rengiant si straipsni.

Literatura

Bektas, F.; Wang, K.; Ceylan, H. 2009. Effects of crushed clay brick aggregate on mortar durability, Construction and Building Materials 23(5): 1909-1914.

Debieb, F.; Kenai, S. 2008. The use of coarse and fine crushed bricks as aggregate in concrete, Construction and Building Materials 22(5): 886-893.

Kantautas, A; Vaickelionis, G. 2000. Modifikuotas pjuvenu betonas [Modified sawdust concrete], Statyba [Civil Engineering] 2(6): 114-120.

Nagrockiene, D.; zurauskiene, R. 2007. Statybines medziagos ir ju gaminiai: mokomoji knyga [Building materials and products]. Vilnius: Technika. 183 p. ISBN 9955-28-094-1.

Naujokaitis, A. 2006. Statybines medziagos. Uzpildai: mokomoji knyga [Building materials. Aggregates]. Vilnius: Technika. 248 p. ISBN 9955-28-020-4.

Naujokaitis, A. 2007. Statybines medziagos. Betonai: mokomoji knyga [Building materials. Concretes]. Vilnius: Technika. 356 p. ISBN 9955-28-209-9.

Paulo, B.; Cachim. 2009. Mechanical properties of brick aggregate concrete, Construction and Building Materials 23(3): 1292-1297.

Skripkiunas, G.; Grinys, A.; Cernius, B. 2007. Deformation properties of concrete with rubber waste additives, Materials science [Medziagotyra] 13(3): 219-223.

Zainab Z. Ismail; Enas A. Al-Hashmi. 2008. Use of waste plastic in concrete mixture as aggregate replacement, Waste Management 28(11): 2041-2047.

Zainab Z. Ismail; Enas A. Al-Hashmi. 2009. Recycling of waste glass as a partial replacement for fine aggregate in concrete, Waste Management 29(2): 655-659.

Marija Vaiciene

Vilniaus Gedimino technikos universitetas El.

pastas marija.vaiciene@st.vgtu.lt
1 lentele. Betono misiniij sudetis, kai v/c santykis 0,45

Table 1. Composition of concrete mixtures when water/concrete ratio
is 0,45

Zaliava Betono misiniai, medziagii kiekis, kg/[m.sup.3]

 NN NA NB AA BB

Cementas 400 400 400 400 400
Vanduo 180 180 180 180 180
Smelis 713 713 713 713 713
NA-1 398 199 199 - -
NA-2 748 748 748 748 748
A plytos - 137 - 274 -
B plytos - - 147 - 293

2 lentele. Betono misinin sudetys, kai v/c santykis 0,50

Table 2. Composition of concrete mixtures when
water/concrete ratio is 0,50

Zaliavos Betono misiniai
kg/[m.sup.3]
 NN NA NB AA BB

Cementas 400 400 400 400 400
Vanduo 200 200 200 200 200
Smefe 693 593 693 693 693
NA-1 386 193 193 - -
NA-2 727 727 727 727 727
A plytos - 133 - 267 -
B plytos - - 142 - 293

Pastaba: pirmoje ir antroje lenteleje: NN-misinys su naturaliais
uzpildais, be smulkintu plytn; misiniai NA ir NB su 50 %

3 lentele. Naturaliu ir smulkintu keraminiu plytu uzpildu fizikines
savybes

Table 3. Natural and crushed brick aggregates physical
properties

Savybes NG NS RG RS

Savitasis tankis (kg/[m.sup.3]) 2822 2987 2232 2496
Piltinis tankis (kg/[m.sup.3]) 1695 1847 1924 1010
Vandens igeriamumas (%) 1,5 1,0 11,5 14,0
Poringumas (%) - - 38,82 59,54

4 lentele. Betono misiniu sudeetys

Table 4. Composition of concrete mixtures

 Zaliavos
Betono Cementas Skalda Smelis
zymuo kg/[m.sup.3] kg/[m.sup.3] kg/[m.sup.3]

[Pl.sub.1] 380 1020 715
[Pl.sub.2] 380 1020 643,5
[Pl.sub.3] 380 1020 607.75
[Pl.sub.4] 380 1020 572

Betono Plastamases Plastamses v/c
zymuo atliekos atliekos %
 kg/[m.sup.3]
[Pl.sub.1] 0 0 0,53
[Pl.sub.2] 71,5 10 0,53
[Pl.sub.3] 107,25 15 0,53
[Pl.sub.4] 143 20 0,53

5 lentele. Betono misinio slankumo vertes

Table 5. Concrete mixtures slumping values

Stiklo atliekos 0 10 15 20
Slankumas, cm 7,50 5,75 5,25 5,00

6 lentele. Sviezio betono tankio vertes

Table 6. Fresh concrete density values

Stiklo atliekos, % 0 10 15 20
Sviezio betono tankis, 2477 2446 2428 2421
 kg/[m.sup.3]

7 lentele. Betono tankio vertes po 28 kietejimo paru

Table 7. Concrete density values after 28 days of the hardening

Stiklo atliekos, % Tankis, kg/[m.sup.e]

0 2400,0
10 2395,9
15 2386,0
20 2382,9
COPYRIGHT 2009 Vilnius Gediminas Technical University
No portion of this article can be reproduced without the express written permission from the copyright holder.
Copyright 2009 Gale, Cengage Learning. All rights reserved.

Article Details
Printer friendly Cite/link Email Feedback
Author:Vaiciene, Marija
Publication:Science - Future of Lithuania
Article Type:Report
Geographic Code:4EXLT
Date:Sep 1, 2009
Words:2429
Previous Article:Investigation into the properties of sintered ceramics from dysna clay and non-plastics additives/Sukepusios keramikos is dysnos radimvietes molio ir...
Next Article:Dependence of strength enhacement on shock front overpressure: the case of RC structures/Gelzbetoniniu konstrukciju slegimo bangos virsslegio ir...
Topics:

Terms of use | Privacy policy | Copyright © 2018 Farlex, Inc. | Feedback | For webmasters