Кіріспе

Бұзылған бетон құрылыстардан алынған сынықтарды қайта пайдалану – бетонды қайта өңдеу. Қайта өңдеу, сынықтарды полигонға тасымалдауға қарағанда арзан әрі экологиялық тұрғыдан тиімді. Сынықтарды жол қиыршығы, жағалауларды нығайту, тіреу қабырғалары, ландшафтты жақсарту үшін қиыршық ретінде немесе жаңа бетон өндірісінде шикізат ретінде қолдануға болады. Ірі сынықтарды кірпіш немесе плита ретінде пайдалануға болады, сондай-ақ оларды жаңа бетонмен бірге құрылыстарда қолдануға болады, мұндай материал урбанит деп аталады.

Айналмалы экономика

Бетон – ұзақ қызмет ететін және энергияны тиімді пайдаланатын ғимараттар салуға өте жақсы материал. Дегенмен, жақсы жобаланған жағдайда да, адамдардың қажеттіліктері өзгереді және қалдықтар пайда болуы мүмкін. Еуропалық комиссияның 2014/955/EU шешіміне сәйкес, бетон қалдықтар тізімінде 17 (құрылыс және бұзу қалдықтары, ластанған жерлерден қазылған топырақ қоса алғанда) 01 (бетон, кірпіш, плитка және керамика), 01 (бетон) және 17.01.06* (қауіпті заттар бар бетон, кірпіш, плитка және керамика қоспалары мен бөлек фракциялары) және 17.01.07 (17.01.06 тармағында көрсетілмеген бетон, кірпіш, плитка және керамика қоспалары мен бөлек фракциялары) кодтары бойынша қалдық ретінде қарастырылуы мүмкін. 2018 жылы Еуропалық Одақта құрылыс және бұзу жұмыстарынан 371,910 мың тонна минералдық қалдықтар пайда болды деп есептеледі, оның шамамен 4% қауіпті деп саналады. Германия, Франция және Ұлыбритания құрылыс қалдықтарын өндіру бойынша көшбасшы елдердің үштігіне кірді, олардың көрсеткіштері сәйкесінше 86,412 мың тонна, 68,976 мың тонна және 68,732 мың тоннаны құрады. Қазіргі таңдағыда Еуроодақта бетон материалдары үшін қалдықтарды жою критерийлері әлі әзірленбеген. Алайда, түрлі салалар бетон қалдықтарына балама ұсыныстар жасап, оны бетон өндірісі сияқты әртүрлі салаларда екінші шикізат ретінде қайта пайдалануға бағытталған.

Бетонды қайта пайдалану

Блоктарды бастапқы түрінде немесе кішірек блоктарға бөліп қайта пайдаланудың қоршаған ортаға тигізетін әсері тіпті аз, бірақ қазіргі уақытта мұндай нарық шектеулі. Плиталарды қайта пайдалануға және бұзбай ғимараттарды өзгертуге мүмкіндік беретін жақсартылған ғимарат дизайндары осы мүмкіндікті арттыра алады. Қуыс бетон плиталарын бөлшектеу оңай, және олардың ұзындығы әдетте тұрақты болады, бұл оларды қайта пайдалануға ыңғайлы жасайды. Аталған баламаның тиімділігін зерттеу қажет, себебі ауыр бетон бөлшектерін тасымалдаумен байланысты логистикалық мәселелер операцияның қаржылық тұрғысынан тиімділігіне әсер етуі мүмкін, сондай-ақ жобаның көміртегі ізін де арттыруы мүмкін. Сонымен қатар, әлемдік жаңа құрылыс регламенттерінің үнемі өзгеруі құрылыс элементтері үшін жоғары сапа стандарттарын талап етуі мүмкін және ескі элементтердің қолданылуын шектеуі мүмкін, олар қолданыстан шығарылған деп есептелуі мүмкін.

Қолданылуы

Ағын жағалауының эрозиясын азайту үшін қабырғаларда бетон үйінділерінің үлкен бөліктерін (урбанитті) құрылыс тастары ретінде пайдалануға болады. Экологиялық блоктар (эко блоктар) қайта өңделген бетоннан жасалады және тіреу қабырғалары мен басқа уақытша құрылыстар үшін қолданылады, сондай-ақ қауіпті архитектурада да қолданылады. Кішкентай бөліктері жаңа құрылыс жобаларында қиыршық тас ретінде қолданылады. Жолдың ең төменгі қабаты ретінде төсемелік қиыршық салынады, одан кейін жаңа бетон немесе асфальт құйылады. АҚШ Федералдық тас жолдар басқармасы ескі тас жолдардың материалдарынан жаңа тас жолдар салу үшін мұндай техникаларды пайдалана алады. Бетонды жаяу жолдар өз орнында бұзылып, "ұсақтау" деп аталатын процесте асфальт жаяу жолдың негізгі қабаты ретінде пайдаланылуы мүмкін. Ластанушы заттардан тазартылған ұсақталған бетон жаңа бетон жасау үшін шикізат ретінде (кейде табиғи қоспалармен араластырылып) қолданылуы мүмкін. Жақсы сұрыпталған және эстетикалық тұрғыдан тартымды материалдар ландшафтты безендіруге арналған тас және мульча ретінде қолданылуы мүмкін.

Топырақты түзету және тұрақтандыру

Бетон қалдықтарын дұрыс тастамау және өңдемеу топыраққа кері әсер етеді, бірақ дұрыс өңдеу және қайта өңдеу процестерін қолдану арқылы топырақты жақсартуға және тұрақтандыруға болады. Жалпы алғанда, сілтілік белсенді қоспалар катион алмасу, гидратациялық реакциялар және күшейтілген поззоланикалық реакциялар арқылы топырақты жақсартады және тұрақтандырады. Сілтілік белсенді қоспадағы Ca2+ иондары басқа металл иондарымен алмасып, электрлік екі қабаттарды азайтады және флокуляцияны арттырады, бұл топырақты ұсақ түйіршікті және құмды етеді. Сілтілік белсенді қоспалар гидратациялық реакциялар арқылы топырақтағы суды сіңіріп, топырақтағы судың мөлшерін азайту арқылы топырақты жақсартады, сондай-ақ жоғары ылғалдылығы бар жұмсақ топырақты жақсартады. Соңында, топырақтағы судағы кальций оксидінің диссоциациясы электролиттердің концентрациясын және pH деңгейін арттырады, нәтижесінде SiO2 және Al2O3 оңайрақ ериді және позоланикалық реакцияларды ынталандырады. Портленд цементі, ұшқыш күл және әк сияқты материалдар топырақты жақсарту және тұрақтандыру үшін кеңінен қолданылады, сондықтан осы принцип бетон қалдықтарына да қолданылуы мүмкін, өйткені бетон қалдықтары өзі сілтілік белсенді қоспа болып табылады. Жалпы, зерттеулер көрсеткендей, әлсіз топыраққа қосылған бетон қалдықтарының цементтік материалы топырақтың pH деңгейін, Ca2+ мөлшерін және SiO2 және Al2O3-пен позоланикалық реакциялар арқылы әрекеттесе алатын бос Ca(OH)2 мөлшерін арттыратын гидратациялық реакцияларды тудырады, бұл топырақты жақсартады.

Құрылыс материалдарын өндіру

Бетон қалдықтарында мол кремний және біршама алюминий бар, сондықтан оларды геополимерлерді синтездеу үшін пайдалануға болады. Геополимерлік байланыстырғыш метакаолинмен қосылғанда, қажетті кремний, алюминий және кальций мөлшеріне ие материал алуға болады. Қалдық бетоннан жасалған геополимерлік бетон талданды және оның орташа беріктік қажет болатын, жылуды оқшаулайтын, жеңіл бетон және кірпіштер немесе блоктар сияқты қолдануларда пайдалануға болатыны ұсынылды.

Су мен газды тазарту

Асқазанды кальций қосылыстарына бай бетон қалдықтарын сулы ерітінділерден әртүрлі элементтерді алу және қайта өңдеу үшін қолдануға болады. Қалдық бетонды, кәріздік тазарту станцияларында артық лайды кетіргеннен кейін, ағынды сулардан фосфорды сіңіру үшін сорбент ретінде пайдалануға болады. Бетон қалдықтарын арзан газ тазарту құралы ретінде де қолдануға болады. Бұл, бетон қалдықтарының төмен бағалы және көп мөлшерде өндірілуіне байланысты, дәстүрлі газ тазарту агенттеріне қарағанда тиімдірек. Зерттеулер қалдық бетонның NO2, SO2 және фтор газын сіңіруге көмектесетінін көрсеткен.

Сақтық шаралары

Боялған бетонды қайта өңдеуге байланысты, онда қорғасын болуы мүмкін деген алаңдаушылықтар туды. Армия инженерлер корпусының Құрылыс инженерлік зерттеу зертханасы (CERL) және басқа да мекемелер қауіптерді зерттеді де, қорғасынды бояумен боялған бетонды топырақпен жабылғанша, су өткізбейтін жабынсыз толтыру ретінде қауіпсіз пайдалануға болатынына қорытынды жасады. Кейбір тәжірибелер көрсеткендей, қайта өңделген бетон, табиғи құм-қиыршық тастан жасалған бетонға қарағанда, мықтылығы мен беріктігі төмен. Бұл мәселені ұшқынды күл сияқты материалдар қосып араластыру арқылы шешуге болады.