Модифицирование свойств вторичного заполнителя из бетонного лома

В настоящее время по экспертным оценкам наблюдается дефицит качественного крупного заполнителя. Для бетонов все чаще применяют гравийный и вторичный щебень. Дефицит качественного сырья наблюдается на фоне роста количества образующихся отходов от разборки зданий и обновления политики обращения с отходами.

Как установил Б.Г. Скрамтаев [1], прочность заполнителя должна быть на 20% выше прочности цементного камня, что верно не только для ординарных, но и для высококачественных бетонов [2]. Это фактически невозможно для щебня из вторичного бетона в основном из-за накопления внутренних напряжений и дефектов при его дроблении. Также стоит учитывать, что в бетонный лом отправляются демонтированные некачественные конструкции, например, с недобором проектной прочности бетона. В работе был использован именно такой щебень, полученный дроблением бетонного лома на мусорном полигоне. Это устанавливалось по изменению интенсивности окрашивания растертой пробы бетонного лома раствором фенолфталеина. Малиновый окрас пробы (рисунок 1) соответствует водородному показателю pH порядка 11-11,5, что говорит о невысокой степени карбонизации цементного камня, а значит бетонный лом стоит считать относительно «свежим».

В ряде работ [3-5], посвященных утилизации бетонного лома, указано, что наблюдалось некоторое снижение прочности бетона при использовании вторичного щебня вместо высококачественного. Авторы также говорят, что наилучший вариант применения вторичного щебня в бетонах невысокого класса.

В таблице 1 приведены средние значения стоимости гранитного щебня и щебня из бетонного лома (на сентябрь 2025 г. по Центральной России). По приведенным данным видно, что существует экономическая целесообразность не только использования бетонного лома, но и его модификации при разумных дополнительных тратах.

Идея работы заключается в пропитке вторичного щебня (щебня, полученного из отходов дробления бетонных и железобетонных конструкций) неорганическими и органическими составами для повышения его прочности. Прочность предложено оценить маркой щебня по дробимости согласно ГОСТ 8269.0-97.

В качестве пропиточных составов были взяты эпоксидная низковязкая смола, метилметакрилатный (ММА) 3-х компонентный состав, силикат натрия (жидкое стекло) и силикат лития. Вязкость составов оценивалась погружным вискозиметром с диаметром сопла 4 мм. Результаты представлены в таблице 2.

Силикат натрия был разбавлен водой для получения вязкости, близкой к вязкости силиката лития и ММА пропитки.

Пропитка щебня из бетонного лома осуществлялась в гравитационном смесителе. Результаты испытаний приведены в таблице 3. Стоит заметить, что положительный эффект — повышение марки щебня по дробимости — наблюдался не для всех пропиточных составов. Так, при пропитке метилматакрилатным составом дробимость возрастает. Это может объясняться как напряжениями, создаваемыми самим составом при усадке [6]. То есть поврежденный при дроблении щебень оказывается нестоек к дополнительным напряжениям усадки, возникающим при полимеризации ММА. Также на полимеризацию может влиять щелочная среда щебня из лома некарбонизированного бетона.

С другой стороны, повышение марки по дробимости при пропитке раствором силиката натрия — простым и недорогим материалом — позволяет говорить о потенциале выбранного направления модифицирования вторичного щебня. Другие пропиточные составы, а также технологические решения по улучшению процесса пропитки будут рассмотрены в дальнейших работах.

Библиографический список:

1. Скрамтаев, Б.Г. Исследование прочности бетона и пластичности бетонной смеси [Текст] : Диссертация / Центр. науч.-иссл. ин-т пром. сооружений НКТП и Воен.-инж. акад. РККА им. В. В. Куйбышева. — Москва : 1 тип. Трансжелдориздата, 1936. — Обл., 222 с
2. Ю. М. Баженов, В. С. Демьянова, В. И. Калашников. Модифицированные высококачественные бетоны — Москва: Изд-во Ассоц. строительных вузов, 2006. — 368 с.: ил., табл.. ISBN 5-93093-422-3
3. Утилизация бетонного и железобетонного лома / Ш. Ш. Заурбеков, С. А. Ю. Муртазаев, М. С. Сайдумов, М. А. В. Абдуллаев // Экология и промышленность России. -2011. — № 2. — С. 26-28. — EDN PEYWBN
4. Аль-Хаваф, А. Ф. К. Анализ деформативно-прочностных характеристик бетонов, изготовленных с добавлением крупного заполнителя из бетонного щебня / А. Ф. К. Аль-Хаваф, А. И. Никулин // Строительные материалы. — 2020. — № 10. — С. 22-30. — DOI 10.31659/0585-430X-2020-785-10-22-30. — EDN RGSMSH
5. Коровкин, М. О. Использование дробленого бетонного лома в качестве заполнителя для самоуплотняющегося бетона / М. О. Коровкин, А. И. Шестернин, Н. А. Ерошкина // Инженерный вестник Дона. — 2015. — № 3(37). — С. 85. — EDN VHSBIJ
6. Ю. М. Баженов. Бетонополимеры М. : Стройиздат, 1983. — 472 с. : ил. — Библиогр.: с. 462-470 (196 назв.). — Б. ц. — Текст : непосредственный.

Авторы:

М.А. Абрамов1, канд. техн. наук, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
доцент С.В. Самченко1, д-р техн. наук, профессор, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

Источник: Строительное материаловедение: настоящее и будущее : сборник материалов IV Всероссийской научной конференции (г. Москва, 13-14 ноября 2025 г.) / Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, Институт строительства и архитектуры, кафедра строительного материаловедения. — Москва : Издательство МИСИ — МГСУ, 2026. — URL: https://mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr-dostupa/. — Загл. с титул. экрана. — Текст : электронный. ISBN 978-5-7264-3784-2