Утилізація залізобетону, кліщові ножниці
СОДЕРЖАНИЕ: Головна проблема при зносі великих будівельних споруд. Вживання мобільних дробарок для підвищення ефективності і швидкості робіт. Області вживання вторинного бетонного щебеня. Опис технології утилізації бетону і залізобетонних виробів, види модулів.Міністерство освіти та науки України
Національний університет водного господарства та природокористування
Кафедра будівельних, дорожніх, меліоративних машин та обладнання
Реферат
На тему:
«Утилізація залізобетону. Кліщові ножниці»
Виконав:
Студент 3-го курсу МЕФ
Групи ОХВ-31
Скачук М.
Перевірив:
Нікітін В.Г.
Рівне – 2009
Головною проблемою при зносі великих будівельних споруд завжди були і поки що залишаються зруйновані залізобетонні конструкції, вірніше будівельне сміття, утворене в результаті проведення демонтажу будівель. На сьогоднішній день питання утилізації залізобетону і будівельних відходів залишається актуальним у звязку з кількістю несанкціонованих звалищ, що росте, що у свою чергу пояснюється переповнюванням існуючих майданчиків для будівельного сміття. Останнім часом в Україні активними темпами проводиться будівництво нових обєктів різного призначення. Нові будівлі зводяться на місці старих, підлягаючих зносу, що робить проблему зростання обєму будівельних відходів глобальнішої. Відходи, що утворюються після демонтажу споруд, транспортують для поховання на спеціальні території, а часто просто звалюють в не призначених для цього місцях. Уберегти великі площі від утворення на них полігонів з шкідливим сміттям можна при вживанні сучасних технологій демонтажу будівель і використовування будівельного сміття як вторинний матеріал.
В результаті переробки – рециклінгу – утворюється вторинний щебінь, придатний для подальшого використовування в будівництві, дорожньому господарстві, впорядкуванні територій.
Вторинний щебінь, який ми одержуємо в результаті дроблення залізобетону, за якістю не поступається первинному щебеню. Разом з арматурною сталлю, вторинний щебінь повторно включається в оборот і може використовуватися для насипання тимчасових доріг, засипки котлованів і боліт, на будмайданчиках, а також для пристрою підстав під фундаменти і тимчасових майданчиків для роботи важкої будівельної техніки.
Наявність спеціалізованої техніки дозволяє проводити рециклінг будівельних відходів безпосередньо на обєкті. Вживання мобільних дробарок підвищує ефективність і швидкість робіт, скорочуючи витрати на транспорт і поховання відходів. Дробильний комплекс обладнаний власним дизельним двигуном і магнітним сепаратором, що відділяє залізо. Результат механічного дроблення залізобетону: - вторинний щебінь (87%), - відсів (10%), - залізо (3%).
Як відбувається процес рециклінгу, завдяки якому бетон знов використовується в будівництві? Спочатку, на місці демонтажу конструкції, будівельні відходи, 40% яких це залізобетонний лом, що зявилися, розбираються і сортуються за допомогою екскаваторів. Дуже великі шматки залізобетону екскаватори розбивають гідромолотом або розрізають гідроножницями на шматки поменьше. Після цього матеріал, що вийшов, вантажать в самоскиди і перевозять на підприємство, яке переробляє будівельні відходи. Але існує більш зручний варіант переробки, що дозволяє одержувати вторинний щебінь безпосередньо на будівельному майданчику – рециклінг в дробильно-сортувальній установці.
Якщо розглядати такий спосіб утилізації залізобетону з погляду економічної вигоди, то можна зрозуміти наскільки він дозволяє економити засоби. При рециклінгу немає потреби перевозити будівельні відходи з одного місця на інше. Саме це і дозволяє не допускати додаткових витрат. Процедура утилізації залізобетону економить і на отриманні дозволу на поховання сміття на звалищі, що є обовязковою умовою адміністрації звалища. Якщо уламки від демонтажу металоконструкцій, утилізували за допомогою переробки прямо на місці, то необхідність вивозити їх, просто відпадає. Звичайно покупці битої цеглини, вторинного щебеня і інших відходів приїжджають на місце демонтажу споруди на своєму автотранспорті і своїми силами вивозять все, що їм необхідно.
Варто помітити, що там, де проводився знос споруд, завжди передбачається нове будівництво, при якому буде необхідний щебінь. Рециклінг будівельних відходів на місці їх початкового знаходження дає можливість економити у тому числі і на покупці будівельних матеріалів. Це пояснюється тим, що перероблені матеріали коштують набагато дешевше нових. При проведенні утилізації залізобетону на місці демонтажу, вторинний щебінь для нового будівництва вже знаходиться в тому місці, де він потрібен, тобто безпосередньо на місці будівництва – це також дозволяє економити.
Значна кількість будівельних обєктів житлового і промислового комплексу України була побудована в 60-х роках минулого століття. Залізобетон, що є основним будівельним матеріалом цих обєктів, вже вичерпав свій ресурс. На сьогоднішній день дуже актуальні питання утилізації і повторного використовування матеріалів від розбирання, як житлових будівель, так і промислових споруд.
Вторинне використовування залізобетону бачиться доцільним унаслідок подальшого використовування сталевої арматури і грубозернистого заповнювача.
Некондиційні і пошкоджені бетонні і залізобетонні вироби, конструкції і вироби, що відслужили свій термін, одержані при демонтажі будівельних обєктів, відходи виробництва будівельних матеріалів після переробки перетворюються на будівельний щебінь вторинного походження по ГОСТ 25137-82 і арматурну сталь.
Області вживання вторинного бетонного щебеня
· облаштування щебеневих підстав під підлоги і фундаменти будівель;
· під асфальтобетонні покриття доріг всіх класів;
· як крупний заповнювач в бетонах міцністю 5...20МПа;
· при виробництві бетонних і залізобетонних виробів;
· при відсипанні тимчасових доріг;
· при підсипаюча під всі види тротуарних доріжок;
· при підсипаюча під автостоянки і асфальтовані майданчики;
· для заміни грунту при засипці;
· під фундаментну підставу;
· в ландшафтній архітектурі.
Комплекс призначений для переробки некондиційних залізобетонних виробів (плит) і бетонних відходів виробництва в щебінь з попутним витяганням арматури на металолом.
Основними стадіями переробки некондиційного залізобетону є:
· руйнування некондиційного залізобетону (мазкі до 500) на установці з пресом до розмірів не більше 200 мм з тим, що вивільняється арматури;
· фракціонування на гуркоті;
· подрібнення крупних шматків на дробарці.
Опис технології утилізації бетону і залізобетонних виробів
Крупногабаритні залізобетонні плити, завантажуються на стіл преса краном, кран-балкою або іншим механізмом. Панель або фрагмент виробу необхідно обвязати стропами, щоб укласти на стіл. Видалення арматури можна проводити тим же автокраном для подальшої утилізації.
Первинне руйнування залізобетонних виробів з тим, що вивільняється арматури відбувається на установці з пресом. Установка має нерухомий колосниковий стіл, а виріб переміщається уздовж столу до пресу і відбувається руйнування конструкції на шматки до 200 мм
Шматки зруйнованого бетону потрапляють на конвейєр із спеціальною стрічкою, яка має захист від можливого пошкодження шматками арматури. Над конвеєром встановлюється залізовідділювач для збору арматури, що залишилася.
Далі шматки бетону розміром 0-200 мм за допомогою похилого конвеєра подаються на агрегат з гуркотом, де відбувається розсівання на необхідні фракції.
Крупні шматки поступають в дробарку для вторинного подрібнення, після чого повертаються на гуркіт для фракціонування.
Установка має нерухомий колосниковий стіл, а виріб переміщається уздовж столу до пресу, що руйнує виріб. Максимальні габарити виробів, що переробляються, 12 х 1,5 х 0,6 м.
Зусилля преса 1600 кН. Руйнування відбувається циклічно смугами шириною до 200 мм на всю ширину панелі, що переробляється.
Прес установки має гідравлічний привід робочих органів
Продуктивність залежить від характеру некондиції, що переробляється. При переробці неармірованих бетонних відходів вона складає 15 тонн в годину, а при переробці некондиційних залізобетонних виробів - 10 тонн в годину. Продуктивність складається з часу, що затрачує на завантаження робочого столу і безпосередньо процесу руйнування некондиційного залізобетону.
Конструкція комплексу передбачає можливість демонтажу і транспортування його окремими частинами; не вимагає складних фундаментів і приямків. Для монтажу комплексу, як правило, достатньо мати вирівняну забетоновану або з укладеними дорожніми плитами майданчик.
Склад комплексу: установка по переробці ЖБІ, залізовідділювач, дробарка, гуркіт, агрегат управління, конвеєри.
До теперішнього часу в будівництві і інших видах промисловості існує проблема, повязана з руйнуванням негабаритних (крупногабаритних) твердих масивів (залізобетонних і бетонних підстав, фундаментів і опор, перекриттів і стін будов, камяних монолітів, порід і т. п.) а також утилізація залізобетонних і бетонних конструкцій, ДСЬК, що виготовляються, і що використовуються в цивільному і промисловому будівництві. Сьогодні в Росії і за рубежем в цих цілях використовують в основному методи руйнування за допомогою копрів, вибухових речовин, а також ресилтінгу - механічного дроблення, установки для якого випускаються в головним чином в Німеччині і у Фінляндії. Крім дорожнечі, всі ці методи відрізняються значної метало-, енергоємністю і екологічно небезпечні.
Разом з тим відомо, що при створенні в рідинах електрогідравлічних і інших ефектів виникають інтенсивні процеси руйнування занурених в них твердих тел. Унаслідок своєї нестискуваної рідина передає виникаючий в розрядних каналах тиск на значні відстані з порівняно малими втратами, а парогазові порожнини розрядних каналів у воді і кавітація створюють високошвидкісні струмені рідини викликають могутні руйнуючі деформації - тріщіноутворення, відкол, дроблення. Нижче приводиться опис установок, заснованих на вказаному принципі, для утилізації і руйнування твердих промислових і побутових відходів і конструкцій, відмінних від існуючих підвищеною екологічністю, енерго- і металоємністю, а також відсутністю після переробки відходів, що вимагають повторної утилізації або поховання.
Розробниками установки є авторський колектив з ведучих фахівців країни, що мають більше 30 літній досвід наукової, практичної і винахідництва діяльності в області розрядної техніки.
За допомогою електророзряду в товщі залізобетонного виробу, зануреного у ванну з технічною водою, формуються крізні циліндрові канали. Після заповнення каналів водою повторні електророзряди викликають в тих же каналах вибухове підвищення температури і тиску, що супроводжується генерацією циліндрових ударних хвиль, що навантажують бетон з утворенням радіальних тріщин і вдколом бетону під дією розтягуючих напруг, що виникають при віддзеркаленні ударних хвиль від голих поверхонь руйнованого виробу. Одночасна генерація множинних пробоїв, розподілених на деякій площі, істотно усилює процес дроблення бетону через взаємодію руйнуючих ударних хвиль багатьох джерел (каналів пробою). Повторні електророзряди повідомляють обламанням бетону додаткові радіальні швидкості, що приводить до подальшого дроблення бетону, супроводжуваного очищенням від нього практично непошкодженої арматури і утворенню щебеню, дрібнозернистого бетону і практично чистого гравію.
В даний час відпрацьовані всі параметри і режими роботи електричних пристроїв, необхідні для розробки і створення досвідчено-промислової установки для будь-яких видів утилізованих виробів, а також вимоги до необхідного стандартного і нестандартного устаткування, електричні схеми його підключення.
Установки для утилізації бетону можуть бути виконані як в стаціонарному (для ДСЬК, пунктів і полігонів по утилізації ЖБ конструкцій), так і в мобільному виконанні. Для досвідчено-промислового зразка мобільний варіант (автотранспортні засоби, же. д. платформа) представляється більш переважним як через необхідність менших витрат і часу на його виготовлення, так і з позиції проведення демонстраційних заходів. У свою чергу, мобільна установка може бути виготовлена в двох варіантах: перший - єдиний мобільний комплекс, що включає енергетичну установку і робочий реактор (ванну з рідиною і утилізованим виробом), встановлені на одній єдиній основі (автомобільний напівпричіп, же. д. платформа і т.п.); другий - розміщення силової установки у вигляді мобільного універсального енергетичного комплексу в 40 футовому (наприклад) контейнері, встановлюваному або на автотранспортному, або на ж.д., або на іншому шасі, і мобільного комплексу на аналогічних шасі з універсальним робочим реактором для розміщення в ньому широкого асортименту утилізованих виробів. На користь другого варіанту виступає і та обставина, що крім утилізації залізобетону, мобільна силова установка може бути використана також для руйнування (утилізації) автомобільних шин, органічних твердих відходів і матеріалів, для чого знадобиться тільки модернізація мобільної системи реактора (теоретичні і експериментальні можливості чого повністю підтверджені). З урахуванням цього, пропонується створення дослідно-експериментальної установки з наступними характеристиками:
Енергетичний модуль
· амплітуда імпульсів генератора, кВ- 300-500
· тривалість імпульсу, мкс- не більше 10
· число електродів, шт. - 6-12
· енергія імпульсу, кДж- не більше 30
· витрата електроенергії на 1 куб.м. руйнованої конструкції, кВт.год - 0,6
· продуктивність без урахування навантажувально-розвантажувальних робіт, куб. м./час - не менше 20
· ступінь дроблення бетону, мм (при повному звільненні непошкодженої арматури) - 3-100 мм
· розміри модуля - не більш розмірів стандартні 20-40 футових контейнерів
· вага модуля - не більше 5 тонн
Робочий модуль
· утилізовані ж. б. вироби - всі стандартні плити не більше 3 на 12 метрів при товщині від 20- 80 см.
· габарити модуля - не більш габаритів стандартного напівпричепа панелевоза.
· маса (без урахування напівпричепа) - не більше 3 тонн
· напруга живлення - 380 В, 50 Гц.
· настановна потужність - 2 квт/час
Якнайменше ефективними з вживаних в даний час є машини ударної дії, що скоюють роботу руйнування і дроблення будівельних конструкцій (з деформацією арматури) за рахунок ударної дії при направленому падінні баби - ударника вагою до 30 тонн, підйом якого виконується електричним або механічним приводом в баштових і кранах копрах.
Більш ефективні механічні млини і грохоти, виконуючі розлом і дроблення в результаті безперервних ударних і труть дій, що супроводжуються руйнуючими напругами вигину, зсуву і кручення (перемелювання). Як правило, це стаціонарні громіздкі механічні системи вагою від 10 і вище за тонни вартістю від 300 000 доларів США до декількох мільйонів доларів США. Наприклад, що випускається в Німеччині і Фінляндії устаткування цього класу продуктивністю до 30 куб.м в годину важить більше 15 тонн і призначене тільки для стаціонарної установки. Його вартість складає від 300 до 800 тисяч доларів залежно від ступеня дроблення бетону. При цьому металева арматура підлягає утилізації тільки як металолом. Слід зазначити, що при загальному ресурсі цих установок 7-8 років, ресурс ріжучих (що дроблять) інструментів, що становлять до 30 % вартості установки, не перевищує 2-3 місяці, після яких необхідна їх заміна. При цьому, витрати на утилізації конструкцій на таких установках обходяться більш ніж в 7 кВт на 1 куб.м. (крім зарплати 5 чіл. обслуговуючого персоналу, амортизації устаткування і запасних частин).
Пропонована установка аналогічної потужності має ресурс більше 30 років і при вазі не більше 8 тонн і вартості (в серії) близько 150 тисяч доларів США забезпечує витрати на переробку 1 куб.м. конструкцій 0,6 кВт, що в 10 разів ефективно в порівнянні з діючими системами. При цьому установка обслуговується всього 2-мя операторами, а заміна окремих елементів, ціна яких складає частки відсотка загальної вартості, здійснюється не частіше за один разу в декілька років експлуатації. Крім цього важливо, що продукти утилізації є 100% товарним продуктом повністю підлягаючим поверненню в господарський оборот. Пропонована установка має зворотне водопостачання і практично безшумна, екологічно чиста.
Кліщові ножниці
Використані джерела
1. Інтернет
2. Журнали