Технология переработки бетонного мусора

Бетон является одним из наиболее широко используемых строительных материалов. Однако вместе с этим ежегодно образуются миллионы кубометров строительного бетонного  мусора. Причем из года в год объемы этого мусора увеличиваются, а не уменьшаются – из-за сноса, перестройки и строительства зданий и различных построек.  Переработка этого огромного количества бетонных отходов является весьма масштабной и важной проблемой. До недавнего времени  единственным способом утилизации и переработки бетонного мусора было дробление отходов – полученный материал используется при строительстве дорог в качестве подстилающего слоя. Еще совсем недавно другого способа решения проблемы не существовало.

Не так давно немецкие специалисты из института Фраунгофера строительной физики (Штутгарт) нашли альтернативное решение масштабной проблемы. Они предложили способ электродинамической фрагментации кусков и обломков бетона и составляющих.   Для выделения различных заполнителей из бетонных и цементных отходов применяются серии очень коротких и очень мощных электрических разрядов. Так, время действия каждого такого ультрамощного импульса не превышает 500 наносекунд, что сравнимо с временем действия электрического разряда молнии.

Надо сказать, что разработка немецких ученых базируется на предложении их российских коллег, которые еще в предвоенные годы проводили активные исследования электродинамической фрагментации. Уже тогда было известно, что диэлектрическое сопротивление твердого тела или жидкости электрическому разряду может меняться в зависимости от времени действия самого электрического разряда. То есть при воздействии ультракоротких и мощных разрядов величина диэлектрического сопротивления воды будет выше,  нежели у какого-либо твердого тела. Таким образом, если твердое тело – например, бетонный обломок – погружено в воду, то при воздействии кратковременным электрическим импульсом заряд пройдет не через воду, а именно через бетонный осколок. Именно на этом открытии основана разработка немецких специалистов. Таким образом, электрический разряд проходит через границу между составляющими бетона – гравием и цементным камнем – поскольку это является путем наименьшего сопротивления. Сначала создаются малые электрические импульсы, которые понижают механические свойства бетонных осколков. После этого генерируется более сильный разряд, и в бетоне появляется своего рода плазменный канал, модность которого увеличивается в тысячную долю одной секунды. В итоге, взрывная сила оказывается весьма большой и она моментально «делит» бетонные осколки на отдельные составляющие.

Немецкие разработчики создали опытную установку, мощность которой составляет до 1 тоны бетонного мусора в час. Исследования будут  продолжаться и дальше – ученые намерены создать установку, которая ежечасно  перерабатывала бы до 20 тонн бетонного мусора. Большая часть составляющих может быть использована «по второму кругу» для производства бетонных конструкций.

Разработка немецких ученых важна также и с точки зрения экологии. Известно, что технология производства цемента сопровождается активными выбросами углекислого газа в атмосферу – так, при производстве одной тонны материала в воздух выбрасывается около 700 килограмм углекислого газа. Таким образом, внедрение новой технологии, позволяющей вторично использовать бетонные и цементные отходы, будет весьма актуальным и может найти широкое применение в современном строительстве.