|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 стр. из 1 В качестве сырья для производства строительных материалов и изделий, в том числе и бетона, используют золу и золошлаковые отходы, образующиеся в результате сжигания каменного угля на теплоэлектростанциях (ТЭС). Однако объем используемых промышленных отходов пока незначителен — 5–6% от их выхода. По различным данным в отвалах скопилось более 1 млрд. т золошлаковых отходов. Их применение могло позволить произвести колоссальные объемы стройматериалов. Огромен и экологический эффект, получаемый при утилизации отходов.
Использование золы-уноса и золошлаковых отходов ТЭС в керамзитобетоне вместо кварцевого песка снижает его плотность на 40–80 кг/куб. м и позволяет сократить расход цемента на 15–50 кг в расчете на 1 куб. м бетона. При этом повышаются коррозионная стойкость и теплофизические показатели бетона. Применение золы-уноса обеспечивает максимальную экономию цемента (10–25%, в зависимости от вида, качества заполнителей и типа конструкций). Целесообразность создания новых материалов и изделий на базе отходов и выбор вариантов взаимозаменяемости материалов определяется расчетом эффективности капитальных вложений по минимуму приведенных затрат. В связи с тем, что большинство тепловых электростанций европейской части России оборудовано системами гидрозолоудаления, получаемые в них зола и золо-шлаковые смеси (ЗШС) используются в основном как мелкий заполнитель для бетонов в производстве керамзито- и гипсобетона, низкомарочных растворов и бетонов, а также в дорожном строительстве. Для более эффективного использования отходов ТЭС в качестве активной добавки в производстве бетонных, сборных железобетонных строительных деталей и конструкций в последние годы на европейской части России сооружены установки сухого золоотбора. Таблица 1. Влияние золы на прочность тяжелого бетона классов В7,5–В30
При участии профессора М. А. Фахратова использовали золу в бетонах классов В7,5 — ВЗО (табл. 1), приготавливаемых из бетонной смеси подвижностью П-1 на портландцементе М400. Золу вводили в бетон взамен части мелкого заполнителя с одновременной экономией части цемента. Рациональное содержание золы в составе бетона принимали в соответствии с теоретическими положениями физико-химической механики высококонцентрированных дисперсных систем [1, 2] и конкретными характеристиками цемента и золы. Возможность использования золы в бетонах различных классов оценивалась путем испытания образцов-кубов с ребром 10 см на прочность при сжатии в возрасте 1 и 28 суток после тепловой обработки пропариванием, а также в возрасте 28 суток после твердения в нормальных условиях. Проведенные промышленные испытания и производственное внедрение показали, что использование золы в тяжелом бетоне классов В7,5 — ВЗО позволяет экономить 15–16% цемента. При этом в области постоянства водопотребности бетонной смеси ее водосодержание уменьшается на 2–3,5% с повышением прочности бетона на 2–25%, а при расходе цемента 460 кг/куб. м водопотребность бетонной смеси увеличивается на 2% с сохранением прочности бетона на уровне прочности бетона контрольного состава. Таким образом, при использовании золы ТЭС в тяжелых бетонах в зависимости от качества цемента и золы экономится 15–20% цемента без снижения прочности бетона, но наибольший эффект достигается в бетонах низких и средних классов В7,5 — В25 [3, 4, 5]. Опыт работы передовых предприятий демонстрирует, что рациональное использование золошлаковых отходов позволяет изготавливать широкий ассортимент тяжелых и ячеистых бетонов, легких заполнителей, вяжущих и других материалов. За счет их широкого применения сокращается объем использования природного сырья, экономятся цементный клинкер и топливно-энергетические ресурсы. Анализ данных в литературных источниках показывает, что среди факторов, влияющих на коррозию арматуры и бетона с использованием зол и ЗШС, основными являются следующие: Исследования доказывают, что правильный подбор состава бетона позволит обеспечить первоначальную пассивность арматуры в бетоне. Дальнейшая ее сохранность будет определяться проницаемостью бетона, толщиной защитного слоя до арматуры и условиями эксплуатации конструкций. В настоящее время проблема снижения потребления цемента и энергетических ресурсов в строительной индустрии, а также интенсификация производства бетона и сборного железобетона при сохранении или улучшении проектных свойств в изделиях и конструкциях связаны с использованием некоторых минеральных добавок в чистом виде или в комплексе с химическими. В качестве минеральной добавки и вяжущего вещества для бетона наиболее эффективны доменные гранулированные шлаки, обладающие способностью к самостоятельному гидратационному твердению. Анализ состояния проблемы использования минеральных добавок к вяжущим веществам для бетона показал, что этот класс добавок, являющихся в основном вторичным сырьем (доменные гранулированные шлаки, золы и золошлаковые смеси ТЭС), позволяет получать многокомпонентные системы с определенными эксплуатационными характеристиками, а также способствует созданию безотходных технологий и улучшению экологического состояния окружающей среды. Однако многокомпонентные цементы характеризуются в основном пониженной прочностью (на 1–2 марки), что сдерживает широкое использование минеральных добавок в производстве бетона и сборного железобетона. Важным резервом повышения эффективности использования тонкомолотых доменных гранулированных шлаков в производстве бетона и железобетона является применение шлаков с оптимальной дисперсностью, имеющей функциональную зависимость от дисперсности цемента. Введение в бетон тонкомолотого шлака в количестве 40–60% вместо эквивалентной части цемента позволяет получать бетоны, прочность которых в 1,5–2 раза выше прочности бетонов на промышленно изготовленных цементах. Бетоны с добавкой шлака характеризуются повышенной сульфатостойкостью, удовлетворительной морозостойкостью и рядом других положительных свойств. Более высокая эффективность использования тонкомолотых доменных гранулированных шлаков в бетонах достигается при их комплексном применении с химическими добавками (суперпластификаторами, пластификаторами и ускорителями твердения). Такая технология использования тонкомолотого шлака позволяет получать плотные бетоны марок 500–800 с расходом клинкерного компонента в пределах 200 кг/куб. м, что обусловлено проявлением эффекта упорядочения структуры при твердении многокомпонентных систем с низким водосодержанием. Технологию использования тонкомолотого доменного гранулированного шлака внедрили на заводе стройматериалов и заводе крупных деталей Тульской области. В процессе внедрения была выпущена и испытана опытная партия изделий (дома серии 111-83). В состав тяжелого бетона класса В15 вводился тонкомолотый доменный шлак в количестве 20–70%. Все составы бетона готовились с добавкой суперпластификатора С-3 0,4% от массы цемента. Использовался портландцемент марки 400 (ГОСТ 10178-85) Михайловского цементного завода с содержанием доменного шлака 20%. Тепловлажностная обработка бетона осуществлялась по режиму 3+3+6+2 час. при температуре изотермического прогрева 85–90 0С. Результаты испытаний образцов бетона с тонкомолотым доменным шлаком приведены в таблице 2. Таблица 2. Результаты испытаний образцов бетона с тонкомолотым доменным шлаком
Результаты испытаний показывают, что за счет использования грубодисперсного доменного гранулированного шлака снижается расход цемента до 40% с одновременным повышением прочности на 8%, а при использовании тонкодисперсного шлака экономится 60–70% цемента при одновременном повышении прочности бетона до 50%. Грубодисперсный шлак получали на действующей помольной установке в однокамерной шаровой мельнице по замкнутому циклу завода стройматериалов Тульской области, а тонкодисперсный на Косогорском цементном заводе. Тонкомолотый шлак выпускается в соответствии с ТУ 21-20-61-85 «Шлак молотый для производства шлакощелочного вяжущего». Его дисперсность должна составлять 300+15 кв. м/кг, однако в настоящее время она находится на уровне 210–240 кв. м/кг. Увеличение дисперсности шлака до оптимальной величины 420–470 кв. м/кг можно осуществить использованием при помоле шлака суперпластификатора С-3.
Дата: 25.03.2008 А. А. Кальгин, М. А. Фахратов "СтройПРОФИль" 2 (64)
«« назад Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации! |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||