Исследованиями и практикой установлена эффективность введения сухих пылевидных зол при изготовлении бетонных и растворных смесей в качестве активных минеральных добавок и микронаполнителей.
Бетонные смеси с золами обладают большей связностью, лучшей перекачиваемостью, меньшим водоотделением и расслоением. Бетон имеет при этом большую прочность, плотность, водонепроницаемость, стойкость к некоторым видам коррозии, меньшую теплопроводность.
Наиболее эффективны как активные добавки в бетонах кислые золы, не обладающие вяжущими свойствами; их пуццоланическая активность проявляется во взаимодействии с цементным вяжущим. В зависимости от этой характеристики по отношению к конкретному цементу, водопотребности и удобоукладываемости бетонной смеси, условий и длительности твердения удается существенно сократить расход цемента.
Оптимальное содержание золы (кг/м3), составляет для бетонов: пропариваемого - около 150; нормального твердения - 100. В соответствии с известными рекомендациями применение 150 кг золы-уноса на 1 м3 тяжелого бетона классов В7,5-ВЗО позволяет сэкономить 40-80 кг цемента. В бетонах, подвергаемых тепловой обработке, применение золы дает возможность экономить до 25% цемента.
Значительный практический опыт применения золы-уноса в бетонах накоплен в гидротехническом строительстве. В настоящее время доказана эффективность замены 25-30% портландцемента золой-уносом для бетонов внутренних зон массивных гидротехнических сооружений и 15-20% для бетона в подводных частях сооружений. В ряде случаев обоснована целесообразность увеличения содержания в гидротехническом бетоне золы-уноса до 50-60% от массы цемента. При замене золой до 40% цемента при их совместным измельчением прочность бетона через 28 сут близка, а через 60 сут практически равна прочности бетона без добавки.
Впервые в 1961 г. произведена опытно-производственная укладка бетона с добавкой 15-20% золы-уноса в тело плотины Братской ГЭС. Было уложено около 5000 м3 бетона с золой, который по основным физико-механическим характеристикам не отличался от бетона без добавки золы.
При строительстве Днестровского гидроузла введение в вяжущее 25% золы не снизило прочностные показатели гидротехнического бетона в возрасте 180 сут и позволило повысить коэффициент эффективности использования цемента.
В настоящее время все шире применяется зола-унос в производстве сборных железобетонных конструкций. Сухую золу вводят в бетон классов В7,5-В40 в количестве до 20-30% от массы цемента. Однако при чрезмерном содержании золы возможно вспучивание поверхности пропариваемых изделий.
Одной из существенных характеристик золы как активной минеральной добавки в бетон является ее гидравлическая активность. Традиционными методами она определяется по способности зол поглощать известь из известкового раствора, а также проявлять вяжущие свойства в сочетании с гидратной известью. Ускоренным методом определения активности зол является микрокалориметрический метод, в соответствии с которым активность золы определяется по величине теплоты ее смачивания в полярных и неполярных жидкостях, учитывая коэффициент гидрофильное™ и ряд других параметров.
Требования к золам, как к активным минеральным добавкам в бетонную смесь, обусловлены физико-химическим механизмом их влияния на процессы твердения и структурообразования бетона. Гидравлическая активность зол, как и других веществ пуццоланового типа, в значительной мере обусловлена химическим взаимодействием входящих в них оксидов кремния и алюминия с гидроксидом кальция, выделяющимся при гидролизе клинкерных минералов, с образованием гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. Гидратации зол способствует их стекловидная фаза, кристаллическая фаза в этом процессе практически инертна. Химическая активность зол непосредственно связана также с их дисперсностью.
По современным представлениям прочность цементов и бетонов с добавкой золы зависит от толщины затронутого химическими процессами поверхностного слоя зольной частицы.
Положительному влиянию золы на структурообразование бетона способствует также «эффект мелких порошков», расширяющих свободное пространство, в котором осаждаются продукты гидратации, что ускоряет процесс твердения цемента.
Действующие нормативные документы разрешают применять золу-унос в качестве добавки для приготовления бетонов сборных и монолитных конструкций зданий и сооружений, кроме конструкций, эксплуатируемых в средах со средней и сильной агрессивностью.
В зависимости от области применения золу подразделяют на виды: I - для железобетонных конструкций и изделий; II - для бетонных конструкций и изделий; III - для конструкций гидротехнических сооружений. В пределах отдельных видов дополнительно выделяют классы золы для бетонов: А - тяжелого; Б - легкого.
Удельная поверхность золы класса А должна быть не менее 2800 см2/г, а класса Б - 1500-4000 см2/г. Остаток на сите № 008 для золы класса А не должен превышать 15% по массе. По химическому составу к золе предъявляют требования, указанные в табл. 3.13. Влажность золы сухого отбора должна быть не более 3%.
Для применения в бетонах образцы из смеси золы и цемента проверяют кипячением в воде на равномерность изменения объема.
Подбор составов бетона с добавкой золы заключается в определении такого соотношения компонентов, включая золу, при котором требуемые свойства бетонной смеси и бетона достигаются при минимальном расходе цемента. В бетонной смеси зола выполняет роль не только активной минеральной добавки, увеличивающей количество вяжущего, но и микронаполнителя, улучшающего гранулометрию песка и активно влияющего на процессы структурообразования бетона. Учитывая полифункциональный характер зольной добавки, введение ее лишь взамен части цемента или части песка не позволяет решить задачу оптимизации составов.
Уменьшение расхода цемента при введении золы-унос прежде всего целесообразно при «излишней активности» цемента, т. е. в тех случаях, когда марка применяемого цемента выше рекомендуемой. При применении золы ТЭС допускается снижение минимальной типовой нормы расхода цемента для неармированных бетонных изделий до 150 кг/м3, а для армированных железобетонных - до 180 кг/м3. Суммарный расход цемента и золы при этом должен быть соответственно не менее 200 и 220 кг/м3. Количество золы назначается пропорционально требуемому проценту снижения «излишней активности» цемента.
Введение золы-унос в оптимальном количестве не повышает во-допотребность бетонных смесей, что объясняется оплавленностью и относительно правильной формой зерен. При высокой дисперсности золы и незначительном содержании в ней несгоревшего угля удо-боукладываемость смеси повышается. Пластифицирующий эффект золы повышается при наличии в бетонной смеси мелкого заполнителя с недостаточным количеством тонких фракций.
Ряд исследователей считают, что шарообразные частицы золы могут рассматриваться как твердые «шарикоподшипники» в смеси, они аналогично пузырькам эмульгированного воздуха при использовании воздухововлекающих добавок оказывают пластифицирующее действие на бетонную смесь.
Повышение дисперсности зол и снижение их водопотребности могут быть достигнуты отбором их из последних полей электрофильтров или помолом, разрушающим входящие в них органоминеральные агрегаты .
Введение золы-уноса способствует снижению водоотделения бетонной смеси . Пластифицирующая и водоудерживающая способность золы обусловливает перспективность ее применения в литых бетонах.
Бетонные смеси с оптимальной добавкой золы имеют достаточно высокую жизнеспособность и пригодны для транспортирования на дальние расстояния.
Влияние золы на прочность бетона зависит от ее свойств и дисперсности, содержания и химико-минералогического состава цемента, возраста и условий обработки бетона. Для оценки влияния золы на прочность бетона введено понятие ее «цементирующей эффективности», которое характеризуется коэффициентом Кц э.
Цементирующая эффективность золы-уноса характеризует количество цемента в кг. заменяемое без снижения прочности бетона 1 кг золы. Установлено, что подобно известному в технологии бетона правилу цементно-водного (или водоцементного) отношения, констатирующему однозначную связь данного параметра с прочностью бетона, справедливо правило приведенного Ц/В.
Определив значение (Ц/В)пр и задав оптимальное содержание золы с известным значением Кц э, можно найти требуемое (Ц/В) золосодер-жащих бетонов и проектировать их составы.
Большинство исследователей отмечают положительное влияние повышения дисперсности золы на прочность бетона. Установлено, что активность золы существенно повышается при доведении размеров ее частиц до 5-30 мкм. Произведение удельной поверхности золы на содержание в ней стекловидной фазы близко к коэффициенту К в формуле Фере, с которым прямо пропорционально связана прочность бетона. В соответствии с формулой Фере прочность бетона на сжатие в возрасте 28 сут:
где Vu - объем цемента; VB - объем воды; А - объем воздуха.
Исследовав прочность растворов из цементов, полученных смешиванием клинкера и золы, измельченных до значений удельной поверхности 2500-6400 и 3000-8000 см2/г соответственно, М. Венюа установил необходимое соответствие между гранулометрическим составом золы и тонкостью помола клинкера. Наиболее значительно повышение дисперсности золы сказывается на прочности бетона в раннем возрасте.
По сравнению с раздельным помолом лучшие результаты получены при совместном измельчении цемента и золы. Совместный помол позволил обосновать возможность получения трехкомпонентного вяжущего (35% цемента - 25 золы - 40 шлака), прочность которого при сжатии составляет через 60 сут - 84, при растяжении - 90% прочности бетона на цементе без добавок.
Значительный эффект от повышения дисперсности наблюдается после тепловлажностной обработки бетона, которой к 28-суточному возрасту ослабляется.
Характерно, что влияние дисперсности золы на прочность бетона проявляется заметно сильнее, чем цемента. Это обусловлено пластифицирующим эффектом тонких фракций золы на бетонные смеси, несмотря на возможное при этом увеличение нормальной густоты золосодержащих элементов. Домол даже малоактивных зол до 4000- 5000 см2Д позволяет сэкономить 20-30% цемента без снижения класса бетона. Более целесообразным является мокрый домол, при котором золу не подсушивают и достигается более высокая дисперсность.
В ранние сроки твердения (до 28 сут), особенно при введении гру-бодисперсной золы, прочность бетона снижается, хотя и не пропорционально количеству добавки, затем наблюдается выравнивание, а иногда и более высокая прочность в бетонах с зольной добавкой.
Для достижения высокой прочности золосодержащих бетонов определенное значение имеет химико-минералогический состав клинкера. В раннем возрасте росту прочности бетона способствует повышенное содержание в клинкере щелочей, ускоряющих химическое взаимодействие золы и цемента; в более позднем - для проявления пуццолановой реакции золы предпочтительнее цементы с повышенным содержанием алита, которые при гидролизе образуют повышенную концентрацию Са(ОН)2.
Прочность золосодержащего бетона, пропаренного при 95 °С, на 12-15% превышает прочность бетона, пропаренного при 80 °С. Повышение температуры позволяет на 1-2 ч сократить время тепловой обработки.
Для бетонов с добавкой золы характерен сравнительно интенсивный рост прочности в поздние сроки твердения. По данным японских исследователей, прочность при сжатии бетонов, содержащих 190 и 240 кг/м3 цемента и 30%-ную добавку золы в 10-летнем возрасте, соответственно в 1,44 и 1,43 раза превышает прочность бетона в возрасте 3 мес. Отмечается возможность и более интенсивного роста прочности при сжатии. При испытании кернов из бетонного дорожного покрытия, в котором 30% цемента заменено золой, наблюдалась прочность при сжатии 37 МПа через 3 мес и 61 МПа - через 9,5 лет.
Из данной таблицы видно, что в период 28-180 сут интенсивность роста прочности при сжатии золосодержащих бетонов примерно такая же или выше, чем у бетонов, не содержащих золу.
В некоторых работах отмечается, что при длительном твердении интенсивно растет прочность золосодержащих бетонов не только при сжатии, но также при растяжении и изгибе. Образцы в виде стержней и брусков, вырезанных из опытной бетонной кладки, показали прочность при изгибе золосодержащих бетонов через 3 мес. - 80, а через 10 лет - 150% прочности контрольного бетона. У бетонов с золой, так же как и с другими активными минеральными добавками, более высокое отношение прочности на растяжение к прочности на сжатие.
Представляет интерес влияние на прочность бетона добавок ускорителей твердения, в частности хлорида кальция. В одной из работ отмечается, что введение 1,2-1,5% хлорида кальция от массы смешанного вяжущего позволило увеличить прочность золосодержащего бетона в 7-суточном возрасте на 18-25%, а в возрасте 28 сут - на 10- 15%.
Замещение части цемента золой приводит к уменьшению усадочных деформаций бетона, которое проявляется при снижении водопотребности бетонной смеси. Уменьшение усадки объясняется тем, что зола адсорбирует из цемента растворимые щелочи и образует устойчивые, нерастворимые алюмосиликаты.
Зола способствует повышению сульфатостойкосги цементных бетонов так же, как и другие активные минеральные добавки. Результаты 10-летних испытаний показали, что бетон, содержащий зольный цемент, более стоек к воздействию морской воды даже по сравнению с бетоном на шлакопортландцементе.
Наиболее значительное улучшение сульфатостойкости отмечалось для бетонов на портландцементе с высоким содержанием С3А. Наилучшие результаты отмечены для бетонов при введении зол с наибольшим содержанием Si02 + А1203, т. е. наиболее кислых по химическому составу. Незначительно отражается добавка золы на стойкости бетона к углекислой, общекислотной и магнезиальной агрессии.
По рекомендациям НИИЖБ при использовании в бетонной смеси реакционноспособных заполнителей, содержащих опал, халцедон, кремниевые сланцы, вулканические туфы и т. п., зола может быть применена лишь в том случае, если суммарное содержание щелочных оксидов в вяжущем в перерасчете на Na20 будет не более 0,6% по массе. В золах сухого отбора обычно содержится 1-5% щелочных оксидов, использование их в смесях с реакционно-способными заполнителями возможно при добавке в практически бесщелочные цементы. В то же время ряд исследований показал, что замещение цемента всеми видами золы уменьшает взаимодействие между щелочами и заполнителями. Верхний допустимый предел возможного суммарного содержания щелочных оксидов в цементно-зольном вяжущем рекомендуется 1,5%.
Снижение расхода цемента при введении в бетонную смесь золы приводит к уменьшению тепловыделения бетона и его разогрева в начальный период. Детальные исследования применения зольных цементов в гидротехнических бетонах показали, что тепловыделение в бетоне на цементах с 25% золы Иркутской и Красноярской ТЭЦ на 15-25% ниже тепловыделения бетона на цементе без добавок.
Введение в состав цементов или непосредственно в бетонные смеси значительного количества минеральных добавок для уменьшения тепловыделения оправдан лишь в тех случаях, когда они не вызывают повышения водопотребности. К таким добавкам, наряду с доменным шлаком, относится зола. При использовании золы-унос наблюдается 50%-ное уменьшение экзотермии твердеющего бетона в возрасте 28сут.
В мировой практике гидротехнического строительства имеется множество примеров, когда введение золы положительно сказалось на термической трещиностойкости массивных бетонных сооружений. При укладке бетонной смеси с добавкой 15% золы от массы вяжущего, например, на строительстве Братской ГЭС разогрев бетона в блоках был примерно на 6 °С ниже, чем без добавки.
Зола, как и другие активные минеральные добавки, при умеренном содержании в бетонной смеси повышает водонепроницаемость бетона. Это объясняется гидравлическими свойствами зол и повышением плотности бетона. Значительно повышает водонепроницаемость введение в бетон воздухововлекающей добавки СНВ и хлористого кальция. Наиболее эффективным оказалось совместное введение двух добавок. Водонепроницаемость бетона в этом случае повышается уже в возрасте 28 сут до W12.
К отрицательным последствиям введения золы в бетонную смесь можно отнести снижение стойкости к истиранию и кавитации.
Добавка золы в бетон не рекомендуется при производстве работ в осенне-зимний период методом «термоса», так как она замедляет твердение бетона при низких температурах. При строительстве в районах с жарким и сухим климатом уход за бетоном, имеющим в своем составе золу, должен быть более длительным, чем в районах с умеренным климатом.
Как и другие гидравлические добавки, зола-унос снижает морозо-и воздухостойкость бетона. В бетонах морозостойкостью F50 и выше или подвергаемых попеременному увлажнению и высушиванию возможность применения золы устанавливается специальными исследованиями. Снижение морозостойкости бетона можно компенсировать введением воздухововлекающих добавок.
Степень снижения морозостойкости бетонов при введение в них зол различна и зависит от их характеристик. К значительному разбросу основных физико-механических свойств бетона, в том числе и морозостойкости, приводит неоднородность состава и свойств золы-уноса.
Результаты долгосрочных испытаний показали, что при использовании золы не должно возникать особых опасений из-за коррозии стальной арматуры, если соблюдены общие требования, предъявляемые к проектированию и изготовлению железобетона.
Испытания бетонов длительными нагрузками показали, что введение золы значительно снижает ползучесть бетона. Так, при испытании в течение 240 сут ползучесть бетона с добавкой золы-уноса оказалась на 34,5% ниже показателя контрольного бетона. При введении добавки ПАВ деформации ползучести золосодержащих бетонов мало отличаются от деформаций бетонов без золы. После испытаний бетона с ЛСТ в течение 300 сут ползучесть при отсутствии добавок золы составила 59,2 Ю-5 и 59,5 10~5 при 20% золы.
Исследованиями выявлено, что золы снижают коэффициент линейного температурного расширения растворной части бетона в воздушно-сухом состоянии, приближая его к значениям, которые характерны для заполнителей. Так, при температуре 20 °С коэффициент линейного расширения для обычных растворов равен 8,8, растворов с 25% золы и добавкой ПАВ - 5,8, гранита - 3,8. Эти данные показывают, что введение золы в бетон должно повышать его термическую трещиностойкость в условиях нагревания и охлаждения.
Вследствие сравнительно невысокой водопотребности бетонных смесей замена до 20% цемента золой практически не отражается на усадочных деформациях бетона при твердении его на воздухе.
Накоплен положительный опыт по применению литых золосодержащих бетонных смесей в монолитных тонкостенных железобетонных конструкциях. В состав бетона вводят 100-150 кг/м3 золы и пластифицирующую добавку. Бетоны из литых смесей с добавкой золы имеют достаточно высокие физико-механические свойства, а конструкции из них - хорошее качество поверхности. Пластичность бетонных смесей благодаря введению в их состав золы существенно увеличивается.
Типовая технологическая линия по производству бетонной смеси с добавкой золы-уноса (3.5) включает приемное устройство, склад, расходный бункер и дозатор. Золу доставляют железнодорожным транспортом в вагонах типа «Хоппер». Возможна ее доставка и другими специальными транспортными средствами.
После разгрузки золы сжатый воздух подается в емкость для аэрирования и создания необходимого давления, а также в смесительное отделение для образования воздушной среды определенной расчетной концентрации. Взрыхленная сжатым воздухом аэрированная зола поступает под действием разности давлений в смесительную камеру, откуда по транспортному трубопроводу - на склад. Рабочее давление сжатого воздуха на входе трубопровода пневмосистемы зависит от концентрации золы-уноса и дальности подачи.
С помощью распределительного устройства, входящего в комплект установки, золу-унос распределяют по сил осам. Для очистки воздуха, выходящего из силосов, предусмотрены фильтры и циклоны, под которыми установлены пылесборнйки. Пыль отсасывается и транспортируется на склад. При помощи струйных или камерных насосов зола подается в бункер-осадитель, установленный в надбункерном отделении бетоносмесительного узла, а затем в расходные бункеры.
Механизмы тракта подачи золы выключаются автоматически по сигналу указателя уровня, установленного в расходном бункере. Нео-севшая зола вместе с воздухом попадает в циклоны, где смесь вторично очищается и осаждается. Из дозатора зола подается непосредственно в бетоносмеситель. Воздух, поступающий в приемное устройство и струйный насос, проходит масловодоочистку. При использовании неочищенного воздуха зола налипает на стенки трубопроводов и вся система выходит из строя.
Таким образом, для хранения, транспортировки и дозирования золы сухого отбора применяют, в основном, такие же технологическое оборудование и транспортные средства, что и для цемента.
Строительные растворы. Золу применяют в качестве компонента строительных растворов, в котором сочетаются свойства минеральной добавки, пластификатора и микронаполнителя. Зола улучшает пластичность и водоудерживающую способность растворных смесей, свойства затвердевших растворов. При применении в растворах тонкодисперсных зол, отбираемых с последних полей электрофильтров, существенно снижается расход вяжущих. Применение золы как добавки рационально при получении эффективных растворов для каменной кладки и возведения стен из крупноразмерных элементов. Однако растворы с добавкой золы не следует применять в зимнее время в связи с замедленным темпом их твердения при пониженной температуре.
В строительных растворах применяют как сухую золу, так и золу гидроудаления.
В цементных растворах оптимальное содержание золы рекомендуется 100-200 кг/м3, при этом в «тощих» малоцементных растворах оно составляет 80-125% массы цемента, в более «жирных» - 40-50%. При расходе цемента более 400 кг/м3 введение золы в состав раствора малоэффективно. Тонкодисперсная зола-унос может применяться взамен части цемента и песка. Крупнодисперсную золу рационально применять вместо части песка без изменения расхода цемента.
При применении золы-уноса в цементных растворах необходимый расход цемента обычно снижается на 30-50 кг/м3 при одновременном улучшении удобоукладываемости растворной смеси. Перерасход цемента при полной замене песка золой устраняется добавкой небольшого количества известкового теста.
При полной замене песка золой повышаются деформации усадки во времени и деформации при попеременном увлажнении и высушивании. Они в 2-3 раза выше, чем у цементно-песчаных растворов.
В цементно-известковых растворах золой можно заменять часть цемента, извести или песка. При этом экономится до 30-50 кг цемента и 40-70 кг известкового теста на 1 м3 раствора без ухудшения удобоукладываемости и прочности.
Цементно-известково-зольные растворы характеризуются весьма низкой расслаиваемостью. Их применяют так же, как и растворы, без добавки золы, в основном для кладки надземных частей зданий.
В известковых растворах применением золы-уноса возможно снизить на 50% расход известкового теста без понижения прочности и ухудшения других свойств. При замене 50% извести удвоенным по массе количеством золы-уноса достигается не только экономия извести, но и повышается прочность раствора. Без применения цемента на известково-зольном вяжущем можно получать растворы марки М25 и выше.
Подбор составов золосодержащих растворов производят в два этапа. Вначале определяют расход составляющих раствора в килограммах на 1 м3 без добавки золы, а затем уточняют его, учитывая введение золы, предполагая при этом, что средняя плотность раствора увеличивается на 20-40 кг/м3, а водопотребность растворных смесей не изменяется.
Технология приготовления растворов с добавкой золы состоит из дозирования исходных компонентов по массе и перемешивания затем их в растворосмесителях в течение 3-5 мин до получения однородной смеси.
Золу можно использовать и в различных отделочных составах. Например, для шпаклевки внутренних поверхностей на стройках в массовых масштабах применяют так называемую «беспесчанку», представляющую собой гипсовое тесто с замедлителем схватывания. Замена золой 30 - 50% гипса не только не ухудшает качество этой шпаклевки, но даже несколько сокращает расход замедлителя.
Золу применяют в цементных растворах, служащих для заделки трещин в железобетонных конструкциях, в том числе и массивных. При этом определяющее значение имеют хорошая перекачиваемость растворов, их связность, стабильность свойств во времени, уменьшение водоотделения и сегрегации (расслоения). Зола, используемая в таких растворах, должна иметь определенные ограничения по крупности: остаток на сите 45 мкм должен составлять от 12,5 до 30%; для замоноличивания крупных полостей, выработок и т. п. можно применять золу, характеризующуюся остатком на сите 45 мкм, доходящим до 60%.
Ячеистые бетоны. Шлаковые и зольные вяжущие, как показал многолетний опыт, с успехом могут заменять в производстве ячеистобе-тонных изделий известково-кремнеземистые и известково-цементные вяжущие. Молотые топливные шлаки и пылевидные золы позволяют также заменить тонкодисперсный кварцевый песок в составе ячеисто-бетонных изделий. Наряду с автоклавной технологией при применении шлакозольных вяжущих повышенной активности представляется возможным получение ячеистых бетонов в условиях пропаривания при атмосферном давлении. В композиции с портландцементом применение высокодисперсных зол и шлаков способствует твердению ячеистых бетонов и без тепловой обработки.
Зола и золошлаковые смеси в производстве ячеистых бетонов могут использоваться как в сухом виде, так и в виде шлама
На основе бесклинкерных и малоклинкерных шлаковых вяжущих при мокром и сухом помоле, как установлено в МИСИ им. В.В. Куйбышева, возможно получение ячеистых бетонов с прочностью при сжатии 8-12 МПа при плотности 1000-1200 кг/м3, 6-9 МПа при 800-1000 кг/м3, 4-5,5 МПа при 600-700 кг/м3 и 1-2,5 МПа при плотности 300-500 кг/м3. Верхние значения прочности относятся к ячеистым бетонам, изготовленным на основе высоко- и среднекаль-циевых гранулированных шлаков, а также на основе кислых гранулированных шлаков и золы-уноса с добавкой 50-75 кг/м3 портландцемента.
Замена тонкомолотого известково-песчаного вяжущего известко-во-шлаковым или зольным позволяет снизить расход извести 2- 3 раза.
Для производства безавтоклавных газозолошлаковых бетонов желательно применение цемента с повышенным содержанием активных минералов - алита и трехкальциевого алюмината. При изготовлении автоклавных ячеистых бетонов возможно применение цементов с пониженной активностью, в том числе шлакопортландцемента и пуц-цоланового портландцемента.
Ячеистый золобетон является разновидностью ячеистых бетонов, в которых зола выполняет роль кремнеземистого компонента. По сравнению с обычным кремнеземистым компонентом - молотым кварцевым песком - зола обладает более высокой реакционной способностью, требует значительно меньших (а при достаточной дисперсности вообще не требует) затрат на измельчение и позволяет получать ячеистый бетон меньшей средней плотности. Недостатки золы как кремнеземистого компонента следующие: меньшее, чем в кварцевом песке, содержание Si02; наличие несгоревшего топлива и нестабильность химического состава. Технологические требования к золе, применяемой в ячеистых бетонах, таковы: содержание стекловидных и оплавленных частиц должно составлять не менее 50%, несгоревших частиц бурого угля - не более 3%, каменного - не более 5%; удельная поверхность 3000-5000 см2/г; набухание в воде не должно превышать 5%.
С применением золы-уноса выпускается пока примерно 10% общего объема производства ячеистобетонных изделий, причем значительную часть от этого количества составляют изделия, изготовляемые на базе сланцевой золы. Эффективное использование сланцевой золы обусловлено ее химико-минералогическим составом (свободный оксид кальция - 15-25%, клинкерные минералы - 10-15%, ангидрит -7-10%, активное стекло -30-35%), а также комплексом технологических приемов, в результате которых обеспечивается гидратация свободного оксида кальция в виде пережога до автоклавной обработки (тонкий помол золы, литьевой способ формования и выдерживания сырца при повышенной температуре в условиях, исключающих большие температурные перепады). Сланцевая пылевидная зола должна содержать оксид кальция в количестве не менее 35%, в том числе свободного СаО - не менее 15-25%, в ней недопустимо более 6% S03 и 3% (К20 + Na20).
Ячеистые бетоны с применением золы в основном выпускают в виде газозолобетонов со средней плотностью 400-1200 кг/м3. Из них изготавливают теплоизоляционные изделия, панели, блоки и плиты для наружных стен, покрытий, межэтажных перекрытий и внутренних перегородок (3.7).
Самым распространенным способом формования ячеистых золо-бетонов является литьевой, когда в формы заливается смесь, содержащая 50-60% воды. Основные недостатки литьевого формования: недостаточная газоудерживающая способность смеси; неоднородная плотность изделий по высоте; медленное твердение; повышенная влажность изделий после тепловой обработки и большая усадка.
Более приемлемой для производства газобетона является комплексная вибрационная технология, позволяющая за счет эффекта разжижения смеси при вибрации в процессе перемешивания и формования уменьшить количество воды затворения на 25-30%. При этом по сравнению с литьевым способом прочность газобетона возрастает на 15-25%, а усадочные деформации снижаются на 25-30%. Армирование ячеистой структуры газобетона волокнами асбеста, минеральной ваты и другими волокнами способствует снижению усадки и повышению трещиностойкости бетона. Эффективно введение в состав ячеистобетонных смесей крупного пористого заполнителя - шлаковой пемзы, керамзита, аглопорита и др., а также применение смесей с добавками поверхностно-активных веществ.
Прочность ячеистых золобетонов при сжатии составляет 0,5- 15 МПа при средней плотности 400-1200 кг/м3, а морозостойкость достигает 150 циклов. Ячеистые золобетоны на цементе имеют значительно большую стойкость, чем на извести. Негативной особенностью золобетонов является их способность к высокому сорбционно-му увлажнению, вызываемому значительной микропористостью золы. Они отличаются также большей чувствительностью к циклическому увлажнению и высушиванию, чем кирпич или тяжелый бетон. Для защиты от агрессивного воздействия атмосферы на изделия из ячеистых золобетонов наносят различные покрытия.
Экономическая эффективность ячеистых золобетонов обусловлена заменой золой песка, уменьшением в 1,2-1,5 раза расхода известкового вяжущего по сравнению с известково-песчаным и сокращением примерно в 2 раза капитальных вложений на добычу и переработку исходного сырья.
Разработана технология получения золощелочных ячеистых бетонов для устройства теплоизоляции в гражданских, общественных и промышленных зданиях. В результате проведенных исследований был получен ячеистый бетон на жидком стекле и каустифицированном содовом плаве. В качестве исходных материалов использовались зола-унос Ладыженской ГРЭС и растворимый силикат натрия. Образцы ячеистого бетона изготавливались по литьевой технологии путем смешивания золы-уноса с щелочным затворителем с последующим введением в смесь порообразователя, в качестве которого использовалась водная суспензия алюминиевой пудры. Для эмульгирования алюминиевой пудры применялись сульфанол, хозяйственное мыло. Скорость вспучивания ячеистой смеси регулировалась путем добавления едкого натра, а время схватывания - добавкой извести. Изделия из ячеистого бетона подвергались сушке при температуре 60-80 °С в течение 6-10 ч. После сушки образцы приобретают водостойкость и прочность 40-60% от марочной. При хранении в сухом состоянии прочность ячеистого бетона имеет тенденцию к возрастанию.
Для приготовления ячеистого бетона использовался каустифици-рованный содовый плав, полученный путем варки при 80-90 °С содового плава и известкового молока плотностью 1,2 г/см3. Для регулирования интенсивности взаимодействия алюминиевой пудры со щелочным компонентом в состав порообразователя вводили гидрофобные вещества (отработанное машинное масло, олеиновую кислоту), пластификатор ЛСТ, минеральный порошок. Было установлено, что в отличие от ячеистых бетонов на жидком стекле, оптимальные условия твердения бетонов на каустифицированном плаве создаются при тепловлажностной обработке.
Сегодня не секрет, что при изготовлении бетонных смесей производители применяют сухую золу в виде пыли. А для чего? Что именно этот отход в прямом смысле слова дает бетону?
Бетоны, имеющие в своем составе золу, менее расслаиваются при транспортировке на объекты, обладают большей подвижностью и слабой водопроницаемостью.
Наиболее применяемыми являются сухие золы, т.к. они не обладают вяжущими свойствами. Их активность дает о себе знать, взаимодействуя с цементным вяжущим. И от того, каким образом зола взаимодействует с цементом бетона и самой бетонной смесью, удается значительно уменьшить расход цемента в производстве. Для иллюстрации можно привести такие цифры: если при изготовлении бетона класса В10-В30 применять 150 кг золы на каждый 1 м3 смеси, то можно сэкономить 40-80 кг цемента! А если бетон обрабатывают в тепловых условиях, то использование золы экономит 25% цемента!
А в гидротехнических сооружениях еще более потрясающий эффект - введение золы заменяет до 50% цемента!
Если мы заменяем цемент золой до 40% цемента, то при их совместном измельчении прочность бетона через 28 суток близка к обычной прочности бетона (без добавки).
Во время возведения Братской ГЭС (60-е годы) была произведена первая укладка бетона (5000 м3!) с добавкой 15-20% золы. А в Днестровском узле в вяжущее ввели 25% золы, и это не повлияло на прочность сооружения в целом, только увеличив эффективность использования цемента.
А за что «любят» бетоны золу?
За одно из важнейших ее характеристик - гидравлическую активность. Стандартно она определяется по способности золы поглощать известь из известкового раствора. Сегодня используют также т.н. микрокалориметрический метод. Его суть в том, что активность золы определяется по величине теплоты ее смачивания в жидкостях.
С чем связана гидравлическая активность? Прежде всего с химическими реакциями входящих в нее оксидов кремния (SiO2) и алюминия (Al2O3) с гидроксидом кальция, с образованием гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. При гидратации формируется т.н. стекловидная фаза золы.
Зола имеет несколько классификация в целях ее рационального использования: в зависимости от конструкций, в которых она используется, в зависимости от вида бетона, для которого она служит добавкой и т.д.
В чем состоит задача при подборе состава бетона с добавкой золы? Необходимо определить такое соотношение компонентов (и золу тоже), при котором нужные свойства бетона можно достичь при минимальном расходе цемента. Это и есть главная задача вообще использования каких-либо добавок: уменьшить расход цемента. А в случае с золой, в смеси она не просто добавка, она еще и микронаполнитель, который улучшает структурообразование бетона. Также вам будет интересна облицовка цоколя гранитом.
В каких случаях более разумно стремиться к уменьшению расхода цемента при введении золы? Тогда, когда марка используемого цемента больше рекомендуемой. Нормы дают предельные значения снижения типовой нормы расхода цемента в различных конструкциях. Количество золы при этом назначается пропорционально значению этой нормы.
Введение правильного количества золы, основанного на расчете по справочным формулам, позволяет существенно снизить водоотделение бетона и сделать его более устойчивым для транспортировок на дальние расстояния.
Немного об углях.
В России существует несколько крупных угольных бассейнов.
Кузнецкий угольный бассейн (Кемеровская область) является одним из самых крупных угольных месторождений мира. По качеству угли разнообразны и относятся к числу лучших углей. В глубоких горизонтах угли содержат: золы 4—16 %, влаги 5—15%, фосфора до 0,12%, летучих веществ 4—42%, серы 0,4—0,6%; обладают теплотой сгорания 7000—8600 ккал/кг (29,1—36,01 МДж/кг); угли залегающие вблизи поверхности, характеризуются более высоким содержанием влаги, золы до 30% и пониженным содержанием серы.
Восточно-сибирские угли
Иркутский угольный бассейн расположен в южной части Иркутской области.
Хакасские угли
Минусинский угольный бассейн, расположен в Минусинской котловине (республика Хакасия). К наиболее крупным из них относятся Черногорское и Изыхское угольное месторождение. В бассейне преобладают каменные длиннопламенные угли с теплотой сгорания 31-37 МДж/кг. Содержание серы редко превышает 1%. Угли относятся к среднезольным, при этом максимальная зольность (11-29,7%) характерна для углей Изыхского месторождения, минимальная (6,6-17,8%) - для углей Бейского месторождения.
Канско-Ачинский угольный бассейн
Находится в Красноярском крае, бассейн обладает наиболее значительными запасами энергетического бурого угля, добывающегося в основном открытым способом.
Зольность в среднем составляет 7 — 14%, теплотворная способность 2800 — 3800 ккал/кг, малосернистые.
Экибастузский угольный бассейн (Казахстан) является одним из самых значительных по запасам и занимает первое место в мире по плотности угля: на площади 62 квадратных километра запасы угля оцениваются в 13 миллиардов тонн или 200 тонн на один квадратный метр. А по добыче угля открытым способом является одним из наиболее перспективных районов в мире. Зольность каменных углей, поступающих в Россию на предприятия энергетики, достигает 40-50%. Основные потребители угля из этого басcейна находятся на Урале.
В зависимости от степени углефикации (метаморфизма) существуют бурые угли, каменные угли и антрациты. Самая низкая теплота сгорания у бурых углей, а самая высокая — у антрацитов. Наиболее выгодное отношение цены и удельной теплоты сгорания имеют каменные угли. Угли марок Д, Г и антрациты находят свое применение, как правило, в котельных, т.к. они могут гореть без поддува. Угли марок СС, ОС, Т применяются для получения электрической энергии, т.к. они имеют большую теплоту сгорания, но сжигание данного вида углей связано с определенными технологическими сложностями, которые оправданы лишь в случае необходимости использования большого количества угля. В черной металлургии используются обычно марки Г, Ж, для производства сталей и чугуна.
В зависимости от вида угля, его месторождения, места и способа сжигания на выходе получается совершенно разная зола.
Золы, получаемые из бурых углей Канско-Ачинского бассейна, имеют очень большой потенциал в строительной отрасли, так как содержат в себе большое количество (до 40-50%) зольного вяжущего. Вяжущее, выделенное из буроугольной золы почти идеально подходит для производства всего спектра легких и особо легких бетонов: пенобетоны, газобетоны и т.д.
Единственным минусом зольного вяжущего является наличие свободного кальция, который служит миной замедленного действия. Не удалив свободный кальций вы рискуете получить саморазрушающиеся строительные материалы, удаление свободного кальция происходит путем добавления 1% раствора CaCl2. Также в буроугольной золе содержится магнетит до 3-5%, применяемый в качестве наполнителя для особо тяжелых бетонов, либо как сырье для металлургии. Оставшиеся из бурогольной золы продукты имеют ценность песка, несгоревший уголь может быть направлен на повторно в котел.
"Times New Roman"">
6 Отправьте заполненную таблицу мне на E — mail png1604@ gmail. com или на сайте в комментариях и я проконсультирую Вас по данному вопросу, как в каждом конкретном случае оптимально с наименьшими затратами может использоваться зола уноса при производстве товарного и ячеистых бетонов.
Я не стал очень подробно освещать эту тему и глубоко «влезать» в теорию, потому что не всем она может оказаться нужной (в силу разным причин, в том числе после ответа на тестовые вопросы), да и после заполнения этой таблицы, возникнут разные варианты дозировок и их нужно рассматривать более детально в каждом конкретном случае, но я отвечу на все вопросы тем кому это покажется интересным и нужным и кто решил использовать эти технологии в практических целях.
В следующей статье посвященной этой тематике мы рассмотрим уже более сложную технологию использование отходов ТЭЦ при сжигании углей, это золошлаковые отходы (ЗШО), это конечно уже более сложные процессы и в какой то мере уже частично будут затратные. Но этих отходов скопилось на ТЭС сотни миллионов тонн и самое главное они бесплатные, так что заверяю Вас будет чрезвычайно интересно и очень полезно.
Уважаемые бетонщики! Кстати приобрести золу уноса можно в фирме ООО "ЭнергоЗолоРесурс", вот их сайт зшм.рф — кстати и цены у них вполне приемлемые. Да и к тому же у них есть опытные технологи бетонщики, которые помогут Вам подобрать нужные составы бетона с золой для разных классов бетона.
Уважаемые коллеги , для многих из Вас эта информация может быть очень важной . Я разместил на сайте несколько статей, под общей рубрикой «Сделай своими руками. Советую с ними познакомиться по ссылкам расположенным ниже, уверяю Вас не пожалеете:
1 « », уникальное пособие по ремонту квартиры или дома.
2 « » — эта технология позволит Вам построить собственный дом по цене от 6000,0 рублей за квадратный метр, включая отделку.
3 « » — это альтернативный способ отопления всего дома или некоторых помещений, таких как кухня, ванная или санузел.
4 « » — поможет Вам специалистом и сделать эту работу самому.
5 Пока все, но продолжение последует, так что следите в рубрике «Сделай своими руками».
Я и дальше буду продолжать добавлять посты в эту рубрику для того, чтобы помочь Вам стать, в значительной мере специалистом в некоторых вопросах строительства и ремонта и иметь хорошую подготовку для производства этих работ самому.
1 .
" arial="">
2
— сегодня, это новые возможности для производства и бизнеса.
115%;font-family:" arial="">
3
- уникальные технологии и оборудование для их производства.
font-family:" arial="">
4
Выбираем оптимальный вариант. Лучший и недорогой вариант технологии и оборудования для производства строительных блоков из неавтоклавного газобетона
line-height:115%;font-family:" arial="">
5 для строительства методом без опалубочного строительства.
6
Ну вот на этой оптимистической ноте позвольте мне закончить, кликните по этой ссылке и посмотрите другие интересные материалы моего сайта.
line-height:115%;font-family:" arial="" new="" roman="">
Желаю вам успехов в работе.
mso-bidi-font-family:"Times New Roman"">
Творите, дерзайте и побеждайте!
mso-bidi-font-family:"Times New Roman"">
С уважением,
.
mso-bidi-font-family:"Times New Roman"">
Зола-унос представляет собой тонкодисперсный материал с малым размером частиц, что позволяет использовать ее для ряда производств без дополнительного помола. Характерной особенностью золы является присутствие в ней около 5-6 % несгоревшего топлива, а также железа, в основном в записной форме. Частицы шлака имеют размеры от 0,2 до 20--30 мм. В топках с жидким шлакоудалением шлак получается в гранулированном виде. Для него характерна стекловидная структура.[ ...]
В настоящее время в России ежегодно образуются десятки миллионов тонн золошлаковых отходов. Каждые сутки работы на угле ТЭС накапливается до 1 тыс. т золы и шлака. Подавляющая их часть направляется в отвалы, а в строительной индустрии утилизируется лишь 3-5% ЗШО. Для сравнения: в США и Германии - 40-60%. В США из 20 млн т ежегодно образующихся зол уноса только для изготовления бетона утилизируется 7 млн т.[ ...]
Зола уноса и шлаки образуются при сгорании твердого топлива в присутствии кислорода воздуха при температуре 800°С.[ ...]
Зола-унос может использоваться в производстве строительных материалов без дополнительной обработки (помола, просеивания и т.п.). Нелетучая зола может использоваться в гранулированном виде в дорожном строительстве для изготовления основания участков парковки автомобилей, велосипедных дорожек, дорог, набережных. Ее можно использовать в качестве покрытия на полигонах для размещения твердых бытовых отходов.[ ...]
Зола-унос сухого улавливания может применяться в качестве самостоятельного медленно твердеющего вяжущего, а также в сочетании с портландцементом и известью, в том числе при строительстве автомобильных дорог для укрепления грунтов. Опыт строительства Братской ГЭС на примере утилизации отходов Иркутской ТЭС-1 показал, что эола-унос может быть применена для изготовления бетонных растворов при строительстве плотин, дамб и других гидротехнических сооружений. Ее можно также использовать в качестве покрытия на полигонах для размещения ТБО.[ ...]
Зола-унос добавляется в производстве тяжелых, легких, ячеистых бетонов.[ ...]
Активная зола-уноса сухого отбора может быть использована в качестве минерального порошка в производстве пористого и высокопористого асфальтобетона марок I, II и в горячих и теплых смесях марки III для плотного асфальтобетона, а также в бетонах, применяемых для строительства покрытий и оснований дорог.[ ...]
Использование золы-уноса сухого отбора и ЗШМ отвалов гидроудаления. Очень широк диапазон использования ЗШМ в бетонах: от гидротехнического бетона, в котором сухая зола применяется как заменитель части цемента (до 25 %), до шлакобетона и стеновых блоков из него, в которых в качестве мелкого и крупного заполнителя используются зола и шлак из отвалов и текущего выхода .[ ...]
Характеристики золы (уноса), полученной в топках котлов, несколько отличаются по физико-химическим свойствам и химическому составу от золы, полученной в лабораторных условиях. Такое отличие определяется температурными условиями и временем сжигания частиц топлива в топке, где температура значительно выше 800° С. Основными отличительными факторами является шлакование (расплавление) части минеральной составляющей топлива и наличие в золе частиц недогревшего топлива (механического недожога).[ ...]
Для улавливания золы из потока дымовых газов на современных ТЭС применяют механические и электрические устройства. Значительным недостатком ГЗУ является большой расход вода. Для транспортировки I т золошлаков затрачивается от 10 до 50 м3. В целях сокращения потребления вода на нужды ГЗУ создается оборотная система, когда очистившаяоя от частичек золы и шлака осветленная вода вновь направляется по оборотному трубопроводу на ТЭС в голову системы ГЗУ. В настоящее время в СССГ оборотными системами 1ВУ оборудовано более 57% общего чиола электростанций, сжигающих твердое топливо.[ ...]
Примером использования золы и шлака Иркутской ТЭЦ-1 может служить Ангарский цементно-горный комбинат, забирающий из отвалов ТЭЦ ежегодно около 300 тыс. т отходов. Золошлак там с успехом используется в качестве глинистой составляющей портландце-ментного клинкера, кроме того, комбинат ежегодно перерабатывает до 100 тыс. т сухой золы-уноса. Миллионы рублей «извлек» таким образом Ангарский комбинат, превратив отвалы ТЭЦ-! в своеобразную сырьевую базу. Добавка золы в низкомарочные бетоны и растворы снижает расход цемента на 22-30 % и улучшает качество смесей.[ ...]
Важно отметить, что в ряде случаев зола-унос пригодна для утилизации в промышленности строительных материалов без дополнительной обработки (помола, просеивания и т. п.).[ ...]
При удалении мелкой и легкой фракции золы, которая уносится дымовыми газами из топок и улавливается фильтрами ТЭС в золосборники (такая зола называется золой-уноса), получают золу сухого отбора. Зола сухого отбора поступает с помощью пневмотранспорта либо непосредственно в транспортирующие средства, либо в силосы потребителя. На этих отвалах, имеющихся при каждой ТЭС, хранятся основные массы ЗШМ.[ ...]
Количественное соотношение между шлаками и золой-уносом зависит от конструкции топки и способа сжигания. В агрегатах с твердым шлакоудалением в шлак обычно переходит 10-20% всей золы топлива, с жидким - 20-40, в циклонных топках - до 85-90%.[ ...]
Основными твердыми загрязнителями воздушной среды являются золы уноса, шлаки, сажа.[ ...]
Наиболее качественной для практического применения является зола-уноса сухого отбора, поскольку она всегда отсортирована по фракциям с помощью электрических полей электрофильтров. Такая зола может храниться в силосах в сухом виде и применяться в производстве без дополнительной подготовки. Система подачи золы-уноса в бетоносмесительные узлы аналогична трактам подачи цемента.[ ...]
В процессе сжигания приходится удалять значительные количества золо-шлаковых отходов. С этой целью применяют жидкое или твердое шлакоудаление из нижней части топочных камер и улавливание золы-уноса. При жидком шлакоудалении получают гранулированный материал.[ ...]
Использованию отходов ТЭС должна предшествовать подготовка частиц: у золы-уноса - гомогенизация или фракционирование (сортировка) с целью снизить потери при прокаливании до менее 5%; шлаки, как правило, измельчаются и просеиваются для достижения равномерной зернистости и сохранения постоянного внешнего вида. Поскольку зола-унос ТЭС, сжигающих малореакционные уг и, содержит до 25% горючей массы, разработаны рекомендации по ее обогащению и утилизации с использованием углеродистой фракции в качестве энергетического топлива (Гоголей).[ ...]
Установлено также, что комплексные вяжущие на основе жидкого стекла, гидроксида кальция и золы-уноса обладают повышенными морозостойкостью, водостойкостью и водонепроницаемостью. Высокая прочность выявлена у вяжущих на основе зольной пыли, щелочной или карбонатной добавки натрия или калия в сочетании с лимонной кислотой.[ ...]
А. Т. Логвиненко и М. А. Савинкина проводили опыты с различными образцами полуводного гипса, золой уноса и шлаком. В обрабатываемой воде присутствовало двухвалентное железо (0,3-0,5 мг/л). Их опыты показали, что магнитная обработка воды, как правило, приводит к росту прочности образцов; для гипса наблюдается возрастание прочности во времени. Результаты исследования под электронным микроскопом показали, что в омагниченной воде образуются мелкокристаллические структуры, число мелких кристаллов значительно больше, чем в обычной воде , что обусловливает высокопрочностные характеристики материала .[ ...]
Прекрасно зарекомендовала себя разработанная ВНИИстроем, безотходная технология производства лицевого кирпича на основе зол ТЭС, позволяющая не только сэкономить средства на строительство и эксплуатацию золоотвалов, но и значительно уменьшить загрязнение среды. Поданным Л. С. Бариновойи Ю. С. Волкова (2002), замена в бетоне или растворе 15%-ного цемента на золу уноса или металлургический шлак, что технологически допускается, в перерасчете на мировые объемы их применения, могло бы снизить количество выбросов в атмосферу диоксида углерода (С02) на 300 млн т в год.[ ...]
В ряде случаев в качестве активаторов твердения применены растворы кислот: ортофосфорной (состав вяжущего, %: кислота - 28-40, зола-унос - 30-60, цимот - 12-30); 60%-ной серной в количестве 0,8% от массы золы; 0,4-2,0%-ной концентрированной соляной; 3%-ной соляной с добавлением 0,5-1,0% ССБ. В последнем случае прочность зольных и шлако-зольных бетонов и строительных растворов при нормальном, ускоренном твердении и автоклавной обработке превышает 200 кг/см2.[ ...]
Для тяжелых бетонов она используется взамен части цемента (10-30%) или части песка (150-200 кг/м3), обеспечивая снижение расхода цемента на 30-100 кг/м3. Аналогичны условия утилизации золы-уноса для конструкционных легких бетонов. Для теплоизоляционных легких бетонов зола-унос вводится частично или полностью взамен песка, обеспечивая снижение на 100-150 кг/м3 массы бетона и расхода цемента на 20-40 кг/м3 по сравнению с применением плотного песка. Практически нет экономии цемента и снижения плотности бетона для случаев использования пористого песка.[ ...]
Статистика говорит о том, что 60-90% раковых заболеваний обусловлены экологическими факторами. За 100 лет на Земле в результате разных причин осело более 20 млрд тонн шлаков, 3 млрд тонн зол уноса, миллионы тонн токсичных элементов - кобальта, никеля, мышьяка, цинка и др.[ ...]
В процессе совершенствования производства зольно-щелочных вяжущих предложена технология их получения, не требующая использования дефицитных щелочей (едкий натр, едкое кали) или совместного помола золы-уноса с добавками.[ ...]
Более эффективными аппаратами для улавливания пыли являются различные электрические фильтры, устанавливаемые, например, в котельных тепловых электростанций для очистки дымовых газов от сажи, летучей золы-уноса. К коронирующим и осадительным электродам фильтров (рис. 3.5) подводят постоянный ток высокого напряжения.[ ...]
Оборудование системы "Энвайро - Флок" состоит из высокопроизводительной модернизированной центрифуги фирмы "Alfa-Laval" и оборудования для смешения обезвреженного бурового раствора с обезвреживающим составом на основе цемента с добавками золы уноса ТЭЦ. Сточная вода закачивается в специальную емкость, в которую добавляется регулятор pH, органический или неорганический коагулянт и органический флокулянт (полиакриламид). Обработанная вода из смесительной емкости насосом подается в центрифугу для отделения жидкой фазы. Очищенная вода, т.е. вода, прошедшая центрифугу, пропускается через угольный фильтр и далее сбрасывается на рельеф местности. Система "Энвайро-Флок" смонтирована на специальном трайлере и включает емкость для хранения реагентов, емкости для смешивания и проведения процесса обработки сточной воды коагулянтом и флокулянтом, а также приборы контроля и управления процессом очистки.[ ...]
Температура в топливных камерах современных ТЭЦ достигает 1600 °С, топливо подается в камеру в пылевидном состоянии. Образующиеся из минеральной части топлива частицы пыли имеют различный фракционный состав. При размере до 100 мкм пылевидные частицы уносятся дымовыми газами (зола-унос). Более крупные частицы оседают на пол камеры и оплавляются, образуя стекловидную массу, которую затем подвергают грануляции.[ ...]
Полый центральный вал охлаждается воздухом, нагнетаемым снизу и выходящим из его верхней части. Некоторая часть этого предварительно нагретого воздуха по трубопроводам подается на нижний ярус и подвергается дальнейшему нагреву под воздействием температуры горячей золы и температуры самой печи, по мере того как он перемещается вверх. Затем воздух охлаждается, отдавая свое тепло, которое расходуется на высушивание поступающего на верхний под осадка. Проти-воточное движение воздуха и осадка приводит к оптимальным условиям сгорания. После двукратного прохода через печь воздух отводится в мокрый скруббер для удаления золы-уноса и выбрасывается в атмосферу. При необходимости печь может выполнять функции только сушильного устройства. Горячие газы из выносной топки направляют вместе с осадком сверху вниз; на подах происходит высушивание осадка без его подгорания.[ ...]
Золошлаковые материалы первой группы (активные) способны к самостоятельному твердению, поэтому их можно использовать взамен цемента для устройства оснований из укрепленных грунтов и местных малопрочных каменных материалов. Способностью к самостоятельному твердению обладает только зола-уноса сухого отбора. Ее называют самостоятельным медленно твердеющим вяжущим, от портландцемента она отличается меньшим содержанием клинкерных минералов, отсутствием алита, содержанием минералов низкой активности, извести, ангидрита и полуводного гипса, округлых сплавившихся частиц, оксидов щелочноземельных металлов, наличием стеклообразной фазы и органических веществ, что определяет замедленную гидратацию и замедленное по сравнению с укрепленными портландцементом твердение укрепляемых ею материалов.[ ...]
В настоящее время на большинстве ТЭЦ топливо сжигают в пылевидном состоянии, причем температура в топочной камере достигает 1200-1600°С. При этом конгломераты различных соединений, образующихся из его минеральной части, выделяются в виде пылевидной массы. Мелкие и легкие частицы (размеры от 5 до 100 мкм), содержащиеся в золе в количестве до 80-85 %, уносятся из топок конгломератов дымовыми газами, образуя так называемую золу-унос. Более крупные частицы оседают на под топки, оплавляются в кусковые шлаки или стекловидную массу, которую затем подвергают грануляции. Количественное соотношение между образующимися шлаками и золой-уносом различно, оно зависит от конструкции топки на ТЭЦ и ГРЭС. Так, в топках с твердым шлакоудалением в шлак обычно переходит 10-20 % всей золы топлива. В топках с жидким шлакоудалением в шлак переходит 20-40 %, а в циклонных топках - до 85- 90 % всей золы топлива. Топливные шлаки и зола-унос различаются по составу и свойствам в зависимости от вида топлива и способа его сжигания.[ ...]
В Иркутске по этой технологии освоено производство наружных стеновых панелей из неавтоклавного газоэолобетона для двухэтажных жилых домов и зданий соцкультбыта. Изделия изготовляют на агрегатно-поточной и конвейерной линиях комбината строительных конструкций. С целью снижения их усадки и повышения трещиностойкости используются ячеистые смеси повышенной вязкости следующего состава, на 1 м3: цемент М400 - 330 кг, зола-унос - 450 кг, алюминиевая пудра - 0,9 кг и В/Т=0,4. Необходимая степень поризации смесей обеспечивается за счет применения при формовании специальных прерывистых режимов вибрирования. Бетон стеновых панелей имеет среднюю плотность 800г900 кг/м3 и класс по прочности при сжатии Б2,5-В3,5, морозостойкость его составляет около 50 циклов, коэффициент теплопроводности 0,19-0,21 Вт/м°С. По результатам натурных наблюдений, стеновые панели после 6 лет эксплуатации имели трещины шириной 0,1-0,2 мм.[ ...]
Разработка составов и способов повышения противоэрозионной устойчивости почвенно-грунтовых систем криолитозоны . Физико-химические методы упрочнения грунтов широко применяются в строительстве, особенно в автодорожном, а также для борьбы с эрозией почв и грунтов. В качестве вяжущих используются различные химические вещества минерального и органического происхождения или их смеси. В составе минеральных вяжущих находят применение цементы, известь, гипс, золы уноса, золошлаковые смеси, а также водные растворы хлористых солей кальция, натрия, алюминия и др. К важнейшим компонентам органических структурообразователей грунтов относятся смолы, битумы, сырые нефти. С теоретических и практических позиций авторами данной работы обосновано использование тяжелых нефтяных остатков нефтепереработки в качестве органических структурообразователей грунтов.[ ...]
Расчет степени улавливания обычно ведется для каждой фракции частиц отдельно. Содержание той или иной фракции Ф, можно найти из кривой остатков на сите вычитанием остатков на сите на концах заданного изменения диаметров частиц (рис. 2.1, в). При расчете золоуловителей диаметр принимают постоянным, равным среднеарифметическому диаметру на его концах. Так, в диапазоне изменения диаметров от 10 до 20 мкм в расчетах принимают в качестве среднего значения 15 мкм. В табл. 2.1 приведен фракционный состав золы уноса некоторых топлив СССР.[ ...]
Наряду с перечисленными выше методами уменьшения размеров кусковых материалов и их разделения на классы крупности в практике рекуперадионной технологии твердых отходов большое распространение имеют методы, связанные с решением задач укрупнения мелкодисперсных частиц. ВМР, имеющие как самостоятельное, так и вспомогательное значение и объединяющие различные приемы гранулирования, таблетирования, брикетирования и высокотемпературной агломерации. Их используют при переработке в строительные материалы рада компонентов отвальных пород добычи многих полезных ископаемых, хвостов обогащения углей и золы - уноса ТЭС, в процессах утилизации фосфогипса в сельском хозяйстве и цементной промышленности, при подготовке к переплаву мелкокусковых и дисперсных отходов черных и цветных металлов, в процессах утилизации пластмасс, саж, пылей и древесной мелочи, при обработке шлаковых расплавов в металлургических производствах и электротермофосфорном производстве и во многих других процессах утилизации и переработки ВМР.
