Зола уноса для цементного раствора - Ремонт и дизайн от ZerkalaSPB.ru
11 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Зола уноса для цементного раствора

Аналитический обзор применения золы ТЭЦ в производстве бетона

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 30.03.2020 2020-03-30

Статья просмотрена: 454 раза

Библиографическое описание:

Омиртаев, Бакдаулет Отрарулы. Аналитический обзор применения золы ТЭЦ в производстве бетона / Бакдаулет Отрарулы Омиртаев. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 13 (303). — С. 25-28. — URL: https://moluch.ru/archive/303/68468/ (дата обращения: 06.10.2021).

В данной статье приведены результаты исследований по получению и изучению функциональных свойств различных видов бетона на основе золы-уноса, золошлаковых смесей ТЭЦ.

Ключевые слова: зола, золобетон, микрокремнезем, твердение, прочность, плотность.

Использование отходов тепловых электростанций (топливных зол и шлаков) следуеть считать частью общей проблемы сохранения и очистки от загрязнения окружающей среды. Загрязнения окружающей среды — воздуха, воды и почвы — одна из важнейших проблем современности, касающаяся практический всех стран, и в особенности высокоразвитых.

Применяя золы уноса и золошлаковых смесей в качестве мелкого и крупного заполнителя в бетонной смеси значительно снижает себестоимость материала, так как подготовка золы — уноса требует меньше затрат по сравнению с песком, щебнем и т. п. Подготовка золы для производства зола бетона имеющие конструкционно-теплоизоляционные свойства подразумевает первый этап — это сушка, просеивание. А также применяя золы уноса в качестве заполнителя для бетона мы как бы помагаем в некоторой степени улучшаем экологию нашей страны. Мы все знаем что каждый год собирается тонны отходы из теплоэнергетических станции и в результате природных стихии ветра, дождя и т. п. эти летучие материалы загрязняют нашей с вами окружающую среду. Теплоэнергетические станции есть и работают во многих регионах Казахстана. Внедряя эту систему, т. е. использование золы уноса в качестве заполнителя мы снижаем загрязняемость тем самым улучшаем экологию нашей с вами страны.

На сегодняшний день производиться немало видов конструкционно-теплоизоляционного вида материалы. Самые распрастраненные из них — это газо и пено блоки. Главнейшие недостатки этих материалв заключается в их себестоимости и определенные физико-механические свойства.

Утилизация вторичных продуктов промышленности в бетонах позволяет решать важные экологические, экономические и энергетические проблемы.

В работе [1] на основе безобжигового зольного гравия подобраны составы бетонов и определены их физико-механические свойства. По плотности они относятся к облегченным бетонам (1817–1857 кг/м3), прочности ‒ соответствуют классам В10, В12,5 и В25. При введений добавки суперпластификатора происходил снижение водопотребности бетонной смеси и повысился прочность бетона. Состав бетона определялся методом расчета по абсолютному объему компонентов для приготовления бетона, разработанный проф. Б. Г. Скрамтаевым. Фактический расход материалов и физико-механические свойства материалов приведена в таблице 1 и 2.

Фактический расход материалов

Зола уноса для цементного раствора

Золобетон представляет собой разновидность лёгких бетонов, в качестве заполнителя у которого выступает зола. Подобные составы применяются в качестве основного материала для сооружения конструкций ограждающего типа. Поставляются они в форме крупных блоков.
Используется цементный золобетон для сооружения промышленных и жилых объектов.

Свойства и особенности золобетона

Значение прочности золобетона варьируется в диапазоне от 40 до 100 кг/см2, при этом объёмный вес составляет 900-1400 кг/м. Необходимо акцентировать внимание на одном важном моменте – верхняя прослойка золобетона зачастую не отличается высокой прочность по направлению монтажа. Частично это обусловлено свойством материала активно впитывать в свою структуру влаги и воды из окружающего пространства.
Пористость золобетона варьируется в пределах от 50 до 60%. Материал представляет собой состав с большим количеством мелких пор, которые словно капилляры пронизывают материал. Значение водопоглощения для золобетона не превышает 45%.

Посредством термической обработки указанное значение можно сократить до 30%, при этом наружная прослойка будет иметь влажность на уровне 35%. Рассматриваемый материал очень медленно выделяет в окружающее пространство влагу, что существенно затрудняет процесс сушки материала. В естественных условиях золобетон теряет до 4% влажности в год.

Технические характеристики и состав материала

Для подготовки цементного состава на основе золы, применяют золу, полученную в процессе сжигания углей в специализированных печах и установках. Специалисты рекомендуют использовать цемент М400, при естественной концентрации воды. Если говорить об ориентировочном расходе цементного состава и извести, то они берутся в пропорциях 0.7 к 0.3.

Рекомендованный расход цемента и извести составляет (из расчёта на 1 м3 бетона):

  • 420 кг золы;
  • 750 кг известкового или доломитового щебня;
  • 200 кг цемента марки М500;
  • 100-120 л чистой воды.

При изготовлении состава в указанных пропорциях обеспечивается плотность на уровне 1500 кг/м3.

Подбирая состав золобетона важно принимать во внимание одно важное обстоятельство – объёмное значение веса золы не должно превышать 40% от заявленного объёмного веса золобетона. Что касается сухих тонкомолотых и вяжущих ингредиентов, то их доля в итоговом составе не должна превышать 1-3%.

Как изготовить золобетон своими руками

Для производства золобетона собственными руками необходимо придерживаться простой последовательности действий.

  1. В смесительную установку выливают небольшую часть чистой воды.
  2. Затем добавляют вяжущие ингредиенты и тщательно перемешивают с водой.
  3. Раствор на основе цемента смешивают с золой и остальной частью воды.
  4. На основание барабана подается зола, а затем 2/3 воды.
  5. Состав перемешивают на протяжении последующих 3-х минут.
  6. Затем вносят вяжущие компоненты и выливают воду.
  7. Ингредиенты тщательным образом перемешивают.

В случае возникновения необходимости, в итоговый состав вносят специализированные минеральные добавки. Опытные мастера предпочитают смешивать их с чистой водой, которой заливают барабан установки. Как вариант, их добавляют вместе с жидкостью при последней заливке воды.

Комбинированный метод производства золобетонов
Золобетон можно изготовить и комбинированным способом. Части компонентов предварительно разламывают на специальных бегунах. Полученный помол добавляют к немолотым компонентам, находящимся в мешалке, после чего осуществляется следующая последовательность действий:

  • в основание барабана вносят специальный заполнитель;
  • состав заливают 2/3 чистой воды;
  • ингредиенты тщательным образом смешивают на протяжении последующих 3-х минут.

На следующем этапе в барабан мешалки подается смесь и оставшуюся воду. Компоненты окончательно перемешивают между собой. Золобетонный состав готовят в течение 1-2 минуты, при условии, что перемешивание осуществляется в автоматическом порядке.

Если говорить о тепловлажностной обработке готовых решений, полученных из золобетонов, ее осуществляют по аналогии с лёгкими бетонами.

Особенности золобетона

Учёные, занимавшиеся исследованиями золобетонов, сделали ряд очевидных выводов относительно возможностей и свойств, рассматриваемого материала. Состав, полученный из портландцемента способен в течение продолжительного периода сохранять свои первоначальные характеристики, при условии эксплуатации в условиях воздушно-сухой среды.

Высокой устойчивостью к воздействию влаги отличаются автоклавные золобетоны. Что касается характеристик морозостойкости и водостойкости, то они напрямую зависят от вяжущих ингредиентов, добавок. Если в состав добавить шлкопортландцементы, то пострадают в первую очередь водостойкость и морозостойкость.

Характерная особенность золобетонных конструкций – высокая степень водопоглощения. Как следствие, возникает острая необходимость в предварительной гидрофобизации наружных зон. Если применяется металлическая арматура, ее также необходимо защитить от коррозии. Золобетоны отличаются сравнительно высокое распространение в строительной отрасли. Рассматриваемый материал используют в форме ячеистых блоков.
Учёные исследовали объекты, возведенные с применением золобетонов спустя 15 лет после их ввода в эксплуатацию. Явных структурных нарушений, ослаблений или разрушений не было выявлено. Исключением из правил являются только те участки стен, которые оставались необработанными и незащищенными от влаги.
Опытные мастера настоятельно рекомендуют не использовать легкие бетоны на основе золы для возведения наружных стен. Главное условие – правильно подобрать состав и придерживаться проверенной временем технологии производства материала. Подготовленные блоки отличаются высокой долговечностью и фероустойчивостью.

Зола уноса для цементного раствора

Строительство и архитектура / 4. Современные строительные материалы

Дворкин Л.И., д.т.н., Дворкин О.Д., д.т.н., Гарницкий Ю.В., к.т.н.,

Рыженко И.Н., инженер

Национальный университет водного хозяйства и природопользования,

г. Ровно, Украина

Использование золы-уноса ТЭС в качестве компонента сухих строительных смесей

Сухие строительные смеси (ССС) нашли широкое применение в современном строительстве. По оценкам специалистов их применение повышает эффективность строительных и отделочных работ в 1,5…2 раза. Исторически одними из первых применялись сухие («гарцовочные») смеси для кладочных растворов, представляющие собой смесь песка и цемента. Современные ССС для кладочных растворов – многокомпонентные системы, требующие значительного содержания тонкодисперсных минеральных наполнителей [1]. Поэтому представляется целесообразным введение в их состав готовых тонкодисперсных продуктов – отходов промышленности, которые смогли бы заменить дорогие химические добавки и продукты, требующие предварительного помола (известняк), а также уменьшить расход цемента и извести.

Зола-уноса тепловых электростанций традиционно применяется при приготовлении бетонных и растворных смесей для улучшения их строительно-технических свойств и экономии цемента [2, 3]. Накопленный опыт позволил выработать требования к золе как компоненту бетонов и растворов, при которых ее использование наиболее эффективно. При введении в состав раствора зола увеличивает его водоудерживающую способность и подвижность, повышает прочность и частично замещает цемент.

Зола, применяемая для кладочных растворов, должна отве­чать следующим требованиям:

— потери при прокаливании — не более 15 % в антрацитовой золе и не более 5% — в каменноугольной ;

— содержание сернистых соединений в пересчете на SO3 — не более 3%;

— о статок на сите № 008 — не более 15%.

В строительных растворах применяют как сухую золу, так и золу гидроудаления. В цементных растворах оптимальное содержание золы реко­мендуется 100. 200 кг/м 3 , при этом в тощих малоцементных рас­творах оно составляет 80. 125 % массы цемента, в более жир­ных — 40. 50 %. При расходе цемента более 400 кг/м 3 введение золы в состав раствора малоэффективно. Тонкодисперсная зола 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/м 3 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 м 3 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.

Роль активного наполнителя в сухих смесях для кладочных растворов может выполнять также известково-карбонатная пыль (ИКП), улавливаемая при обжиге извести во вращающихся печах. Активность пыли по содержанию СаОакт достигает 30…35%. Применение ИКП в составе ССС позволяет заменить известь и карбонатный порошок, при этом предварительная подготовка пыли состоит только в ее гашении. В качестве заменителя известковой составляющей можно также применять воздухововлекающую добавку

Возможно изготовление сухих кладочных смесей, состоящих из цемента, песка, золы-уноса, ИКП, и порошкообразного суперпластификатора, например «Полипласт СП-3».

Настоящие исследования выполнены с применением математического планирования эксперимента. Ниже приведены условия планирования эксперимента при изучении кладочных растворов на кварцевом песке (табл. 1), а также полученные математические модели расплыва растворного конуса на встряхивающем столике, мм (1) и прочности раствора на сжатие в возрасте 28 сут. R28, МПа (2).

Условия планирования эксперимента при изучении растворов

Зола-унос тепловых электростанций как добавка к цементу и бетону

Применение золы-уноса от сжигания пылевидного топлива в качестве добавки к цементу и бетону представляет многие технические и экономические выгоды. Замена в составе вяжущего части портландцемента золой приводит к существенному изменению свойств бетона. Заметно уменьшается тепловыделение, что снижает опасность термического трещинообразования; в ряде случаев увеличивается водонепроницаемость бетона; не изменяется, а иногда даже снижается усадка. Последнее весьма важно для обеспечения монолитности крупных сооружений

Вредными примесями в золах тепловых электростанций могут быть: S03, несгоревший уголь и щелочи. Содержание SOs не должно превышать 3% и несгоревшего угля—10%. При большем содержании угля (до 15—20%) пригодность золы как добавки к бетону должна проверяться опытным путем (испытанием в бетоне). Содержание Na20 + + К20 в золе должно быть таким, чтобы общее количество щелочей в смеси цемента с золой не превышало 0.6% Однако это требование имеет значение лишь в тех случаях, когда в заполнителях присутствуют зерна минералов, способных ВСТУПИТЬ В соединение со щелочам i

В составе каменноугольной золы- уноса обычно содержится: Si02 — 45-4-60%; AI2O3 — 20 -г 30%; Fe2C>3—54-20%; СаО — 6%;, МцО — 0,5 -ь 3.0%¦ Na20 + К2О — 0,3 -4- 4,0%.

Таким образом, большинство каменноугольных зол имеет кислый характер. Это подтверждается и нашими исследованиями- Исключение представляет, в частности, зола Красноярской ТЭЦ, в которой содержание СаО превышает 30%; еще более основный характер имеют золы горючих сланцев.

На месте строительства или на заводе строительных деталей золу можно вводить в состав вяжущего разными способами: непосредственно в бетономешалку— в сухом виде одновременно с цементом, водой и заполнителями или в виде водной суспензии; смешивать в отдельном агрегате с цементом и водой, а затем заливать в бетономешалку в виде цемеитно-зольиой суспензии; предварительно домалывать золу совместно с цементом в вибромельнице, а также смешивать без домола в смесительном агрегате. Выбор наиболее удобного способа введения золы в бетон определяется технико-экономическими показателя ми того или иного варианта в конкретных условиях данного строительства или производственного предприятия Во Всесоюзном научно-исследовательском институте гидротехники имени Б. Е. Веденеева изучалось влияние добавок золы-уноса различных электростанций на свойства цемента и бетона. Прежде всего изучалось влияние золы на водостойкость цемента. Было испытано около 3000 образцов, приготовленных из смесей портландцемента с золами восьми ТЭЦ (табл. 1). Для опытов использовался цемент средней алюминатности, применяемый обычно в гидротехническом строительстве.


Коэффициенты стойкости некоторых образцов из цементно-зольных смесей в различных агрессивных средах после 6 мес. испытаний приведены в табл. 2.

Они показывают, что большинство исследованных зол заметно повышает сульфатостойкость цемента и не снижает его сопротивляемости выщелачиванию в мягкой воде. В условиях сульфатио-магнезиальной агрессии наблюдалась интенсивная коррозия, что вообще характерно для смешанных цементов.

Таким образом, исследованные золы проявляли свойства гидравлических добавок. Наилучшие результаты в смысле сульфатостойкости были получены при добавлении зол с суммарным содержанием кремнезема и глинозема более 75° о.

В бетоне исследовались золы от сжигания пылевидного топлива на Красноярской и Ангарской ТЭЦ. Химический состав этих зол характеризуется данными табл. 3.

Проводимые в настоящее время в лаборатории бетона ВНИИГ дальнейшие исследования показывают, что прочность и водонепроницаемость бетона с добавками золы могут быть значительно увеличены путем домола золы до удельной поверхности 4000—5000 см2/г с затратой сравнительно небольшого количества энергии. В этом случае без ущерба для прочности бетона золы можно заменять 30—35% цемента. Едде больший эффект достигается при сочетании домола золы с гидротермальной обработкой бетона; это обстоятельство может быть использовано на заводах железобетона, где обычно применяется пропаривание.

Результаты наших исследований свидетельствуют о том, что зола-унос является весьма эффективной добавкой к бетону, позволяющей при ее использовании в строительстве достигнуть огромной экономии цемента.

Читать еще:  Технические характеристики песчано цементная смесь м200
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector