Строительство и архитектура/4. Современные строительные материалы

Калиева Г.С.

Кызылординский Государственный университет им. Коркыт Ата, Казахстан

О повышении содержания золы в составе цементнозольных вяжущих веществ

Как известно при подготовке и после высокотемпературной обработки (сжигания) угля на выходе угольных тепловых электростанций образуются золошлаковые материалы (ЗШМ), или золошлаки, которые в зарубежной практике принято называть попутными продуктами сжигания угля (ПСУ). ЗШМ - минеральное сырье определенного химического, минералогического и гранулометрического состава. Они - точно такой же товарный продукт, как электрическая энергия и тепло.

Также накопление (ЗШМ) в отвалах представляет серьезную опасность для окружающей природной среды в районе расположения тепловых электрических станций (ТЭС): они занимают большие площади; требует значительных эксплуатационных затрат, которые влияют на повышение себестоимости производства энергоносителей; часть золоотвалов по мере урбанизации территорий оказывается в районах жилищной застройки. Этот вопрос особенно актуален для крупных городов.

Проведенными многочисленными исследованиями доказано, что экономия портландцемента в бетонах за счет его замены золой ТЭЦ сухого отбора не превышает 15-20 % без потери их прочности. Повышенное количественное содержание золы содержание золы не нашло широкого применения, из-за недостаточной прочности цементно-зольного камня и дефицита высокоактивных портландцементов. При использовании высоких дозировок в золонаполненных вяжущих смесях главной задачей является повышение реакционной способности золы-унос, достигаемое путем совместного измельчения с портландцементом в присутствии химических добавок.

Причем из-за малой химической активности золы, содержание ее в цементно-зольном вяжущем минимальная. Известно, что для повышения прочности цементно-зольного камня, золу-унос подвергают совместному помолу с портландцементом в различных измельчителях. При этом в составах цементно-зольных смесей их количество подбирается с учетом применения условий среды и требований эксплуатации.

Одним из способов повышения содержания золы в составе вяжущих является применение механохимической активация. В исследованиях и экспериментальных работах содержание золы было увеличено доя 50% за счет применения механохимической активации. При этом прочность изделий на его основе не изменилась. Необходимо отметить, что механоактивация значительно повышает химическую активность золы. Для оценки оптимального содержания золы в вяжущем использована методика подбора состава цементно-зольных вяжущих, основанная на определении наибольшего коэффициента эффективности К_эф использования цемента в золоцементных композициях. Такой подход дает возможность получить цементно-зольный камень требуемой прочности в заданные сроки при наименьшем расходе портландцемента. При этом коэффициент эффективности использования в данных условиях составляет 0,9.

Механизм повышения прочности при введении золы-унос в бетон, арболит связан с образованием центров кристаллизации вокруг микрочастиц золы-унос, располагающихся между зернами цемента. Необходимо отметить, что в процессе твердения происходит химическая реакция, в результате которой выделяется свободная известь, взаимодействующая с золой-унос, образует дополнительный цементирующий материал. Кроме того, введение положительно заряженных частиц золы-унос в цементное тесто увеличивает флокулообразующие силы.