| Экологические, материаловедческие и технологические аспекты применения зол ТЭС в бетоне |
1 2 3 4
|
 Золы и золошаковые отходы, объем которых в золоотвалах постоянно увеличивается, являются ценным сырьевым компонентом для производства строительных растворов, бетона и железобетона, так как их применение при определенных условиях обеспечивает значимое повышение качества многокомпонентной матрицы и улучшение строительно-технических свойств (СТС) готовой продукции [I].
Однако нестабильность зол ТЭС по свойствам - дисперсности, химическому и минеральному составам, содержанию оксидов щелочных металлов и несгоревшего топлива, пуццоланической активности и другим факторам сдерживает их применение в производстве бетона, поскольку приводит к значительным колебаниям его свойств. Не способствует применению зол ТЭС и отсутствие конкретных рекомендаций по оптимальному их содержанию в бетонах и растворах, особенно высоких классов.
Так, методики подбора состава бетона с золой ТЭС рекомендуют обычно ее использование в большем (в 2-2,5 раза) количестве, чем необходимо для замещения цемента [2]. Такое применение золы целесообразно для бетонов низких и средних классов, в которых суммарное содержание тонкодисперсной фракции (цемента и золы) меньше 400 кг/м3, то есть в границах действия закона постоянства водопотребности бетонной смеси. При таком содержании тонкодисперсной фракции в полной мере появляется присущий большинству зол ТЭС пластифицирующий эффект, а экономия цемента составляет 50-70 кг/м3. Однако содержание цемента в бетоне по условиям долговечности должно быть не менее 150 кг/м3, а для армированного - 180 кг/м3, с суммарным расходом цементно-зольного вяжущего соответственно не менее 200 и 220 кг/м3. Поэтому в бетонах и растворах низких классов технико-экономический эффект по экономии цемента не может быть использован в полном объеме.
Очевидно, что максимальное содержание цемента в бетоне, при котором целесообразно использовать золу ТЭС с сохранением ее пластифицирующего действия, составит 300-320 кг/м3. При этом суммарный расход цемента и золы ТЭС, определяемый по действующим методикам с учетом экономии первого компонента в количестве 50-70 кг/м3, будет находиться на уровне 400 кг/м3. При большем их суммарном расходе содержание воды в бетонной смеси для сохранения ее удобоукладываемости увеличивается, и технический эффект от использования золы значительно снижается или полностью отсутствует. Таким образом, применение зол ТЭС в бетонах с повышенным расходом цемента, в том числе в кассетном производстве, где их использование особенно целесообразно ввиду повышения качества бетонной смеси и уменьшения ее расслаиваемости, по технико-экономическим показателям не является эффективным.
Кроме того, эффективность использования зол ТЭС в бетоне в количестве большем, чем замещено цемента, снижается при повышенном содержании в их составе несгоревшего топлива. Это связано с тем, что повышенное содержание углерода в золе задерживает гидратацию минералов клинкера, а также может снизить морозостойкость и эффективность применения некоторых воздухововлекающих добавок, изменить цвет бетона. Углерод в золе преимущественно присутствует в частицах размером более 45 мкм. Поэтому качество золы значимо зависит от степени измельчения угля и условий работы котла. Тонкое измельчение угля, высокая температура пламени и длительное вылеживание обеспечивают высокое качество золы. При этом тонкодисперсная зола является более эффективной ввиду ее повышенной пуццоланической активности.
Таким образом, анализ проблемы применения зол ТЭС показывает, что действующие практика и нормативно-техническая документация не обеспечивают стабильные свойства бетонов при их использовании. В основном по этой причине золы ТЭС практически не применяются в стройиндустрии.
|
|
| |
