Бетоны и строительные растворы с использованием зол ТЭС. Отходы теплоэлектростанций широко используются для производства бетонов и строительных растворов различного назначения.
Зола-унос и зола гидроудаления ТЭС используется в качестве кремнеземистых компонентов бетонной смеси.
Материалами для производства лёгких бетонов являются Вяжущие: - портландцемент, содержащий трёхкальциевый алюминат С3А не более 6% для изготовления крупноразмерных конструкций на цементном или смешанном вяжущем; - известь негашеная кальциевая, имеющая скорость гашения 5-25 мин. и содержащая активные СаО+MgO более 70%; - шлак доменный гранулированный; - зола высокоосновная, содержащая не менее 40% СаО. Кремнеземистые компоненты: - песок, содержащий не менее 90% SiO2 или 75% кварца; - зола-унос ТЭС, содержащая SiO2 не менее 45%, СаО – не более 10%, R2O - не более 3%, SO3 - не более 3%; - продукты обогащения руд, содержащиеSiO2 не менее 60%. По назначению бетоны подразделяются на конструкционные, конструк- ционно-теплоизоляционные и теплоизоляционные.
В таблице 12 представлены сравнительные характеристики бетонов на песке и золе ТЭС соответсвенно.
Таблица 12. Вид бетона Марка бетона по средней плотности Коэффициент Сорбиционная влажность бетона,%, не более Теплопроводности, Вт/(м.*С), бетона в сухом состоянии Паропроницаемости, Мг/(м.ч. Па), бетона изготовленного При относит. влажности воздуха 75% при относит. влажности воздуха 97% На песке На золе На песке На золе Бетон, изготовленный на песке На золе На песке На золе Тепло- изоляционный D300 D400 D500 0,08 0,09 0,12 0,08 0,09 0,10 0,26 0,23 0,20 0,23 0,20 0,18 8 8 8 12 12 12 12 12 12 18 18 18 Конструкционно- изоляционый D500 D600 D700 D800 D900 0,12 0,14 0,18 0,21 0,24 0,10 0,13 0,15 0,18 0,20 0,20 0,17 0,15 0,14 0,12 0,18 0,16 0,14 0,12 0,11 8 8 8 10 10 12 12 12 15 15 12 12 12 15 15 18 18 18 22 22 Конструкцион-ный D1000 D1100 D1200 0,29 0,34 0,38 0,23 0,26 0,29 0,11 0,10 0,10 0,10 0,09 0,08 10 10 10 15 15 15 15 15 15 22 22 22 Усадка при высыхании автоклавных бетонов марок D600 – D1200, изготовляемых на песке, не должна превышать 0,5 мм/м, а для бетонов на кремнеземистых компонентах – 0,7 мм/м. Основная задача в технологии конструкционно-теплоизоляционных лёгких бетонов – получение их с минимальной плотностью и теплопроводностью при требуемой прочности, морозостойкости и плотной однородной структуры.
Помимо воздухововлечения это достигается применением фракционированных крупных пористых заполнителей с возможно более низкой насыпной плотностью (для керамзита - до 400кг/м3) и эффективных мелких заполнителей. Для керамзитобетона наиболее эффективно применение в качестве мелкого заполнителя зол-уноса и золошлаковых смесей ТЭС с удельной поверхностью 1550-5000см2/г, обеспечивающих в сочетании с воздухововлечением повышенные теплозащитные свойства при наименьшей энергоёмкости и стоимости конструкций.
Основная задача в технологии конструкционных лёгких бетонов – достижение требуемой прочности и плотности при наименьшем расходе цемента.
Этой цели служит применение заполнителей с наибольшей прочностью, использование эффективных пластификаторов и зол ТЭС. Составы лёгких бетонов устанавливают расчётно-экспериментальным способом.
Лёгкие бетоны классов В3,5-В7,5 находят широкое применение в современном строительстве.
Из них изготовляют около 85% всех конструкций: наружные стеновые панели, крупные блоки, плиты тёплой кровли. Наряду с этим для производства несущих конструкций – плит перекрытий, покрытий, объёмных элементов, а также внутренних трёхслойных стеновых панелей - используют конструкционные лёгкие бетоны классов В10-В30 со средней плотностью 1200-2000кг/м3 (около 10% всех изготовляемых конструкций). Примерно 5-7% лёгкого бетона идёт на изготовление неармированных изделий – мелких стеновых блоков, теплоизоляционных плит. Типовые нормы расхода цемента для тяжёлых бетонов регламентированы СНиП 5.01.23-83 в зависимости от прочности бетона, марки цемента, характеристик заполнителя, удобоукладываемости бетонной смеси, длительности тепловой обработки и других факторов. Минимальный расход цемента должен быть не менее 200кг/м3 для бетонных изделий и 220кг/м3 для железобетонных.
Снижение расхода цемента на 40-100кг/м3 может быть получено за счёт введения в состав бетона золы-уноса или отвальных зол в количестве 100-120кг/м3 с одновременной заменой части песка.
При этом минимальный расход цемента может быть снижен соответственно до 150 и 180 кг/м3. Таким образом, при производстве бетона заданного класса необходимо учитывать: роль пластификаторов, рациональный подбор заполнителей, режим пропаривания, эффективное уплотнение методами вибрирования и энергозатраты, необходимые для данного производства.
Строительные растворы применяют для каменных кладок, монтажа строительных конструкций, облицовочных и штукатурных работ. Растворы строительные подразделяют по виду вяжущих на простые с использованием одного вида вяжущего (цемент, известь, гипс и др.) и сложные с использованием смешанных вяжущих (цементно- известковые, известково-зольные, известково-гипсовые и др.). Золу-унос ТЭС и компонент золы гидроудаления золошлаковой смеси применяют для лёгких строительных растворов в качестве заполнителя.
Указаниями по приготовлению и применению строительных растворов СН-290-64 предусмотрена возможность использования зол ТЭС в составе строительных растворов до 20% с целью экономии цемента. Оптимальные составы строительных растворов марок 25, 50 и 75 на разных цементах с частичной заменой песка золой приведены в таблице 13. Таблица13 Цемент Расход материалов на 1м3, кг Экономия цемента на 1м3 раствора, кг цемент песок зола Раствор марки 25 Известково-шлаковый марки 100 250 1150 200 130 Шлакопортландский марки 200 230 1220 160 130 Шлакопортландский марки 300 160 1270 170 130 Раствор марки 50 Известково-шлаковый марки 100 350 1050 200 135 Шлакопортландский марки 200 345 1160 150 5 Шлакопортландский марки 300 265 1050 240 5 Раствор марки 75 Шлакопортландский марки 200 410 950 210 10 Шлакопортландский марки 300 330 1150 150 10 Шлакопортландский марки 400 310 1200 140 10 Из данной таблицы видно, что введение золы в кладочных растворах экономит цемент. Растворная смесь при частичной замене песка золой становится более пластичной, малорасслаиваемой, с меньшим, чем у песчано-цементной, водоотделением.
Она быстро набирает прочность, обладает повышенной стойкостью в сульфатной и пресноводной средах. 1.5