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.