Золы ТЭС — экономии мелкий заполнитель

Использование зол ТЭС в качестве мелкого заполнителя для производства конструктивно-теплоизоляционного керамзитобетона экономически выгодно, поскольку стоимость их по сравнению с другими заполнителями ниже и объемная масса относительно небольшая (700—1100 кг/м3). Применение их вместо кварцевого песка снижает расход цемента «а 10 и керамзитового гравия на 15%, что уменьшает стоимость керамзитобетона на 1,5—2 руб/м3. При замене дробленого керамзитового лака золой себестоимость керамзитобетона снижается на 3—4 руб/м3.

Нами исследованы золы гидроудаления ТЭС, работающих на буром угле и торфе, и сухая зола первого поля электрофильтров от сжигания ¦ каменного угля. При пылевидном сжигании бурого угля и торфа шлаки имеют рыхлую структуру и легко распадаются на фракции менее 5 мм, в связи с чем нет необходимости их предварительной сепарации. Объемная насыпная масса исследованных зол колеблется от 640 до 1030 кг/м3, удельная поверхность— ir 1580 до 4000 см2/г, остаток на сите 0,14 мм—от 5 до 40%. Химический состав их представлен в табл. 1.

Большинство изученных зол не отвечает требованиям действующих СНиП I-B.1-62. «Песок из шлаков». В связи с этим проведены испытания на морозостойкость образцов керамзитобетона с использованием всех перечисленных зол. Подбор составов плотного керамзитобетона проводили методом оптимальных соотношений, образцы готовили из умеренно жестких смесей (показатель виброуплотняем по ГОСТ 14051 -70 15—20 сек), золы расходовали 0,37—0,45 м3 на 1 м3 бетона. Результаты показали, что образцы с использованием всех зол, за исключением орехово-зуевской и ступинской, выдержали испытания на морозостойкость (35 и 50 (циклов) без спада прочности, несмотря на превышение в некоторых золах допустимых норм по дисперсности, содержанию несгоревшего топлива и сернистых соединений.

Для выявления характеристики несгоревших остатков топлива снимали комплексные термограммы зол, керамзитобетона опасность представляют топливные остатки в виде несгоревшего угля, которые обладают повышенной способностью не только легко окисляться в воздушной среде, но и сильно впитывать влагу, изменяясь при этом в объеме, и как следствие оказывать разрушающее действие на бетон, особенно при запораживании. Несторенние частицы топлива в золах от сжигания бурых углей содержат чиповые кислоты, также разлагающе действующие на вяжущее наряду с возможными термоэффектами определить дифференциальные потери массы при прокаливании в температурном интервале от 0 до 1000°С (табл. 2). Над чертой приведены суммарные, а под чертой дифференциальные вещество бетона. Отрицательные свойства топливных остатков, выгорающих при температурах выше 600 С, сказываются в меньшей степени, поскольку кокс пе содержит гуминовых кислот и лучше, чем несгоревший уголь, сцепляется с вяжущим. Кроме того, он хуже поглощает влагу и подвержен меньшим объемным изменениям. Степень стойкости топливных остатков к окислению зависит и от минералогического состава исходного угля и в первую очередь от преобладания в нем фюзенизировапных (первично окисленных).







Исходя из полученных данных можно сделать предварительные выводы о возможном содержании топливных остатков в золах ТЭС; 1 от сжигания бурых углей — до 10% при преобладании в исходном угле неокисленного витрена и до 15% при наличии окисленного.

Не менее существенное влияние оказывает минералогический состав самой золы и главным образом содержанием в ней неоднородных агрегированных частиц неправильной формы. Их количество не должно превышать 25—30%. В противном случае снижаются моростойкость и долговечность бетонов.

Для окончательного установления фигодности зол в качестве мелкого заполнителя проведены исследования из выявлению состояния арматуры в плотных керамзитобетонных на различных мелких заполнителях и при разном цемента. Использованы различные методы коррозионных испытаний: ускоренный— ежедневный прогрев образцов в пропарочной камере при ф=95н-80% до температуры 85°С в течение двух месяцев; длительное хранение образцов того же состава на открытом воздухе в течение 12 и 24 месяцев. Состояние арматуры оценивали по потере массы стержнями, площади коррозии и величине язв. Результаты ускоренных коррозионных испытаний представлены на рис. 1, а на рис. 2 — данные длительных испытаний.

Как видно из графика, коррозия арматуры в образцах плотного керамзитобетона при длительном хранении их на открытом воздухе незначительна (при расходе цемента 200 кг/м3 потеря массы стержнями в образцах на золе около 3,5 г; на дробленом песке —1,8 г на 1 лг). Через 24 месяца коррозия арматуры в образцах почти не увеличилась. Можно считать, что процесс коррозии носит затухающий характер, о чем свидетельствует и влажность бетона v арматуры, которая после двухлетнего хранения образцов снизилась с 10—42 до 6—7%.

Результаты ускоренных коррозионных испытаний образцов представлены в табл. 3.

Поскольку ускоренные испытания дают только сравнительные показатели, в качестве эталонных выбраны результаты аналогичных испытаний керамзитобетонных образцов на Новомосковском золе, так как она обладает оптимальны ми свойствами. Данные табл 3 показывают, что коррозионные показатели арматуры образцов на основе большинства зол ТЭС не хуже, чем на новомосковской золе. Лишь в керамзитобетоне из двух золах (ступинской и орехово евской) коррозия развивалась более интенсивно, чем коррозия образцов эталонной новомосковской золе. Установлено, что повышенное содержание золах (кишской и ярославской) серы количестве до 2,6% (в пересчете да S03) не оказывает существенного влияния на развитие коррозии. Это, видимо, объясняется тем, что содержание сульфидной серы, стимулирующей коррозию, в этих золах не превышало 1%.

Сопоставление сравнительных дачных позволило заключить, что показатели коррозии арматуры в керамзитобетоне при ускоренных испытаниях в течение 20 дней соответствуют по величине коррозии арматуры в образцах того же состава при их хранении на открытом воздухе в течение 12 месяцев (рис. 3). Найденная зависимость позволяет производить оценку состояния арматуры в плотных керамзитобетонах разного состава по результатам ускоренных испытаний Исходя из условий сохранности арматуры расход цемента при использовании зол в плотном керамзитобетоне из умеренно жестких смесей должен быть не менее 200 кг/м3. Применение дробленого керамзитового песка позволяет снизить расход цемента до 170—180 кг/м3