Золошлаковые отходы ТЭС в ячеистых бетонах

Ряд европейских стран в значительном количестве использует в строительстве ячеистые бетоны. Так, в ФРГ 80% промышленных зданий построено с применением ячеистого бетона, а в Швеции этот материал используется практически во всех зданиях. Выпуск ячеистого бетона растет быстрыми темпами. В ФРГ он увеличивается в среднем на 30% в год, в Польской Народной Республике возрос за последние 17 лет более чем в 10 раз.

Расширение производства ячеистого бетона в европейских странах обусловлено, в первую очередь, использованием в качестве основного сырья (вместо традиционных природных материалов, зачастую весьма дефицитных) золы теплоэлектростанций. Зола — более дешевое сырье, вырабатываемое, как правило, в непосредственной близости от места производства и потребления ячеистого бетона.

B странах Западной Европы наиболее пригодными для этих целей считаются золы с содержанием не менее 50% Si02, не более 5% извести 1 % щелочей. Количество А1203 не лимитируется. Присутствующие в золе углерод и железо определяют цвет бетона: первый придает ему серо-голубой оттенок, а второй —темную окраску.

Чтобы скорректировать химический состав сырья, к золам обычно добавляют песок. Так как различные партии золы, поступающей с электростанции, всегда отличаются по химическому составу, для его усреднения в золу (после гидроудаления) добавляют воду в количестве 35—40%. Удельная поверхность летучей золы должна составлять 2000 см2/г. В качестве кальцийсодоржащего компонента применяют портландцемент, либо известь или их смесь такой же крупности помола, как и зола.

Посте добавления к золе цемента или извести смесь перемешивают при 24—25°С в течение 2—4 мин, затем вводят алюминиевую пудру с удельной поверхностью 3000 см/г, массу перемешивают 30—40 сек и разливают в формы. Схватывание бетона должно начинаться минут через пять по окончании газовыделения и продолжаться 1—2,5 ч при температуре 65—74°С. После срезания горбушки бетонные блоки запаривают в автоклавах в течение 7—10 ч (.в зависимости от состава) под давлением 10— 12 кГ/см2. Крупные панели запаривают 20 ч.

Ячеистые бетоны, получаемые по этой технологии, характеризуются следующими свойствами: прочность на сжатие 42—56 кГ/см2 объемная масса 640— 800 кг/м3, усадка при высушивании 0,07%; коэффициент линейного расширения 0,00007.

В ПНР практически все заводы ячеистого бетона используют в качестве основного сырья золы ТЭС, работающих как на каменных углях, так и на бурых. Для разных типов зол в Польше установлены следующие технические условия. Золы каменных углей: Si02> >40%; А1203<35%; Fe203<18%; СаО<10%; MnO<3,8%; S03<2%; S<0,2%; С<7%. Через сито 0,063 мм просеивается 60—85% золы; остаток на сите 0,25 мм должен составлять около 5%ь Плотность -1,95—2,15 г/см3, удельная поверхность 3000—4000 см2/г.

Золы каменных углей с повышенным содержанием CaO: Si02 — 27—58%; СаО — 22—48%; Al203+Fe203—6—17%; MgO —6%; S03—14%; п. п. п. —5%.

Через сито 0,074 мм проходит 80% золы; остаток на сите 0,35 мм — 2%; остаток на сите 0,12 мм—10%). Плотность 2,4—2,9 г/см3, удельная поверхность 2500—4200 см2/г.

Для зол бурых углей с повышенным содержанием алюминия технические условия отличаются от соответствующих условий для зол каменных углей только тем, что сумма Al2O3 + Fe203 должна быть на 12—14% выше, а содержание Si02 соответственно ниже.

К золам добавляется измельченный песок и цемент, и смесь дополнительно измельчается. На заводах ПНР автоматически контролируется качество золы: обеспечивается ее полная гомогенизация и дозировка компонентов, а затем смешение путем совместного помола в горизонтальной мельнице до получения материала с удельной поверхностью 5000 см2/г.

Для улучшения структуры ячеистого бетона применяют вибрационные устройства. После выдерживания в автоклавах изделия подвергают механической обработке. Крупные наружные панели собирают на заводе и облицовывают.