ВЛИЯНИЕ ГОРЮЧЕЙ ЧАСТИ ЗОЛЫ-УНОСА ГЭС НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ —
Рядом технических усовий золу-унос ТЭС, содержащую повышенное количество горючих остатков, не рекомендуются использовать в производстве некоторых строительных материалов и изделий. По мнению некоторых исследователей это объясняется тем, что высокое содержание топливной составляющей и зоне приводит к нарушению структуры и целостности материала, к непостоянству объема изделий, увеличению усадочных трещин и др.
По данным других исследователей горючая часть золы не оказывает вредного воздействия на поведение изделий в эксплуатационных условиях.
Для решения вопроса возможности более широкого использования золы в производстве строительных материалов и изделий необходимо было уточнить, что представляет собой ее углеродная составляющая: является ли она исходным углем, сжигаемым на ТЭЦ, или это кокс и его модификации с малым содержанием или отсутствием летучих веществ.
Коксом и полукоксом, как известно, называют уголь, прошедший обработку без доступа воздуха соответственно при температуре 1 ООО и 500°С. на ТЭС уголь сжигают в пылевидном состоянии при температуре 1400—1800еС. В настоящее время мнение ряда ученых4-7 сводится к тому, по горючая часть золы-уноса представляет собой не сгоревший уголь, как часто пишут, а высокотемпературный коксовый остаток. Так, И. А. Яворский на основании изучения процессов горения углей показа., что углеродная часть золы состит в основном из крупных коксовых фракции. П. Федышш, изучая горючую часть золы методом термограммы кокса и углеродной части золы, пришел к выводу об их идентичности. В других работах7 также приводятся данные о структуре горючей части золы, и которых подчеркивается, что горючая часть представлена лишь коксовыми остатками.
Однако в своих работах авторы не приводят качественной оценки углеродной части золы но какому-либо физико-химическому показателю. В Институте горючих ископаемых (ИГИ) разработана петрографическая методика для определения характера углеродистой составляющей золы и угля. В аншлифах исследуются такие качественные показатели ее, как се процентное содержание, морфология частиц, их отражательная способность и микротвердость. Причем указанные характеристики можно применять не только для оценки углей, но и продуктов их окисления и термообработки.
В частности, при изучении качества, например аглопоритового гравия, полученного из золы ТЭС, содержащей избыточное количество горючей части, было исследовано состояние образцов заполнителей, подвергнутых длительному испытанию на морозостойкость, стойкость при попеременном увлажнении и высушмвали сорбционную влажность.
Однако, как показано результатами многочисленных исследований, топливо это находится в готовом продукте не в виде частиц угля, а в виде различных модификаций кокса, что было установлено в ИГИ при изучении образцов а топор нтового гравия на основе новосибирской золы на микроскопе МЛ-2Б в отраженном свете (см. рисунок) и на микротвердомере ПМТ-3. Углеродистая составляющая, представленная коксом, рассеяна в массе аморфизованного глинистого вещества в количестве примерно 7%. Микротвердость се но ГОСТ 21206—75 О кг/мм2, отражательная способность по ГОСТ 12Ы3-66-5140.
Кроме того, аглопоритовый гравий испытывали в течение 100 циклов попеременного замораживания и оттаивания, 100 циклов попеременного увлажнения и высушивания, а также на сорбционную влажность. Сорбционную влажность определяли путем выдерживания пробы аглопоритового гравия во влажном воздухе относительной влажностью 98% в герметически закрытом сосуде. Через 100 сут сорбционная влажность составляла лишь 0.9%, после 100 циклов испытаний потеря массы при попеременном увлажнении и высушивании составляла 0,9% и при переменном замораживании и оттаивании— 0,5%, что значительно меньше допустимых пределов, указанных в 1-21—31—13—76.
Таким образом, оставшаяся в готовом продукте часть топлива в виде кокса не является опасной для стойкости аглопоритового гравия из золы ТЭС. Кроме того, кокс, как и ококсованный уголь, по мнению ряда исследователей2-0, не влияет отрицательно на сохранность цементного камня, в том числе и в бетоне, не способствует он и коррозии арматуры.
Результаты исследовании, проведенных и МИСИ нм. В. В. Куйбышева и в киевском НИИСМИ, также свидетельствуют, что использование золы с большим против норм содержанием горючей части не ухудшает качества материала.
Наука и практика доказали, что зола ТЭС, являясь отходом энергетической промышленности, представляет собой дешевое и высококачественное сырье для производства строительных материалов.
Полученные данные о коксовой природе горючей части золы и о том, что она не оказывает отрицательного влияния на стойкость обжиговых материалов в эксплуатациоииых условиях, обеспечивает возможность дальнейшего расширения области применения зол ТЭС в производстве строительных материалов.
Более половины всего мирового производства, причем декоративные отделочные и облицовочные материалы на основе асбестоцемента занимают небольшой объем.
ВНИИпроектасбестцемент разработал технологию окраски листов составами нa основе жидкого стекла. Покрытия отличаются достаточно высокими декоративными и эксплуатационными свойствами. Схема процесса окраски асбестоцементных плоских листов включает следующие операции: приготовление окрасочных композиций, подготовку асбестоцементного листа под окраску, нанесение окрасочных композиций на лицевую поверхность листа, подсушку цветного покрытия, нанесение слоев жидкого стекла на лицевую и тыльную поверхности листа, подсушку слоев жидкого стекла, отверждение покрытий, стабилизацию (химическая обработка) покрытий, промывку и сушку окрашенных листов, упаковку и складирование.
В качестве сырьевых компонентов используются жидкое калиевое стекло, молотый кварцевый песок, окись цинка, двуокись титана и неорганический пигмент. Жидкое калиевое стекло (связуются) должно соответствовать требованиям МРТУ 7-9-63, иметь кремнеземистый модуль не ниже 3 и плотность не меньше 1,3 г/см3.
Введение в состав окрасочных композиции молотого кварцевого песка обусловлено тем, что зерна песка в затвердевшем покрытии воспринимают механические нагрузки, способствуя повышению его прочности. Кроме того, как показано ранее частицы кварца являются центрами кристаллизации аморфного кремнезема, выделяющегося из жидкого стекла при отверждении покрытий. Кварцевый песок должен содержать не менее 98% Si02 и не иметь глинистых и органических включений. От тонины помола его в значительной степени зависит шероховатость готового покрытия и, следовательно, степень грязеудержания в процессе эксплуатации. Поэтому кварцевый песок должен иметь удельную поверхность не ниже 10 000 см 2/г.
Роль обязательного компонента окрасочных композиций на основе жидкого стекла—окиси цинка до конца не выяснена. Существующее мнение о химическом взаимодействии ZnO с щелочными силикатами рентгеновским анализом подтвердить не удалось. Тем не менее экспериментально установлено, что покрытия, в состав которых введено 5— 6% ZnO, обладают максимальной механической прочностью (рис. 1).
Двуокись титана обеспечивает краскам высокую укрывистость при минимальном их расходе. Неорганические пигменты (окись хрома, красный и желтый железоокисные и др.) предназначаются для придания покрытию определенного цвета. Применяемые пигменты должны быть устойчивыми к действию щелочей и атмосферных агентов.
Для приготовления окрасочных композиций отвешивают расчетное количество компонентов с точностью до 1 % массы каждого составляющего. Соотношение связующего (жидкого калиевого стекла) и сухой пигментной части (кварцевый песок, окись цинка, двуокись титана, неорганический пигмент), равное 3 : 1, признано оптимальным.
После предварительного перемешивания в лопастной мешалке окрасочная композиция подвергается окончательному перемешиванию и гомогенизации в шаровой или вибрационной мельнице с инертными мелющими телами и футеровкой. Затем она поступает в расходную емкость, перед которой установлено вибросито с сеткой 008. От тщательности перемешивания и процеживания краски по многом зависит устойчивая работа наносящих ее устройств и качество покрытия. Готовая окрасочная композиция должна иметь вязкость 15— 20 с по воронке ВЗ-1.