Мелкозернистые бетоны из отходов промышленности
Химический анализ золошлаков 4 х ТЭС проводился в соответствии с ГОСТами 25818-91; 10538; 11022; 5382-91. Данные исследований приведены в таблице 1.14. Сравнивая приведенные данные с требованиям ГОСТ 25818-91, можно сделать вывод, что золы всех ТЭС относятся к основным (О), т.к. содержание оксида кальция более 10%, и могут быть использованы в непереработанном виде только для III вида бетонов (для изделий и конструкций из ячеистого бетона).
Задача же наших исследований была направлена на достижение показателей 1Ш вида (для железобетонных конструкций и изделий из тяжелого и легкого бетона). Для этого вида все 4 золы не проходят по содержанию САОсвоб (у всех более 5%), а на Абаканской ТЭЦ еще и по содержанию MgO (6,31% вместо 5).
Поэтому нами были проведены детальные исследования и разработаны новые составы бесцементного бетона, в которых СаОсвоб связывается микрокремнеземом (отходом производства ферросплавов) за счет комплекса мер (помол золы Абаканской ТЭЦ, введение микрокремнезема, двойная термообработка: затво-рение горячей водой и термообработка бетона). Получен патент на новый состав и технологию бесцементного бетона на основе высококальциевых зол (исследования приведены в 5ой главе). В этом случае обеспечивается равномерность изменения объема бетона при испытании в автоклаве по ГОСТ 25818-91 (Приложение 3) и долговечность бетона (в 5 главе приведены данные за 5 лет).
Оценивая данные химанализа с требованиями ТУ 34-70.10898-88 [6] можно сделать следующие выводы:
- По коэффициенту качества (Кк = СаО + АlО3 + MgO / SiO2), определяющему вяжущие свойства золы, все 4 вида золы обладают ими (1,86; 1,89; 1,39; 1,13 соответственно), т.к. Кк у всех выше 1. Но первые 3 относятся к l2^ сорту (выше 1,2), а зола Абаканской ТЭЦ ко второму сорту ( >1 и <1,2 ).
- По содержанию СаОсвоб зола Юргинской ТЭЦ относится к первому сорту (менее 6%), а остальные три золы ко 2ому (не более 9%).
- По содержанию MgO первые три золы относятся к lому сорту (не более 3%), а зола Абаканской ТЭЦ ко второму (до 7%).
34 Таблица 1.14. Результаты химического анализа зол и шлаков ТЭС от сжигания углей КАТЭКа № п/п | Наименование зол и шлаков ТЭС | Состав, % | SiO2 | А1203 | СаОобш | в т.ч. СаОсвоб | Fe203 + FeO | MgO | Na2O + K20 | TiO2 | MnO | P205 | SO3 | ППП | 1. | Зола сухого отбора Новосибирской ТЭЦ-3 | 26,78 | 7,64 | 39,25 | 6,82 | 15,37 | 3,04 | 1,80 | 0,76 | 0,44 | 0,23 | 4,48 | 1,65 | 2. | Гранулированный шлак Новосибирской ТЭЦ-3 | 37,98 | 7,41 | 26,91 | 0,83 | 31,22 | 2,33 | 4,28 | 0,80 | 0,46 | 1,03 | 0,59 | 0,51 | 3. | Зола сухого отбора Барнаульской ТЭЦ-3 | 26,64 | 8,47 | 39,41 | 6,35 | 14,50 | 2,64 | 1,58 | 0,75 | 0,52 | 0,11 | 5,28 | 1,17 | 4. | Гранулированный шлак Барнаульской ТЭЦ-3 | 37,92 | 6,35 | 33,41 | 0,92 | 26,71 | 2,03 | 1,70 | 0,80 | 0,34 | 0,35 | 0,70 | - | 5. | Зола сухого отбора Юргинкой ТЭЦ | 32,65 | 11,08 | 31,73 | 5,62 | 16,03 | 2,87 | 1,93 | 0,72 | 0,43 | 0,26 | 1,87 | 1,06 | 6. | Шлаковый песок Юргинской ТЭЦ | 35,68 | 7,96 | 28,94 | 0,67 | 19,82 | 2,16 | 2,13 | 0,87 | 0,39 | 0,38 | 0,47 | 0,62 | 7. | Зола сухого отбора Абаканской ТЭЦ | 39,45 | 7,11 | 31,20 | 8,96 | 10,79 | 6,31 | 1,1 | 0,90 | 0,18 | 0,06 | 0,86 | 1,85 | 8. | Гранулированный шлак Абаканской ТЭЦ | 56,47 | 8,16 | 29,92 | - | 9,63 | 3,50 | - | - | 0,17 | 0,05 | 0,01 | - |
35 - По содержанию П.П.П. все золы относятся к первому сорту и превосходят требования ТУ в 2-3 раза.
- По степени дисперсности (удельной поверхности) первые три золы превосходят ТУ для 1 го сорта (выше 2800 см2/г), а зола Абаканской ТЭЦ относится ко 2ому сорту (менее 2800 см2/г и более 2000 см2/г).
Сравнивая данные химанализа шлаков 4 хТЭС с требованиями ГОСТа 25589-91, можно отметить, что все они отвечают его требованиям для применения в бетонах (СаОсвоб< 10%; SО3 не более 3%; П.П.П. не более 3%).
Рентреноструктурный анализ зол 4х указанных ТЭС свидетельствует о преобладании в них кристаллического кварца, ангидрида, соединений оксида кальция с оксидами железа и алюминия (двухкальциевый силикат, четырехкальциевый алюмоферрит, алюминаты кальция, ферриты кальция), затем стеклофаза, гематит и примеси, а также СаО и MgO в свободном состоянии. Дифрактограммы зол приведены на рисунках 1.19...1.22.
Рис. 1.19. Дифрактограмма золы сухого отбора Новосибирской ТЭЦ 3
Анализ шлаков вышеуказанных ТЭС показал преимущественное содержание в них рентгеноаморфного вещества (стек-лофазы), небольшого количества кварца с различными примесями. На рис. 1.23 и 1.24 приведены дифрактограммы шлаков 2 х ТЭС (Новосибирской и Барнаульской ТЭЦ 3).
36
Рис. 1.20. Дифрактограмма золы сухого отбора Барнаульской ТЭЦ 3
Рис. 1.21. Дифрактограмма золы сухого отбора Юргинской ТЭЦ
37
Рис. 1.22. Дифрактограмма золы сухого отбора Абаканской ТЭЦ
38 |