Инертни материали за пепел и шлака
Суровините от пепел и шлака могат да се използват за производството на добавъчни материали както за тежки, така и за леки бетони. Порести добавъчни материали за лек бетон са: шлака от изгаряне на антрацит, черни и кафяви въглища, торф и шисти; пепел, трошен камък и пясък от горивни шлаки, аглопорит на базата на пепел от ТЕЦ, пепел калциниран и некалциниран чакъл, глина пепел експандирана глина.
Инертни материали за пепел и шлака. Свойствата на пепелта и шлаката зависят от начина на изгаряне и вида на горивото. Оптималната пореста структура на антрацитните и въглищните шлаки се получава при бучково изгаряне, а за кафявите въглищни шлаки - при прахообразно изгаряне. Недостатък на прахообразното изгаряне или газификация на антрацит и битуминозни въглища е, че тези процеси водят до прекомерно синтероване и в резултат на това се получават плътни и тежки агрегати.
Според зърнестия състав шлаката е механична смес от зърна с размер 0,14–30 mm с отделни включвания на по-едри частици, поради което може да се разглежда като естествена смес от фини и едри агрегати. В тази връзка е препоръчително да се използват шлаки от ТЕЦ в леки и тежки бетони като основен пълнител, за частична замяна на натрошен камък (20–50%), както и за подобряване на гранулометричния състав на пясъците.
Всички горивни шлаки могат да бъдат класифицирани като основни, киселинни и неутрални. Въглищните шлаки са предимно кисели. Основни са шлаките от някои кафяви въглища и шисти, съдържащи до 40% CaO и повишено количество железни оксиди. Антрацитните шлаки са най-малко киселинни.
Подобно на металургичните шлаки, шлаките от ТЕЦ трябва да са устойчиви на силикатно и желязо разлагане. Устойчивостта на силикатно разлагане се определя отпропарване и автоклавиране на порести развалини и железни - 30-дневно стареене в дестилирана вода. Загубата на маса на пробите за изпитване не трябва да надвишава 5%.
За да се предотврати разлагането, горивните шлаки се препоръчват да се използват след дълго (3-6 месеца) стареене в сметища, в резултат на което свободният калциев оксид се охлажда в тях, разтворимите соли се излугват частично и остатъците от гориво се окисляват. Когато се използва шлака в бетон, препоръчително е да се обогати чрез пресяване на фини фракции, съдържащи най-голямо количество неизгорели въглища и други вредни примеси.
Обемната плътност на горивната шлака е 600–1000 kg/m3, средната плътност на зърната е 1500–2000 kg/m3. Порьозността на шлаката обикновено варира от 40 до 60%, устойчивостта на замръзване достига до 50 цикъла или повече. Антрацитните шлаки имат оптимална структура и физико-механични свойства, лигнитните шлаки са по-малко приложими.
За разлика от натрошен камък от естествен камък, шлаковият натрошен камък практически не съдържа люспести и иглени зърна, глина и други вредни примеси, а когато се използва като пълнител в бетон, такъв натрошен камък, както се вижда от резултатите от изследванията, осигурява якостни характеристики до 30 MPa (Таблица 3.7).
Финият добавъчен материал в тежкия и лек бетон може да бъде частично или напълно заменен с пепел. При производството на структурни и топлоизолационни леки бетони от класове B2.5-B7.5 пепелта, използвана като пясък, трябва да има насипна плътност до 1100 kg / m3 и да включва зърна с размер под 0,14 mm в количество не повече от 90% от масата. Съдържанието на коксови остатъци в пепелта, получена при изгаряне на каменни въглища и антрацит, трябва да бъде не повече от 12%, кафяви въглища - не повече от 5%.
Установено е, че дълготрайността на бетона при използванепепелта се влияе главно от състава на горивните остатъци, чиято устойчивост на окисляване и влага зависи от своя страна от минералогичния състав на първоначалните въглища.
Неизгорелите въглищни частици са представени главно под формата на остатъци от кокс и полукокс. Отрицателните свойства на тези горивни остатъци засягат в малка степен, тъй като коксът и полукоксът са устойчиви на окисление във въздуха и абсорбират малко влага и следователно са малко обект на обемни промени по време на редуващо се овлажняване и замразяване. Определянето на качествения състав на неизгорелите остатъци от гориво дава възможност да се оцени целесъобразността на използването на пепел като фин бетонов агрегат.
До голяма степен свойствата на бетона зависят от съдържанието на влага в пепелта и съдържанието на серни и сулфатни съединения в тях. Количеството на последното по отношение на S03 не трябва да надвишава 3% от теглото (включително сулфидната сяра по отношение на S03 не повече от 1%). Влажността не трябва да надвишава 35% от теглото. За да се получи траен пепелен бетон за стоманобетонни конструкции от лек бетон, пепелта от топлоелектрически централи също трябва да съдържа намалено количество глинести частици с повишено съдържание на стъклена фаза (поне 50–60%).
Използването на летлива пепел в бетона позволява да се замени както част от пясъка, така и част от цимента. Количеството въведена пепел в бетона може да достигне 150–250 kg/m3 или повече. При избора на възможното съдържание на пепел в бетона трябва да се вземе предвид ефектът на пепелта върху свойствата на бетоновата смес. В зависимост от съдържанието на пепел ефектът му върху потреблението на вода може да бъде незначителен или значителен. Така че, ако въвеждането на до 70–90 kg пепел с дисперсия от 3000–4500 cm2D в състава на бетона практически не влияе на потребността от вода на бетонната смес, тогава по-нататъшно увеличаване на съдържанието на пепел до 300 kg на 1 m3бетон води до увеличаване на водопотребността на бетоновата смес с 5-6% за всеки 50 kg допълнително въведена пепел.
Пепелният бетон може да се получи с широк спектър от свойства: по отношение на якостта на натиск - 0,5-40 MPa, средна плътност - от допълнителна светлина (p0 Към съдържанието на книгата: Строителни материали от отпадъци