Използване на пепел от нефтени шисти "ZOLEST-bet" в бетони и разтвори
В момента иновация в строителството може да се нарече всяка иновация, било то технология или материали, която ви позволява да спечелите предимства пред конкурентите в съответната индустрия. Прилагането на всяка иновация, разбира се, засяга не само уместността, но и изплащането на проектите. Известно е, че често „новото е добре забравено старо” и проектът на ПрофЦимент-Вектор може да служи като пример за това. В края на 2009 г. въведе на пазара в Северозападна България продуктите, произведени от Eesti Energia Narva Power Plants JSC (Естония) - шистова пепел с търговските марки ZOLEST-bet, ZOLEST-block, ZOLEST-bio, доставяна в България в милиони тонове до 1991 г. и практически неизползвана днес. Пепелта от нефтени шисти няма аналози на територията на Руската федерация, както и в света, а обхватът на приложение е доста широк:
1. Производство на строителни материали: цимент, газобетонни блокове, сухи смеси, бетон, хоросан, стоманобетон.
2. Запълване на отработени мини и кариери с бетонови разтвори на основата на шистова пепел.
3. Изграждане на основи за магистрали, железопътни линии и тръбопроводи.
4. Стабилизиране на замърсени и нестабилни почви на пристанища, речни канали, основи на сгради, площадки и др.
Във всички тези области JSC Eesti Energia Narva Power Plants участва в големи проекти с други страни, имайки повече от 100 години опит в преработката на нефтени шисти, въвеждайки своите технологии по целия свят.
Циментите на естонския завод "Kunda Nordic Cement" на концерна Heildelberg използват електростатична шистова пепел като добавка от 60-те години. Въвеждането на пепел в линията за производство на цимент в завода се извършва чрез сепаратор, разположен непосредственослед мелницата за клинкер, без да променя химичния и гранулометричен състав.
Презентации направиха: 1. Зиновий Ентин - доктор на техническите науки, професор в Московския химико-технологичен университет. Д. И. Менделеев, ръководител на фирма Цемискон;
2. Лев Судакас - доктор на техническите науки, главен изследовател на АД "Институт ГипроЦимент";
3. Николай Ватин - доктор на техническите науки, професор, ръководител на катедра "Технология на икономиката и организацията на строителството" на Санкт Петербургския държавен политехнически университет;
4. Александър Потоцки - ръководител на отдела за продажба на пепел на JSC "Eesti Energia Narva Power Plants";
5. Марина Мартинова - заместник генерален директор по качеството на ЗАО "Метробетон";
6. Елена Кемпи - директор на тестовия център на LLC "Accept";
7. Людмила Цивлина - ръководител на лабораторията за контрол на качеството на Neostrom LLC.
Събитието привлече над 100 специалисти от 51 компании, използващи цимент в своята дейност. Сред посетителите на семинара бяха ръководителите на лаборатории и технологични звена на най-големите компании, произвеждащи строителни материали в областта на бетона и разтворите в град Санкт Петербург. Присъстваха и водещи специалисти от московския циментов пазар.
По време на семинара интензивно бяха обсъдени проблемите, свързани с използването на пепел от нефтени шисти "ZOLEST-bet" в бетон и разтвор. Докладите засягаха производството на шистова пепел, икономическата и логистична осъществимост на въвеждането на този продукт, законността на използването на шистова пепел в бетон и хоросан, както и спецификата на практическото прилагане на нефтена шистова пепел в предприятията.
Пепелта от петролни шисти "ZOLEST-bet" е вторичен продукт, получен в топлоелектрически централидиспергирани нефтени шисти като технологично гориво и принадлежи към групата материали, наречени "летлива пепел" в циментовата технология. Съставът на шистовата пепел включва минерали от портландциментов клинкер - до 10% дикалциев силикат (2CaO, SiO 2 ), до 2% трикалциев алуминат (3CaO, Al 2 O 3 ), освен това около 30% от стъкловидната фаза, до 17% калциеви сулфати, около 30% неразтворим остатък, до 11% свободен, несвързан калциев оксид (CaO с c).
Професор Зиновий Ентин обърна специално внимание на съдържанието на CaO в частиците на шистовата пепел, тъй като хидратацията на този елемент в циментите е бавна и има отрицателен ефект във вече втвърдените бетони. Частиците от електростатична шистова пепел "ZOLEST-bet" са при високи температури само за три до четири секунди и нямат време да образуват плътна кристална решетка, а около частицата се образува анхидрит поради реакцията с димните газове. Това е, което създава фундаменталната разлика между състоянието на агрегиране на CaO лек в шистова пепел и състоянието на агрегация на CaO лек в циментов клинкер, където той се изпича за 30-40 минути и образува плътна кристална решетка, която може да хидратира още 2-3 години, образувайки пукнатини в бетона. В същото време състоянието на агрегиране на CaO лек в пепел от нефтени шисти е такова, че хидратацията се забавя до около седем дни от момента на смесване на бетона, докато анхидритът се хидратира, което не води до образуване на пукнатини в бетонните конструкции.
Като цяло, ZOLEST-bet шистова пепел в бетони и разтвори, използвана вместо част от цимент, позволява значително да се спести средно с 25%, подобрява якостните характеристики на бетонната смес и намалява потреблението на вода на сместа с до 20%. Това е цялостнодобавка, която повишава устойчивостта на замръзване, корозия и хидротермична устойчивост, с ниско свиване и др. Марина Мартинова и Людмила Цивлина разказаха на публиката за това въз основа на собствения си опит и изследвания върху пепелта от нефтени шисти.
Резултатът от работата на тестовия център "Accept" бяха показателите за химическа устойчивост на бетона с помощта на "ZOLEST-bet". Методът за определяне на химическата устойчивост на бетона се основава на фиксиране на промяната в масата на пробата и нейната якост на огъване след задържане на контролни проби в агресивна среда (3% воден разтвор на сярна киселина с Ph = 3) за определено време. Въпреки че обикновеният бетон не е изложен на подобни въздействия в реални условия, този метод е избран за засилване на евентуални негативни процеси в бетона. След 180 дни контролните проби на ZOLEST-bet показват увеличение на теглото, здравината и липсата на пукнатини.
Съществуващата правна рамка и съществуващите стандарти позволяват използването на петролна шистова пепел ZOLEST-bet като добавка към бетони и строителни разтвори и се препоръчва за използване на обекти от Комитета по строителството на Санкт Петербург. Днес ProfCement-Vector внедрява ZOLEST-bet в съответствие с техническите спецификации № 5745-001-87367999-2009, съгласувани с главния изследовател на Giprocement Institute, доктор на техническите науки Лев Судакас.
Въпреки това тестовият център Цемискон, ръководен от проф. Зиновий Ентин, работи по създаването на нови технически условия за използване на електростатична шистова пепел в бетона и подготвя материали за издаването на българския стандарт за използване на ZOLEST-bet в началото на 2012 г.
Българските централи предлагат пепелта си на пазара предимно по-евтино или на същото нивосъщия ценови диапазон като ZOLEST-bet пепел от нефтени шисти. Най-известните от тях са Рефтинская и Красноярская, но те са значително по-ниски от шистовата пепел по отношение на получения качествен ефект, стабилността на химичния състав, възможните обеми и надеждността на доставките.
Всички български електроцентрали заедно произвеждат около 50 милиона тона въглищна пепел годишно. В същото време системите за отстраняване на пепел са предназначени за депа за пепел, където пепелта се доставя с вода. Сухата летлива пепел, която може да се използва в бетон, изисква система от силози и пневматичен транспорт, както и системи за товарене на пепел в железопътни вагони и превозни средства. Основният обем въглищни електроцентрали в България се намират на разстояние от 2500 до 6000 километра от Санкт Петербург и не е необходимо да се говори за стабилни доставки на пепел от въглища. В същото време разстоянието от Санкт Петербург до Нарва е само 150 км, а вагоните за пепел ZOLEST-bet са на път от пет до седем дни. Така надеждността и ефективността на доставките е несравнимо по-висока поради късото разстояние. В допълнение, нашата компания създава система от складове за пепел, откъдето пепелта може да бъде получена с циментовози.
Важно е, че българските електроцентрали все още не могат да произвеждат летлива пепел със стабилни свойства, което се обяснява както с честото използване на различни въглища, така и с липсата на ясни корпоративни стандарти за мониторинг на пепелта и технически средства за управление на производството на пепел със стабилни показатели. В това отношение естонските електроцентрали се отличават значително с наличието на фирмени стандарти за всички видове доставяна пепел от нефтени шисти, които описват подробно системата за мониторинг на продукта, както и мощен флот от силози (8 силоза по 3500 тона всеки).
Към днешна дата се произвежда само в Санкт Петербургповече от 400 хил. кубични метра бетон с пепел от нефтени шисти ZOLEST-bet. Ръстът на потреблението на цимент през тази година неизбежно ще доведе до увеличаване на цената му до 4000-5000 рубли на тон, което ще направи използването на пепел от нефтени шисти ZOLEST-bet още по-привлекателно.