Золошлакові заповнювачі
Золошлакова сировина може застосовуватися для виготовлення наповнювачів як важких, так і легких бетонів. Пористими заповнювачами для легких бетонів служать: шлаки від спалювання антрациту, кам'яного та бурого вугілля, торфу та сланців; золи, щебінь та пісок з паливних шлаків, аглопорит на основі золи ТЕС, зольний випалювальний та безвипаловий гравій, глинозольний керамзит.
Золошлакові заповнювачі. Властивості зол і шлаків залежать від способу спалювання та виду палива. Оптимальну пористу структуру антрацитових та кам'яновугільних шлаків одержують при шматковому спалюванні, а у шлаків бурого вугілля - при пилоподібному. Недоліком пилоподібного спалювання або переробки в газогенераторах антрациту та кам'яного вугілля є те, що ці процеси призводять до надмірного спікання та отримання в результаті цього щільних та важких заповнювачів.
За зерновим складом шлак являє собою механічну суміш зерен крупністю 0,14-30 мм з окремими включеннями більших частинок, тому її можна розглядати як природну суміш дрібного та великого заповнювачів. У зв'язку з цим шлаки ТЕС доцільно застосовувати в легких і важких бетонах як основний заповнювач, для часткової заміни щебеню (20—50%), а також для поліпшення гранулометричного складу пісків.
Усі паливні шлаки можна класифікувати на основні, кислі та нейтральні. Шлаки кам'яного вугілля в основному кислі. Шлаки деяких бурого вугілля та сланців, що містять до 40% СаО та підвищену кількість оксидів заліза, відносяться до основних. Найменш кислими є антрацитові шлаки.
Так само, як і металургійні, шлаки ТЕС мають бути стійкими проти силікатного та залізистого розпаду. Стійкість проти силікатного розпадупропарюванням та автоклавною обробкою пористого щебеню, а залізистого – 30-денним витримуванням у дистильованій воді. Втрата маси проб не повинна перевищувати 5%.
Для запобігання розпаду паливні шлаки рекомендується застосовувати після тривалого (3-6 місяців) вилежування у відвалах, внаслідок чого в них гаситься вільний оксид кальцію, частково вилуговуються розчинні солі та окислюються паливні залишки. При застосуванні шлаків у бетонах доцільно їх збагачувати, відсіваючи дрібні фракції, що містять найбільшу кількість вугілля, що не згорів, та інших шкідливих домішок.
Насипна щільність паливних шлаків становить 600-1000 кг/м3, середня щільність зерен - 1500-2000 кг/м3. Пористість шлаків зазвичай коливається від 40 до 60%, морозостійкість досягає 50 циклів і більше. Оптимальні структуру та фізико-механічні властивості мають антрацитові шлаки, буровугільні – менш застосовні.
На відміну від щебеню з природного каменю шлаковий щебінь практично не містить щілинних та голчастих зерен, глинистих та інших шкідливих домішок, і при використанні в якості заповнювача в бетонах такий щебінь, як свідчать результати досліджень, забезпечує характеристики міцності до 30 МПа (табл. 3.7) .
Дрібний заповнювач у важких та легких бетонах частково чи повністю може бути замінений золою. При виготовленні конструктивно-теплоізоляційних легких бетонів класів В2,5-В7,5 зола, що використовується як пісок, повинна мати насипну щільність до 1100 кг/м3 і включати зерна розміром менше 0,14 мм у кількості не більше 90% маси. Вміст коксових залишків у золі, отриманої при спалюванні кам'яного вугілля та антрациту, має бути не більше 12%, бурого вугілля-не більше 5%.
Встановлено, що на довговічність бетону під час використаннязол впливає, головним чином, склад паливних залишків, стійкість яких до окислення та впливу вологи залежить у свою чергу від мінералогічного складу вихідного вугілля.
Незгорілі частинки вугілля представлені, в основному, у вигляді залишків коксу та напівкоксу. Негативні властивості цих паливних залишків позначаються незначною мірою, так як кокс і напівкокс стійкі до окислення на повітрі і поглинають мало вологи, а тому мало схильні до об'ємних змін при поперемінному зволоженні та заморожуванні. Визначення якісного складу залишків незгорілого палива дозволяє оцінити доцільність застосування золи як дрібного заповнювача бетону.
Неабиякою мірою властивості бетону залежать від вологості зол і вмісту в них сірчистих і сірчанокислих сполук. Кількість останніх у перерахунку на S03 не повинна перевищувати 3% маси (у тому числі сульфідної сірки в перерахунку на S03 не більше 1%). Вологість має перевищувати 35% по масі. Для отримання довговічного золобетону для армованих легкообетонних конструкцій золи ТЕС повинні також містити знижену кількість глинистих частинок при підвищеному вмісті склофази (не менше 50-60%).
Застосування в бетонах золи-винесення дозволяє замінювати як частину піску, так і частину цементу. Кількість вводиться до складу бетону золи може досягати 150-250 кг/м3 і більше. При виборі можливого вмісту золи в бетоні слід враховувати вплив золи на властивості бетонної суміші. Залежно від вмісту золи, вплив її на водопотребу може бути несуттєвим або значним. Так, якщо введення до складу бетону до 70-90 кг золи дисперсністю 3000-4500 см2Д практично не позначається на водопотребі бетонної суміші, то подальше збільшення вмісту золи аж до 300 кг на 1 м3бетону призводить до збільшення водопотреби бетонної суміші на 5-6% на кожні 50 кг додатково вводиться золи.
Золобетони можна отримувати з широким діапазоном властивостей: за міцністю на стиск - 0,5-40 МПа, середньої щільності - від особливо легких (р0 До змісту книги: Будматеріали з відходів