Реферат: Шлаки и теплоизоляционные материалы
СОДЕРЖАНИЕ
1. Тенденции использования топливных шлаков и зол в отечественном строительном производстве
2. Ячеистый бетон
3. Теплоизоляционные материалы
Использованная литература
1. ТЕНДЕНЦИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОПЛИВНЫХ ШЛАКОВ И ЗОЛ В ОТЕЧЕСТВЕННОМ СТРОИТЕЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Золы и шлаки ТЭЦ при правильном и эффективном их использовании представляют собой огромное богатство и источник расширения сырьевых ресурсов различных отраслей промышленности, в первую очередь промышленности строительных материалов. В нашей стране выполнены большие научно-исследовательские работы и накоплен значительный опыт по использованию золошлаковых отходов электростанций.
Большой практический интерес представляет исследование возможностей массового использования золошлаковых смесей в качестве заполнителей в бетоны различного назначения. Это обусловлено как зерновым и химическим составом, так и физико-механическими характеристиками отходов ТЭЦ. Зерновой состав смеси соответствует рекомендуемым составам песков для бетонов, модуль крупности составляет 3,42, что позволяет отнести его по существующей классификации к крупным пескам. По химическому составу материал на 80 % состоит из кремнезема, глинозема и гематита. Результаты испытаний на прочность золошлаковых бетонов естественного твердения, подвергнутых тепловлажностной обработке, показывают, что расход цемента для получения требуемой прочности не превышает нормы.
Для изучения изменения прочности золошлакобетона во времени были проведены исследования бетонов на основе золошлаковых смесей с золоотвалов Беловской ГРЭС, Кемеровской ГРЭС, Новокемеровской ТЭЦ. Бетонная смесь готовилась в трех видах смесителей: турбулентном, гравитационном, принудительного перемешивания. Образцы-кубики 100x100x100 мм подвергались термообработке по режиму 3,5 + 8 + 2 ч. при температуре 90° С, а часть образцов твердело в нормальных условиях. Изменение прочности бетона во времени определяли по результатам испытания образцов в возрасте 1,7, 14, 28, 180 и 1340 сут. Анализ полученных данных показал, что прочность золошлакобетона в возрасте 180 сут. составляет 116 ...128 % от марочной, а через 1340 сут. — 51 ... 68 % в зависимости от состава, условий приготовления и твердения. Таким образом, вопросы повышения долговечности материалов из отходов являются весьма актуальными.
В 1988—1989 гг. Кузбасским политехническим институтом проводились исследования, подтверждающие возможность применения смеси топливных и доменных шлаков для изготовления тяжелых цементных бетонов классов от В7,5 до В35. Эти бетоны обладают физико-механическими и деформативными характеристиками, не уступающими, а иногда и превышающими соответствующие показатели бетонов на природных материалах. Морозостойкость бетона на шлаковом заполнителе составляет F 100 ... F 400, водонепроницаемость W4...W12, предел прочности при сжатии после пропаривания 16...50 МПа. Шлаковый бетон коррозиестоек в условиях сульфатной агрессии и действия жидкой среды жизнедеятельности животных. Технология изготовления бетона на заполнителе из смеси доменного и топливного шлаков легко вписывается в технологические схемы действующих предприятий строительной индустрии.
Растущий дефицит в строительстве вяжущих веществ, в частности портландцемента, заставил ученых и практиков искать пути снижения его расхода в растворах и бетонах без ухудшения их свойств. Эффективные смешанные вяжущие с использованием местных материальных ресурсов были разработаны в Казанском инженерно-строительном институте. Вяжущие получали путем повторного помола рядовых портландцементов с грубодисперсными минеральными порошками природного и искусственного происхождения, такими, как речной песок, доломитовая и известняковая мука, формовочная смесь, зола ТЭЦ. Механо-химическая активация поверхности цемента и минеральной добавки позволяет повысить прочность портландцемента на 20...24 %. Эффект увеличения прочности может быть усилен введением суперпластификаторов. Цементно-песчаные растворы и мелкозернистые бетоны, полученные на смешанных вяжущих, дали хорошие результаты.
Зола электрофильтров и золошлаковые смеси из отвалов — эффективный компонент сырьевой смеси при производстве портландцементного клинкера для замены глинистого и карбонатного компонентов или как корректирующая добавка.
Известен метод Л. Триефе для получения вяжущего из расплава известняка и золы, резко охлаждаемого водой, который затем подвергается помолу и сушке. Этот метод позволяет уменьшить количество известняка до одной трети, отказаться от глины и известняка при получении цемента.
Одним из главных утилизаторов топливных зол и шлаков являются строители дорог. Наблюдения за опытными участками дорог, построенными в разное время в нашей стране и за рубежом, подтверждают возможность использования золы во всех слоях оснований дорожных одежд для любой транспортной нагрузки. Дорожные одежды с использованием зол и шлаков имеют достаточную прочность, морозостойкость, долговечность. Стабилизированные с помощью цемента и золы, материалы продолжают увеличивать свою прочность с течением времени, а наиболее интенсивное нарастание прочности наблюдается в возрасте 90—120 суток.
На протяжении последних 10 лет изготовлено свыше 100 тыс. м3 дорожных плит, дорожного и газонного бордюра, тротуарной плитки, колец и других изделий на золе сухого удаления и гранулированного шлака, полученных от сжигания каменных углей Львовско-Волынского бассейна. Золошлаковые смеси применялись в качестве активных минеральных добавок, микронаполнителей, заполнителей. Изделия для дорожного строительства изготавливались из бетонов классов В15 ... В35. При этом расход золы на 1 м3 бетона составил 50...100 кг, шлака — 200 ... 400 кг. Наилучшие результаты получены при замене 40 % мелкозернистого песка гранулированным шпаком.
Многочисленные исследования, проведенные в последнее время, говорят о том, что введение в состав бетонов золошлаков кислого состава повышает их стойкость в агрессивных средах.
Большой экономический эффект дает применение топливных золошлаков в качестве вяжущего для стабилизации грунтов.
Необходимо отметить более высокую жесткость бетонных смесей на золошлаке по сравнению с бетонными смесями на традиционных заполнителях, что объясняется высокой адсорбцией золошлаковых смесей, способствующей снижению водоцементного отношения, а следовательно, и удобоукладываемости. Прочность золошлаковых бетонов выше, чем у бетонов на традиционных заполнителях. Это связано со многими причинами: во-первых, снижение водоцементного отношения ведет к повышению плотности, а следовательно, и прочности бетона; во-вторых, сказывается эффект "мелкозернистых порошков"; в-третьих, высокая прочность в поздние сроки твердения объясняется эффектом пуццоланизации, характерным для топливных отходов. По результатам исследований построено несколько участков дорог, устроено основание из укатываемого бетона на золошлаковых смесях.
Таким образом, диапазон применения золошлаковых смесей гидроудаления и зол-уноса ТЭЦ весьма обширен. Результаты научных исследований, опытные работы позволяют сделать вывод о замене некоторых традиционных материалов на отходы промышленности. При этом свойства материалов с использованием зопошлаков не только не уступают традиционным, но в некоторых случаях и превосходят их. Надо сказать, что несмотря на большой объем научных разработок в области использования отходов, в нашей стране отходы используются еще очень cлa6o.
2. ЯЧЕИСТЫЙ БЕТОН
Ячеистые бетоны на 60...85% по объему состоят из замкнутых пор (ячеек) размером 0,2...2 мм. Ячеистые бетоны получают при затвердевании насыщенной газовыми пузырьками смеси вяжущего, кремнезимистого компонента и воды. Благодаря высокопористой структуре средняя плотность ячеистого бетона невелика — 300...1200 кг/м3 ; он имеет низкую теплопроводность при достаточной прочности. Бетоны с желаемыми характеристиками (плотностью, прочностью и теплопроводностью) сравнительно легко можно получать, регулируя их пористость в процессе изготовления.
Состав и технология ячеистых бетонов. Вяжущим в ячеистых бетонах может служит портландцемент (или известь) с кремнеземистым компонентом. При применении известково-кремнезёмистых вяжущих получаемые бетоны называют газо- и пеносиликаты.
Кремнеземистый компонент — молотый кварцевый лесок, гранулированные доменные шлаки, зола ТЭС и др. Кремнеземистый компонент снижает расход вяжущего и уменьшает усадку бетона. Применение побочных продуктов промышленности (шлаков и зол) для этих целей экономически выгодно и экологически целесообразно.
Соотношение между кремнеземистым компонентом и вяжущим устанавливается опытным путем.
Для получения ячеистых бетонов используют как естественное твердение вяжущего, так и активизацию твердения с помощью пропаривания (t= 85...90°С) и автоклавной обработки (t= 175° С). Лучшее качество, имеют бетоны, прошедшие автоклавную обработку. В случае применения извести в составе вяжущего автоклавная обработка обязательна.
По способу образования пористой структуры (методу вспучивания вяжущего) различают: газобетоны и газосиликаты; пенобетоны и пеносиликаты.
Газобетон и газосиликат получают, вспучивая тесто вяжущего газом, выделяющимся при химической реакции между веществом-газообразователем и вяжущим. Чаще всего газообразователем служит алюминиевая пудра, которая, реагируя с гидратом оксида кальция, выделяет водород
ЗСа(ОН)2 + 2Аl + 6Н2 О g ЗСаО • Аl2 О3 - 6Н2 О + H2 h
Согласно уравнению химической реакции, 1 кг алюминиевой выделит до 1,25 м3 водорода, т. е. для получения 1 м3 газобетона требуется 0,5...0,7 кг пудры.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--