Шлаковые и зольные бетоны: классификация, технологические процессы производства и полезные свойства

К бетонам данной группы можно отнести бетоны на основе из-вестково-шлаковых и известково-зольных вяжущих, гипсошлаковом, сульфатно-шлаковом и шлаковом бесклинкерном цементах. В самостоятельную группу можно выделить шлакощелочные бетоны, рассматриваемые отдельно.
Шлаки и золы занимают одно из первых мест среди промышленных отходов. Они образуются при высокотемпературных промессах (1300-1700С) в результате взаимодействия топлива, руды плавней при получении металлов (металлургические шлаки) или при сжигании твердых видов топлива на тепловых электростанциях (топливные шлаки и золы).
Металлургические шлаки подразделяют на шлаки черной и цветной металлургии.
В зависимости от характера процесса и типа печей шлаки черной металлургии делят на следующие виды: доменные, сталеплавильные (мартеновские, конвертерные, бессемеровские и томасовские, электроплавильные), производства ферросплавов, ваграночные шлаки. Наибольшим является выход доменных шлаков, на 1 т чугуна он составляет 0,6-0,7 т. При выплавке стали выход шлаков на 1 т значительно меньше: при мартеновском способе -0,2-0,3; бессемеровском итомасовском -0,1-0,2; при выплавке стали в электропечах - 0,1 -0,04.
Выход шлаков в цветной металлургии зависит от содержания извлекаемого металла в исходной шихте.
Химический состав доменных шлаков представлен в основном четырьмя оксидами: СаО (29-30%), МgО (0-18%), Аl2О3 (5-23%) и SiO2 (30-40%). В небольшом количестве в них содержатся оксиды железа (0,2-0,6%) и марганца (0,3-1%), а также сера (0,5-3,1%). Сталеплавильные шлаки характеризуются более высоким содержанием оксидов железа (до 20%) и марганца (до 10%).
Для шлаков цветной металлургии характерны пониженное содержание СаО+МgО (7-13%) и высокое содержание FеО (21-61%). Кроме основных компонентов, шлаки цветной металлургии могут содержать в небольших количествах неизвлеченные металлы - медь, цинк, свинец, никель и др.
Наиболее распространенным способом переработки шлаков является грануляция, сущность которой заключается в резком охлаждении шлаковых расплавов водой, паром или воздухом и образовании в результате этого стекловидных зерен размером до 10 мм.
При сжигании твердых видов топлива в топках тепловых электростанций образуется зола в виде пылевидных остатков и кусковой шлак.
Топливные шлаки - основной вид отходов при кусковом сжигании топлива. При пылевидном сжигании шлаки составляют 10-25% от массы образуемой золы. Шлаки образуются в результате спекания отдельных частиц на колосниковой решетке при температуре свыше 1000 С или охлаждения расплавленной минеральной части топлива при температуре более 1300С.
Топливные шлаки представляют собой механическую смесь зерен размером 0,14-20 мм. Химический состав топливных шлаков, как и зол, может изменяться в широком диапазоне - от сверхкислых (М0<0,1) до основных (Мо>1). Многие топливные шлаки характеризуются значительным количеством (20% и более) оксидов железа, содержащихся преимущественно в закисной форме. Содержание стекловидной фазы достигает 85-98%, у основных шлаков оно значительно ниже. В кристаллической фазе возможно наличие минералов: муллита, геленита, волластонита, двухкальциевого силиката и др.
В связи с интенсификацией процессов сжигания твердого топлива и переходом к использованию в тепловой энергетике многозольных видов углей и сланцев эффективно применение топок с жидким шлакоудалением. Продуктами жидкого шлакоудаления из энергетических топок являются топливные гранулированные шлаки, образуемые в результате быстрого охлаждения водой минерального расплава.
В отличие от зол, шлаки, образуемые при более высоких температурах, практически не содержат несгоревшее топливо и характеризуются большей однородностью.
Шлак удаляют гидравлическим или сухим способом. При гидравлическом способе, имеющем большее распространение, золы и шлаки смешиваются.
Золы подразделяются на высококальциевые (СаО>20%) и низкокальциевые (СаО<20%). Для первых преобладающими являются кристаллические фазы, для вторых - стекло и аморфизи-рованное глинистое вещество. Высококальциевые золы, в свою очередь, делят на низкосульфатные (8О3<5%), получаемые при сжигании угля и торфа, и сульфатные (SiО3>5%) - при сжигании сланцев.
Интегральной характеристикой химического состава зол служит модуль основности Мо, который для основных зол составляет М0>0,9; кислых - 0,6-0,9; сверхкислых - М0<0,6. В основных золах суммарное содержание СаО+МдО достигает 5-%, в сверхкислых - 12. Последние являются более распространенными.
По величине удельной поверхности золы делят на: тонкодисперсные (5>400 м2/кг), среднедисперсные (200-400) и грубодис-персные (5<200). При насыпной плотности менее 800 кг/м3 золы считаются легкими, 800-1000 - средней плотности и более 1000 -тяжелыми.
В зависимости от содержания несгоревших углеродистых частиц золы и шлаки ТЭС делят на 6 категорий, %: 1- до 5; 2- 6-10; 3-11 -15; 4- 16-20; 5- 21 -25; 6 - более 25.

Авторы: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин

• Приведенная информация с которой рекомендуем ознакомиться посодействует уменьшению затрат на бетон в Домодедове.
• Размещенная тут /beton/v/rayon/dmitrov/ информация посодействует оптимизации затрат на бетон в Дмитрове.
• Все детали про стоимость бетона 500 (цена, распространенность, сфера применения и местонахождение производств).