Свойства заполнителей и методы испытаний 2 страница

Кроме физико - химического взаимодействия на сцепление заполнителя с цементным камнем положительное влияние оказывает механическое зацепление ( в случае шероховатой поверхности зерен), преодоление которого при разрушении бетона связано с сопротивлением цементного камня сразу.

На прочность сцепления зерен заполнителя с цементным камнем влияет чистота их поверхности. Природные заполнители нередко бывают загрязнены, например, глинистыми примесями, обволакивающими их зерна тонкой пленкой. Эта пленка мешает сцеплению. Поэтому такие заполнители необходимо предварительно промыть. В случае применения непромытых заполнителей целесообразно при приготовлении бетонной смеси сначала перемешать заполнители с водой в бетоносмесителе и лишь потом добавить цемент.

Положительное влияние на сцепление оказывает пористость зерен заполнителя. Благодаря отсосу воды пористыми заполнителями в бетонной смеси цементное тесто проникает в открытые поры, т.е. имеет место повышенное механическое зацепление. Кроме того, водопоглощение устраняет опасность образования у поверхности заполнителей водных пленок, мешающих сцеплению. Однако в научно - технической литературе имеются данные о том, что в зоне контакта некоторых пористых заполнителей с цементным камнем наблюдаются микрозазоры, которые ослабляют сцепление. Это говорит о необходимости учета физико - химической активности пористых заполнителей к продуктам гидратации цемента (прежде всего к гидроксиду кальция).

Физико - химическая активность заполнителей зависит от химического и минералогического их состава, что необходимо учитывать при исследовании сцепления ( срастания) заполнителей с цементным камнем.

Согласно положениям науки о сопротивлении материалов, в нагруженном бетонном образце или конструкции распределение напряжений между компонентами конгломерата зависит от соотношения их модулей упругости. Высокопрочный заполнитель (например, гранитный) является наиболее жестким компонентом бетона, который принимает нагрузку на себя, несколько разгружает растворную часть сечения и тем самым отдаляет образование в ней трещин. Даже когда они появились (при возрастающей нагрузке) заполнитель, связывая бетон воедино, иногда может еще обеспечить восприятие нагрузки образцом или конструкцией. Таким образом, заполнители как бы «армируют» бетон. Этот эффект может быть достигнут только при достаточно большом содержании заполнителя (около 900 л/м3). Если крупного заполнителя в бетоне мало и он представляет собой «плавающие» включения, не связанные между собой, то эффект «армирования» отсутствует (рис.3).

Прочность бетона существенно зависит от прочности заполнителя (рис.4). Поэтому признано считать, что заполнитель эффективно применять для получения бетонов, прочность которых не меньше прочности растворного скелета (т.е. Rб ≥ Rр.с. ).

Плотность бетона. Тяжелый бетон имеет существенный недостаток - конструкции из него получаются тяжелыми. В изгибаемых ЖБК нередко половина несущей способности используется на восприятие собственной массы. Это особенно ощутимо в большепролетных конструкциях, что выдвигает необходимость применения предварительно напряженного армирования. Еще большего эффекта можно добиться за счет применения легкого бетона.

Легкие бетоны позволяют снизить массу конструкций на 20 - 40%, повысить их полезную несущую способность или сократить расход арматурной стали. Кроме того, достигается большой экономический эффект за счет сокращения затрат на транспорт и монтаж конструкции, а также за счет снижения нагрузки на все нижележащие конструкции.

Снижение плотности бетона достигается за счет применения легких пористых заполнителей, которые должны иметь необходимую прочность (рис.4).

При изучении дисциплины «Технология бетонных и железобетонных изделий» рассматривалось влияние заполнителей бетона на его упругие и пластические деформации под нагрузкой, усадку и долговечность.

Л Е К Ц И Я 4

Тема : Заполнители для тяжелого бетона.

План лекции.

1. заполнители из природных плотных каменных пород.

1.1. Сырьевая база основных нерудных строительных материалов.

1.2. Основы производства природного и дробленого песка.

1.3. Основы производства гравия.

1.4. Основы производства щебня.

1.1.Заполнители из природных плотных каменных пород имеют наибольшее применение. Они используются для получения обычных тяжелых бетонов, а также в ряде случаев для бетонов специального назначения.

Основной сырьевой базой для производства заполнителей являются плотные природные каменные горные породы, которые по происхождению подразделяются на три группы; изверженные , осадочные и метаморфические.

Изверженные горные породы образовались в результате застывания расплавленной магмы. Их структура и свойства зависят от условий, в которых остывала магма; а) глубинные (интрузивные) - образовались при медленном остывании магмы, имеют зернисто-кристаллическую структуру; б) излившиеся (эффузивные) - образовались при сравнительно быстром остывании магмы на поверхности земли, не успев кристаллизоваться, и имеют стекловатую, скрытокристаллическую или порфировую (с кристаллическими вкраплениями)структуру.

По химическому составу изверженные породы подразделяются :

а) кислые ( SiO2 более 65%); б) средние ( SiO2 = 55-65%); в) основные ( SiO2 меньше 55%).

Кислые породы : гранит, роговообманковый гранит, авгитовый гранит, кварцевый порфир. Плотность пород 2600-2700 кг/м3, предел прочности при сжатии 100-250 Мпа.

Средние породы : а) ортоклазовые - сиенит, авгитовый сиенит, ортоклазовый порфир. Плотность породы 2600-2800 кг/м3, Rcж =120-250 Мпа, б) с кислым и средним плагиоклазом - диорит, авгитовый диорит, порфирит, плотность породы 2800-3000 кг/м3, Rсж = 150-280 Мпа.

Основные породы : габбро, диабаз, базальт, плотность породы 2900-3300 кг/м3; R сж = 200-500 Мпа.

Осадочные горные породы образовались в природе как результат разрушения первичных пород под действием воды, ветра, переменных температур, химической и биохимической коррозии.

Обломочные осадочные породы .Образовались залежи песка и гравия. Это рыхлые породы, представляющие собой скопления обломков материнской горной породы, чаще всего зерна кварца как наиболее стойких. Пески с содержанием кварца более 60% (нередко до 95%) называют кварцевыми, с содержанием зерен полевого шпата до 50% - кварцево-полевошпатовыми, а при большем содержании зерен полевого шпата - полевошпатовыми.

Большинство эксплуатируемых месторождений песка и гравия аллювиального происхождения. Они образованы речными отложениями. Вода не только переносит и переотлагает залежи песка и гравия, но одновременно промывает и сортирует их. Зерна песка и гравия в таких отложениях имеют более или менее окатанную форму.

Песок и гравий горные (овражные) ледникового происхождения не отсортированы, залегают в виде песчано-гравийных смесей и часто загрязнены глинистыми примесями.

Золовые залежи песков, образованные ветром (дюнные, барханные и т.п.),в бетонах применяются ограниченно, т.к. они очень мелки и их зерна имеют гладкую поверхность.

Обломочные горные породы могут быть сцементированными. Так, песчаники представляют собой уплотненные пески (преимущественно кварцевые), склеенные цементирующими веществами, принесенными просачивающимися водами. Некоторые разновидности песчаников (кремнистые и известковые) достаточно прочны ( Rсж до 150 Мпа) и применяются для производства заполнителей.

Карбонатные осадочные породы (известняки и доломиты) широко применяются для производства заполнителей. Плотные кристаллические известняки имеют плотность до 2700 кг/м3 и Rсж до 200 Мпа. Другие разновидности известняков могут быть неоднородны по плотности и прочности.

Основной породообразующий минерал известняков - кальцит СаСОз. Известняки стойки при воздействии щелочей в среде портландцементного камня отличаются хорошим сцеплением с ним в бетоне.

Доломит составлен одноименным минералом СаСОз х MgСО3.

Эта горная порода может быть весьма плотной и прочной.

Карбонатные породы распространены в различных регионах и составляют около 60% камня, перерабатываемого на щебень.

Метаморфические горные породы образовались в результате изменения изверженных или осадочных пород в толще земной коры под действием высоких давлений и температур; а также сдвигов.

Из метаморфических пород для производства заполнителей используются :

1)метаморфизированные граниты - гнейсы, отличающиеся от гранитов слоистым строением, что увеличивает в щебне количество пластинчатых зерен;

2) метаморфизированные кремнистые песчаники-кварциты представляют высокопрочную породу сросшихся между собой кристаллов кварца, они стойки к воздействию щелочей и кислот, но проявляют недостаточное сцепление с цементным камнем;

3) метаморфизированные известняки - мраморы, образовались в результате перекристаллизации известняков, имеют высокий предел прочности (до 300 Мпа) при дроблении образуют зерна с шероховатой поверхностью, обеспечивающей хорошее сцепление с цементным камнем.

В значительной степени месторождения нерудных полезных ископаемых разведаны, но разведка их продолжается с той целью, чтобы обнаружить месторождения, находящиеся как можно ближе к районам применения.

При разработке месторождений необходимо выполнять требования по охране окружающей среды. Сырье необходимо добывать бережно, стремиться к его полному и экономному использованию, а после выработки месторождения производить работы по восстановлению ландшафта и рекультивации земель.

1.2. Природный песок добывается в песчаных и песчано-гравийных карьерах. По условиям залегания месторождения песка карьеры подразделяются на косогорные, равнинные и водные. Песок в карьерах добывают или открытым способом, или подводной разработкой.

Открытый способ добычи песка наиболее распространен. Слой почвы, под которым находятся залежи песка, называют вскрышей.

Вскрышные работы, т.е. удаление вскрыши за пределы карьера и обнажение залежей, осуществляется бульдозерами, скреперами, а при большой мощности слоя вскрыши - экскаваторами с вывозкой в отвал автосамосвалами .

Для разработки песка в открытых карьерах используют разнообразные экскаваторы, а также скреперы и другие машины.

Разработка месторождений песка ведется строго по карте, составленной на основании детальной геологической разведки. Качество и однородность песка систематически контролируется. Участки некачественного песка обходятся или разрабатываются с вывозкой в отвал.

Карьерный транспорт - автосамосвалы и автотягачи с прицепами и полуприцепами, самосвалы-троллейвозы, тракторы с саморазгружающимися прицепами, железнодорожный транспорт, канатные дороги и т.д.

Подводная добыча песка со дна водоемов в обводненных карьерах может производиться с помощью экскаваторов - драглайнов, канатных скреперов, землечерпалок, но наиболее эффективен гидромеханизированный способ добычи с помощью земснарядов. При этом способе пульпа транспортируется в гидроотвалы, одновременно производится отмывка песка от пылевидных и глинистых примесей, его обогащение и фракционирование.

Дробленый песок для бетона производят в тех районах, где отсутствуют природные пески удовлетворительного качества. Для получения такого песка можно использовать изверженные, метаморфические или плотные осадочные горные породы, а также гравий.

В зависимости от прочности исходной горной породы в насыщенном водой состоянии установлены четыре марки дробленого песка ( не менее 100, 80, 60 и 40 Мпа). Предел прочности изверженных и метаморфических пород должен быть не менее 60 Мпа.

Кроме прочности породы важна и ее структура. Форма зерен зависит в основном от двух факторов; структуры породы и способа дробления. Наилучшее качество песка получается при дроблении мелко- и среднезернистых пород.

Способ дробления пород на песок связан с выбором дробильного оборудования. Дробилка, работающая по принципу сжатия породы (щековая, конусная, волковая), дают большое число зерен пластинчатой и игловатой формы, а дробилки ударного действия (молотковые) - значительно меньше.

В настоящее время еще мало используются отходы камнедробления мельче 5мм. Эти отходы при отделении от них каменной муки (промывкой или сухим обогащением) могут дать хороший песок для бетона (ГОСТ 8786-93).

Некоторые природные пески не соответствуют требованиям стандарта по зерновому составу или содержанию примесей и требуют обогащения.

Обогащение песка состоит в удалении зерен крупнее 5 мм, отмывке пылевидных, илистых и глиняных частиц и улучшении зернового состава.

Отделение зерен гравия производят грохочением песка на вибрационных плоских или в барабанных грохотах.

Промывка песка с целью удаления пылевидных, илистых и глинистых примесей осуществляется в пескомойках или классификаторах (например, рисунки 4.1 и 4.2).

Улучшение зернового состава песка может быть осуществлено за счет его обогащения добавкой природного или дробленого крупного песка, а также за счет фракционирования песка, т.е. разделения его по крупности зерен на фракции. Раздельное дозирование фракции обеспечивает постоянство зернового состава песка.

Основной путь фракционирования, а за одно и обогащение песка - гидравлическая классификация (рис.4.3).

При гидромеханизированной добыче песка необходимо обезвоживать песок; вначале это осуществляется с помощью гидроциклона. Для дальнейшего обезвоживания песка используется дренаж на складе, а при необходимости также вибролотки и другие устройства.

1.3. Гравий чаще всего добывают с песком при разработке песчано-гравийных месторождений (30-40% от массы смеси).

При разработке месторождений добытая песчано-гравийная смесь подвергается сортировке с отделением песка и разделением гравия по крупности зерен на предусмотренные стандартом фракции (ГОСТ 8267-93).

Допускается применение несортированной песчано-гравийной смеси ( ГОСТ 23735-93). Однако такая смесь более, чем песок и гравий в отдельности, склонны к расслоению. Поэтому она всегда неоднородна и приводит к повышенной неоднородности прочности бетона.

Для сортировки песчано-гравийной смеси используют грохоты (процесс грохочения), которые бывают; 1) неподвижные, устанавливаемые под уклон, превышающий угол естественного откоса смеси; 2) подвижные - плоские, барабанные.

Наибольшее применение нашли плоские грохоты, которые по характеру движения делятся на две группы; качающиеся и вибрационные (рисунки 4.3а,4.3б). в грохотах может быть по одному, по два и более решета (сита). Крепятся они к раме грохота параллельно; сверху - сито с более крупными отверстиями, под ним - сита с уменьшающимися отверстиями. С каждого сита получают определенную фракцию сортируемого материала.

В барабанном грохоте (рис.4.4) сортировка происходит при сравнительно медленном равномерном вращении цилиндрического решета вокруг наклонной оси. Ось может быть горизонтальной, но тогда решето должно иметь коническую форму.

Материал, прошедший через решето грохота, называют подрешетным продуктом (нижний класс), а непрошедший материал - надрешетным продуктом (верхний класс). Работу грохотов оценивают коэффициентом качества грохочения h (%), называемый также эффективностью грохочения;

h = в/а 100 = 100/а ((а - с) / (100 - с))100 , (4.1.)

где в- выход нижнего класса в % к массе всего материала, а- массовая доля мелкой фракции в исходном материале, %; с- засоренность верхнего класса мелкой фракцией, %.

По опытным данным, при однократном грохочении значение h составляет для барабанных грохотов около 60%, для качающихся - до 90%, для вибрационных - до 98%. Эффективность несколько повышается при мокром грохочении (орошении водой).

При добыче песчано-гравийной смеси средствами гидромеханизации пульпу (гидросмесь) направляют на грохот для гравия и песка. Вода с песком уходит в гидравлические классификаторы, а отмытый гравий дальнейшим грохочением разделяют на фракции. Такой способ добычи позволяет попутно удалять из гравия пылевидные, глинистые и илистые частицы.

При сухой разработке месторождения промывка гравия может быть осуществлена за счет орошения его водой в процессе грохочения. Однако в ряде случаев гравий содержит трудноотмываемые глинистые примеси, для удаления которых необходима не только промывка водой, но и интенсивное механическое воздействие в специальных машинах; а) скруббер бутара (рис.4.5); б) корытная мойка (рис.4.6); в) вибромойка (рис.4.7).

Исследования показали, что эффективность мойки можно повысить за счет введения некоторых ПАВ в промывочную воду.

Гравий часто не соответствует требованиям стандарта по содержанию слабых зерен (не более 10%). Кроме того, прочность остальных зерен неоднородна. Сортировка гравия по прочности зерен позволяет более эффективно использовать его в бетонах. Такой процесс обогащения гравия (щебня) можно осуществить косвенно несколькими способами :

1) разделением по упругим свойствам зерен (рис.11); 2)разделением по скорости движения зерен (рис.12); 3) расслоением при встряхивании (рисю13); 4) расслоением в поршневой отсадочной машине (рис.4.11); 5) разделением в отсадочной машине с подвижным решетом ( рис.4.12); 6) разделением в тяжелых средах (рис. 4.13).

1.4. Щебень получают дроблением каменных пород. Сырьем для получения щебня служат в основном изверженные породы типа гранита, габбро, базальта и карбонатные осадочные породы - известняки и доломиты. Меньшее значение имеют песчаники и метаморфические горные породы. В некоторых районах для производства щебня применяют крупные фракции гравия.

Производство щебня включает следующие технологические процессы; добычу камня, дробление и сортировку (грохочение).

Добыча камня осуществляется в основном в карьерах. Вначале выполняются вскрышные работы, состоящие в удалении растительного слоя и песчано-глинистых пород, а также в удалении непригодного камня верхней зоны (зоны выветривания). После обнажения каменного массива и подготовки уступа (рис..4..14) специальными буровыми машинами и станками в массиве бурят скважины диаметром до 250 мм на глубину 10-20 м в один ряд вдоль уступа или в два-три ряда в шахматном порядке через 4-7 м, закладывают в них взрывчатые вещества и производят одновременно массовый взрыв. Взорванная порода разрабатывается мощными экскаваторами (с ковшом вместимостью 2-4 м3) и транспортными средствами (автосамосвалами) доставляется на дробильно-сортировочный завод.

Дробление каменной породы на ДОЗ производится с помощью дробилок, которые по конструкции и принципу дробления подразделяются на щековые, конусные, валковые и молотковые (рис. 4.15).

Как привило, на ДОЗ дробление производится в две, три стадии и более. Число стадий дробления зависит от заданной степени измельчения камня i = a1 / a2 ( а1 -наибольшая крупность поступающего камня; a2-наибольшая крупность заказанного продукта дробления).

Для щековых и конусных дробилок обычная степень измельчения 3-5.

Общая степень измельчения

i = i1 · i2 ... in (4.2)

где i1 , i2 ... in - степень измельчения на каждой из n стадий дробления.

Грохочение производят, как правило, после каждой стадии дробления; отделяют ту часть материала, размер зерен которой меньше выходной щели следующей дробилки, и направляют ее в обход следующей дробильной установки. Этим достигается ряд преимуществ; материал не переизмельчается, дробилки не перегружаются, уменьшается их износ и расход электроэнергии, повышается выпуск продукции. Такое грохочение называется промежуточным в отличие от окончательного грохочения на заданное число стандартных фракций.

При окончательном грохочении часть щебня возвращают на повторное дробление по замкнутому циклу. Этот возврат идет с верхнего сита грохота за счет щебня, который крупнее наибольшего размера заказанных фракций. При замкнутом цикле увеличивается выход нижних фракций и улучшается форма зерен щебня.

Обогащение щебня осуществляют теми же методами, которые применяются при гравии(см. 1.3). Однако для щебня особое значение имеет метод избирательного дробления, степень измельчения дробимого камня зависит не только от вида дробилки, ее настройки и режима работы, но и от прочности камня (чем меньше прочность, тем мельче продукт дробления). Подрешетный продукт является более прочным, чем надрешетный продукт. В этом проявляется еще одно важное достоинство промежуточного грохочения; оно позволяет обогащать конечную продукцию по прочности.

Л Е К Ц И Я 5

План лекции.

1.Заполнители из отходов промышленности.

1.1 Заполнители из попутно добываемых пород и отходов горно-обогатительных предприятий.

1.2 Заполнители из шлаков.

1.3 Применение золошлаковых смесей и зол.

2. Заполнители для специальных бетонов.

1.1. При разработке месторождений полезных ископаемых часто разрабатывают попутные каменные породы, которые при открытом способе добычи называются вскрышными породами и могут составлять до 90% от общего объема добычи.

Экономически и экологически выгодно попутные каменные породы использовать в качестве исходного сырья для производства заполнителей, а не вывозить в отвал. Себестоимость щебня из таких пород может быть в 2-3 раза ниже себестоимости привозного.

Исследования ВНИПИИстромсырье показали, что попутно добываемые кварциты при дроблении дают повышенное содержание пластинчатых и игольчатых зерен (до 40%). Это вызывает перерасход цемента на 8-12%.Однако технико-экономическое обоснование показало целесообразность применения попутно добываемого кварцита для производства заполнителей.

Таким образом, в народнохозяйственных интересах следует в первую очередь использовать уже добытое природное сырье. Этого требуют и интересы охраны природы.

Кроме попутно добываемых пород есть горные породы, которые не удается при разработке отделить от полезного ископаемого. Их добывают вместе с полезными ископаемыми, а затем различными способами отделяют в процессе его обогащения с выделением так называемой пустой породы ( в виде щебня или песка). Эти отходы могут быть применены в качестве заполнителей после испытания их в бетоне или растворе и технико-экономического обоснования.

Требования к качеству щебня из попутно добываемых пород и отходов горно-обогатительных предприятий изложены в ГОСТ 23735-93.

1.2.Заполнители могут быть получены из металлургических и топливных шлаков.

Металлургическая промышленность дает значительный выход шлаков (до 0,5 т на 1 т. чугуна). По объему шлака получается в 2-3 раза больше, чем чугуна. Этот отход металлургической промышленности является ценным попутным произведенным продуктом. Ежегодно этого продукта производится около 50 млн. т. шлаков (доменных, мартеновских, ваграночных и др.).

Химический состав металлургических шлаков разнообразен. Доменные шлаки состоят в основном из; СаО (30-50%), SiO2 (30-40%), Al2O3 (10-30%), а также содержат примеси железа, магния, марганца, серы. По химическому составу различают шлаки; основные - модуль основности Мо больше 1, кислые Мо меньше 1.

Mo = (CaO + MgO) / (SiO2 + Al2O3) (5.1)

Доменные шлаки используются в цементной промышленности (гранулированные) для производства шлаковаты, литых изделий и заполнителей.

Щебень для бетона можно получить из доменных шлаков текущего выхода или дроблением и сортировкой шлаков из старых отвалов.

ГОСТ 5578-90 содержит технические требования к щебню из доменного шлака, которые аналогичны требованиям к щебню из природного камня. Дополнительные требования - стойкость к силикатному распаду. Основной причиной силикатного распада является образование в шлаке неустойчивых силикатов кальция, которые затем увеличиваются в объеме.

Испытание шлака на силикатный распад производят по ГОСТ 9758-93; пробу щебня пропаривают над кипящей водой или в автоклаве при давлении 0,2 Мпа, отсев мелочи на сите не должен превышать 5%. Предварительную оценку пригодности доменного шлака можно производить по данным химического анализа;

СаО ≤ 0,92 SiO2 + Al2O3 + 0,2 Mg (5.2.)

Кислые шлаки, как правило, имеют устойчивую структуру. Для стабилизации распадающихся шлаков вводят некоторые добавки, которые растворяются в расплаве и направляют кристаллизацию в желаемом направлении с образованием устойчивых минералов.

По показателю дробимости щебень из доменного шлака подразделяется на четыре марки. Др 45 - для бетона с Rсж ≤ 20 Мпа, Др 35 - для бетона с Rсж =20-30 Мпа, Др 25 - для бетона с Rсж =30-40 Мпа, Др 15 - для бетона с

Rсж = 40 Мпа и выше.

В районах сосредоточения металлургических заводов шлаковый щебень обходится значительно дешевле щебня из природного камня, его применение дает большой экономический эффект.

Содержащаяся в шлаке сера может вызвать коррозию стальной арматуры. При армировании предварительно напряженной арматурой применение шлакового щебня должно быть обосновано специальными исследованиями; при армировании обычной арматурой также проводятся специальные исследования, если содержание серы более 2,5%.

При сжигании кускового каменного угля, антрацита, бурого угля и других видов топлива образуются шлаки. Они представляют собой спекшиеся минеральные включения, содержащиеся в ископаемых углях в виде примесей и сопутствующих пород. По составу топливные шлаки неоднородны, т.к. они содержат остатки несгоревшего или не полностью сгоревшего топлива, глинистые включения различной степени обжига и др. Поэтому такие шлаки не всегда являются достаточно прочными и стойкими. Лучшими в этом отношении являются шлаки от сжигания антрацита, худшими - от сжигания бурых углей.

Насыпная плотность топливных шлаков - до 1000 кг/м3, плотность зерен 1,5-2 г/см3. Они в качестве заполнителей применяются в бетонах для неответственных конструкций; шлакобетонных стеновых блоков, монолитных стен в малоэтажном строительстве, гипсобетонных перегородочных плит и т.д. Рекомендуется топливные шлаки выдерживать в отвалах не менее года (для гашения пережженной извести), а затем производить их обогащение отсевом мелких фракций для удаления остатков топлива и других вредных примесей.

1.3. В топках ТЭС уголь сжигается в пылевидном состоянии. При этом кроме золы образуется кусковой шлак (5-20% общего выхода отходов). Этот шлак резко отличается от шлаков кускового сжигания, так как он не содержит пережженной извести и представляет собой продукт спекания и оплавления наиболее легкоплавкой части золы. Зерна шлака в большинстве случаев имеют малопористую стекловидную структуру с плотностью более 1,6 г/см3. При сжигании бурых и смешанных каменных углей образуются пористые шлаки ячеистой структуры с плотностью зерен 0,5-1,5 г/см3.

Согласно ГОСТ 25592-93 «Смесь золошлаковая тепловых электростанций для бетона. Технические условия» в составе смеси ограничивается содержание остатков несгоревшего топлива, сернистых и сернокислых соединений, не допускается содержание свободного оксида кальция требуется проверка на стойкость к распаду и равномерность изменения объема.

Основной объем отходов ТЭС составляют золы (70 млн. т. в год), которые используются незначительно. На содержание отвалов тратится не менее !%) млн. руб. в год. Под отвалы каждой крупной ТЭС отводится 300-1500 га ценных земельных угодий. Однако научные исследования и производственный опыт показывают, что золы ТЭС могут быть эффективно использованы в качестве мелкого заполнителя( ячеистые и легкие бетоны) или добавки в бетоны ( для повышения плотности или снижения расхода цемента), а также как сырье для производства заполнителей (глинозольный керамзит, зольный гравий, аглопорит).

Зола представляет собой дисперсный материал, в котором размер частиц в основном менее 0,14 мм (остаток составляет 20-40%. Частицы имеют пористую структуру. Насыпная плотность сухой золы в зависимости от вида топлива и условий его сжигания составляет 600-1300 кг/м3.

В качестве мелкого заполнителя золу целесообразно использовать в смеси с природным или дробленым песком, с гранулированным шлаком. Это ведет к экономии цемента и улучшению свойств бетона. Затруднения в применении золы связаны с тем, что на ТЭС используется преимущественно гидроудаление золы. Зола сухого отбора является более качественной и эффективной.

ГОСТ 25818-93 «Зола-унос тепловых электростанций для бетона» распространяется на золу-унос сухого отбора, осаждаемую золоулавливающими устройствами из дымовых газов (циклонами, электрофильтрами). Она предназначена для приготовления бетонов сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений, кроме конструкций, эксплуатируемых в средах со средней и сильной агрессивностью по СНиП П-28-83. Допускается применение золы для приготовления строительных растворов обычной кладки.

Удельная поверхность золы для тяжелого бетона должна быть не менее 2800 см2/г, а для легкого бетона - не менее 1500 и не более 4000 см2/г. Регламентируется химический состав золы. Она должна обеспечивать равномерность изменения объема смеси цемента и золы при испытании образцов кипячением в воде.