Летучая зола / зола-уноса / порошкообразная топливная зола
Летучая зола / зола-уноса является одной из лучших пуццолановых добавок. Пуццолановые добавки или минеральные добавки — это такие материалы, которые сами по себе не обладают какими-либо свойствами цемента, но в сочетании с известью, т. е. гидроксидом кальция (Ca(OH)2) в присутствии влаги, проявляют свойства цемента в малом и разделенном виде.
Они химически реагируют с гидроксидом кальция при комнатной температуре и образуют цементирующие соединения. Летучая зола, также известная как порошкообразная топливная зола, является одним из таких синтетических пуццолановых материалов. Летучая зола представляет собой мелкодисперсный аморфный алюмосиликатный порошок, образующийся на пылеугольных электростанциях. Он практически не обладает цементирующими свойствами, но реагирует в присутствии извести. Летучая зола образует гель (гидрат силиката кальция (C-S-H)), который делает бетон из золы-уноса более плотным, делая его прочнее и снижая проницаемость.
Следовательно, он повышает прочностные свойства бетона. Летучая зола является одним из остатков, образующихся в результате сжигания пылевидного угля на тепловых электростанциях, и включает мелкие частицы, которые поднимаются вместе с газами. Летучая зола/зольная пыль в основном содержит кремнезем (SiO), оксид кальция (CaO), оксид алюминия (AlO) и оксид железа (FeO). Компоненты различаются в зависимости от типа сжигаемого угля. Летучая зола образуется в результате быстрого охлаждения расплавленной золы. Поэтому большая часть частиц золы-уноса находится в аморфном и аморфном состоянии. Частицы летучей золы обычно имеют сферическую форму диаметром от менее 1 мкм до 150 мкм, тогда как частицы цемента имеют размер менее 45 мкм. Сферическая форма и размер частиц повышают текучесть и снижают водопотребность бетонной смеси.
Как летучая зола/зола-уноса может повлиять на окружающую среду и технологии?
По данным Fly Ash-A Boon for Concrete, только в Индии ежегодно производится более 100 миллионов тонн летучей золы. Летучая зола оказывает негативное влияние на окружающую среду и здоровье человека. Его утилизация является серьезной проблемой. Несколько лет назад летучая зола была выброшена в атмосферу и вызвала загрязнение воздуха. Сегодня летучая зола собирается в оборудовании для контроля загрязнения, таком как электростатический осадитель, перед выбросом газов в воздух, и в результате загрязнение воздуха снижается. С другой стороны, летучая зола более эффективна при производстве бетона. Поэтому использование порошкообразной топливной золы в бетоне привлекло серьезное внимание технологов-бетонщиков и государственных ведомств во всем мире.
История летучей золы / золы-уносы
Уже много лет летучая зола используется в бетоне. По данным «М.S. Shetty (автор книги «Теория и практика технологии бетона»), первое крупномасштабное использование летучей золы было при строительстве плотины «Hungry Horse», а затем плотины «Canyon Ferry» в Соединенных Штатах. Количество используемой летучей золы составляло около 30 процентов от массы цемента. В Индии летучая зола впервые использовалась при строительстве плотины Риханд, и ее количество составляло 15% от веса используемого цемента
Использования летучей золы / золы-уносы
Летучая зола используется для различных целей, а также в следующих случаях:
Производство портланд-пуццоланового цемента. Согласно “1489IS (Часть 1): 1991” (Технические условия на портланд-пуццолановый цемент), содержание летучей золы должно составлять 10-25% по массе портланд-пуццоланового цемента.
При массовом бетонировании, например, плотин, подпорных стен, наружная поверхность и т.
Изготовление кирпичей, блоков, асбестовых листов, асбестовых напорных труб и т.д.
Жидкий наполнитель насыпей, у эстакад, мостов и т.п.
Производство высокоэффективного бетона.
Заливка бетона в холодную погоду
Изготовление бетона с большим объемом летучей золы (HVFAC), в состав которого входит от 40 до 50 процентов летучей золы по массе цементных материалов. Обычно используется для строительства дорог и тротуаров.
При приготовлении геополимерного бетона.
Геополимерный бетон: Геополимерный бетон является альтернативой портландцементному бетону. Это уменьшает использование обычного портландцемента, который отвечает за высокие выбросы CO2. Его готовят с использованием отходов, таких как летучая зола и молотый гранулированный доменный шлак (GGBS) и т.д. Поэтому он является инновационным и экологически чистым.
Преимущества летучей золы
Летучая зола является экономичной альтернативой портландцементу.
Недостатки летучей золы
Физические и химические свойства летучей золы/золы-уноса
Физические характеристики
Цвет: Цвет летучей золы зависит от составляющих ее элементов. В летучей золе содержание извести дает медный и светлый цвета, содержание железа дает коричневато-коричневый цвет, а углерод и высокое содержание несгоревшего материала обычно показывает темно-серий цвет как черный цвет.
Удельный вес: от 90 до 2,96
Удельная площадь поверхности: от 250 до 600 м2/кг, а удельная поверхность цемента 225 м2/кг
химические свойства
Согласно «ASTM C618-08a» (Американское общество по испытаниям и материалам), химические свойства порошкообразной топливной золы следующие:
70% кремнезем, глинозем, оксид железа,
до 5% – SO3,
Максимальные потери при сгорании – 12%
Удельный вес: от 90 до 2,96
Удельная поверхность: от 250 до 600 квадратных метров/кг, а удельная поверхность цемента составляет 225 квадратных метров/кг.
Как летучая зола добавляется в бетон?
Есть два способа использования летучей золы. Определенный процент летучей золы смешивают с цементным клинкером на заводе для производства пуццолано-портландцемента (PPC). Летучая зола используется в качестве добавки при изготовлении бетона на производстве. Добавление летучей золы выгодно в обоих случаях, но второй метод дает инженеру/пользователю свободу и гибкость в изменении процентного содержания добавляемой летучей золы. По данным «Национальной ассоциации производителей сборного железобетона» (опубликовано в книге «Использование летучей золы в бетоне»), для обычных бетонных работ требуется от 15 до 35 процентов летучей золы по весу цемента, а для массовых бетонных работ, таких как плотины, подпорные стены и т. д. Можно добавить 70% или более летучей золы по массе цемента.
Классификация летучей золы
Согласно ASTM C618-08a (Американское общество по испытаниям и материалам) существует два типа летучей золы в зависимости от типа угля, из которого образуется зола.
1- Летучая зола класса C
Этот тип летучей золы получают из суббитуминозный уголь и лигнит. Летучая зола класса С имеет высокий процент оксида кальция (более 10%), около 35% кремнезема и содержание углерода намного меньше 2% по сравнению с портландцементом. В дополнение к пуццолановым свойствам зола-уноса класса С обладает свойствами цемента. Так что активатор не нужен. Он устойчив к расширению, вызванному химическим воздействием. Летучая зола класса C в основном используется для конструкционного бетона, наружней поверхности PCC, а также в качестве сырья для плитки, брусчатки или кирпича, блоков и т. д.
2- Летучая зола класса F
Летучая зола класса F, которую получают из битуминозного угля, более распространена, чем летучая зола класса C. Как правило, летучая зола с низким содержанием кальция с содержанием углерода менее 5%, но иногда до 10%. Летучая зола класса F обладает только пуццолановыми свойствами, поэтому для нее требуется вяжущее вещество, такое как портландцемент, негашеная известь или гашеная известь, смешанные с водой для реакции и образования вяжущих соединений. Частицы летучей золы класса F заключены в плавленое стекло. Следовательно, это значительно снижает риск расширения из-за воздействия сульфатов, которое может произойти в удобренной почве или вблизи прибрежных районов.
1- Влияние летучей золы на свежий бетон
текучесть
2- Влияние летучей золы на затвердевший бетон
Наконец, использование летучей золы в бетоне может улучшить свойства бетона как в свежем, так и в затвердевшем состоянии. Кроме того, использование летучей золы является экономичной альтернативой портландцементу и бетону и обеспечивает наиболее эффективный способ утилизации или переработки побочных продуктов. Таким образом, использование летучей золы в качестве добавки к бетону является не только широким техническим преимуществом в отношении свойств бетона, но и помогает контролировать загрязнение окружающей среды.
Источники:
GharPedia
CONCEIVE CREATE CONSERVE
