ООО ЭнергоЗолоРесурс  реализация золошлаковых материалов и золы уноса. Наша работа – забота о будущих поколениях.
 

Производителям бетонов и растворов

При производстве бетонных смесей и строительных растворов в качестве минеральной добавки, частично заменяющей цемент, а также для частичной или полной замены мелкого заполнителя могут использоваться зола-унос и золошлаковый материал. Наиболее эффективно применение золы-унос в бетонах низких классов (до В20), в частности в бетонах, применяемых для строительства плотин, фундаментов, оснований. Количество вводимой золы колеблется от 30 до 90 кг на 1 м3 бетонной смеси.
Качество применяемой в бетонах и строительных растворах золы-унос  должно соответствовать требованиям ГОСТ 25818–91, золошлакового материала – ГОСТ 25592–91. ГОСТ 25818–91 распространяется на золу-унос, которая применяется в качестве компонента для изготовления тяжелых, легких, ячеистых бетонов и строительных растворов, а также в качестве тонкомолотой добавки для жаростойких бетонов и минеральных вяжущих для приготовления смесей и грунтов в дорожном строительстве. Стандарт не распространяется на золу от сжигания горючих сланцев. ГОСТ 25592–91 устанавливает требования к золошлакового материала, применяемой в качестве заполнителя для тяжелых и легких бетонов сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений. Данный стандарт не разрешает использовать золошлаковые материалы в качестве заполнителя в бетонах гидротехнических сооружений, дорожных покрытий, труб, шпал, опор линий электропередач и в конструкциях из специальных бетонов.
В соответствии с ГОСТ 25818–91 золы-унос по виду сжигаемого угля подразделяют на антрацитовые (А), образующиеся при сжигании антрацита, полуантрацита и тощего каменного угля; каменноугольные (КУ), образующиеся при сжигании каменного угля; буроугольные (Б) – от сжигания бурых углей. По химическому составу золы подразделяют на типы: кислые (К) – антрацитовые, каменноугольные и буроугольные, содержащие оксид кальция по массе до 10 %; основные (О) – буроугольные, содержащие СаО более 10 %. Однако, такая классификация не отражает имеющиеся особенности химического состава буроугольных зол с высоким содержанием СаО. Поэтому, для буроугольных зол необходимо ввести дополнительный тип − высокоосновные, содержащие СаО более 40 %.
Золы-унос в зависимости от качественных показателей делят на четыре вида:

I – для железобетонных конструкций и изделий из тяжелого и легкого бетона;

II – для бетонных конструкций и изделий из тяжелого и легкого бетона, строительных растворов;

III – для изделий и конструкций из ячеистого бетона;

IV – для бетонных и железобетонных изделий и конструкций, применяемых при строительстве гидротехнических сооружений, дорог, аэродромов и др.

Для изготовления тяжелых и легких бетонов, строительных растворов золы-унос применяют для снижения расхода цемента и заполнителей, улучшения технологических свойств бетонных и растворных смесей, повышения качества бетонов и растворов. При изготовлении ячеистых бетонов кислые золы следует использовать в качестве кремнеземистого компонента смеси, а также с целью экономии цемента в неавтоклавных бетонах. Основные золы с содержанием СаО не менее 30 % рекомендуется применять в качестве минеральной добавки в цементе или компонента другого вяжущего при изготовлении строительных бетонов и растворов, в качестве вяжущего для частичной замены извести или цемента в ячеистых бетонах автоклавного и неавтоклавного твердения. В конструкционно-теплоизоляционных бетонах кислую золу следует использовать для частичной или полной замены пористых песков и снижения плотности бетона. Для конструкций подводных и внутренних зон гидротехнических сооружений следует применять кислую золу IV вида.
Оптимальное содержание золы в тяжелых, легких, ячеистых бетонах и строительных растворах устанавливают в результате подбора составов на конкретных материалах при условии обеспечения требуемых показателей качества бетона и раствора в изделиях, конструкциях и коррозионной стойкости арматуры. В целях обеспечения коррозионной стойкости ненапрягаемой арматуры в железобетонных конструкциях, эксплуатируемых в не агрессивных средах, содержание кислой золы в бетоне не должно превышать по массе расход портландцемента. Возможность увеличения содержания золы в бетонах устанавливают после проведения исследований по коррозионной стойкости арматуры, деформативным свойствам и долговечности бетонов, выполненных на конкретных материалах.
Качественные показатели зол-унос для строительных бетонов и растворов должны соответствовать требованиям, указанным в табл.

Наименование показателя Вид угля Значение показателя для вида золы
I II III IV
1 Содержание оксида кальция, мас. %:
– кислая зола, не более Для всех 10 10 10 10
– основная зола, более, Бурый 10 10 10 10
в том числе свободного СаО, не более:
– кислая зола Для всех - - - -
– основная зола Бурый 5 5 - 2
2 Содержание оксида магния, мас. %,не более Для всех 5 5 - 5
3 Содержание сернистых и сернокислых соединений в пересчете на SO3, мас.%, не более:
– кислая зола Для всех 3 5 3 3
– основная зола Бурый 5 5 6 3
4 Содержание щелочных оксидов впересчете на Nа2О, мас. %, не более:
– кислая зола Для всех 3 3 3 3
– основная зола Бурый 1,5 1,5 3,5 1,5
5 Потери массы при прокаливании, мас. %,
не более:
– кислая зола Антрацит 20 25 10 10
Каменный 10 15 7 5
Бурый 3 5 5 2
– основная зола Бурый 3 5 3 3
6 Удельная поверхность, м2/кг,не менее:
– кислая зола Для всех 250 150 250 300
– основная зола Бурый 250 200 150 300
7 Остаток на сите № 008, мас. %,не более:
– кислая зола Для всех 20 30 20 15
– основная зола Бурый 20 20 30 15

Влажность золы должна быть не более 1 %. Золы-унос в смеси с портландцементом должны обеспечивать равномерность изменения объема при кипячении в воде, основные золы III вида – в автоклаве.
При производстве ячеистого бетона золу-унос используют в качестве вяжущего вещества и кремнеземистого компонента бетонной смеси. По ГОСТ 25485–89 для производства ячеистого бетона в качестве вяжущего вещества может применяться основная зола, содержащая общего СаО не менее 40 %, в том числе свободного СаО – не менее 16 %, SО3 – не более 6 %, сумму оксидов К2О и Nа2О – не более 3,5 %. При использовании золы-унос в качестве кремнеземистого компонента бетонной смеси она должна содержать не менее 45 % SiO2, не более 10 % СаО, не более 3 % К2О+Nа2О, не более 3 % SО3.
Ранее в инструкции по изготовлению изделий из ячеистого бетона СН 277-80 к золам предъявляли следующие требования. Основные золы от сжигания горючих сланцев и бурых углей должны иметь химический состав: содержание общего СаО – не менее 30 %, в том числе свободного СаО – 15…25 %; содержание оксида SiO2 – 20…30 %, оксида SО3 – не более 6 %, сумма окси-дов К2О и Nа2О не более 3 %. Удельная поверхность зол-унос должна быть в пределах от 300 до 350 м2/кг.

Кислая зола-унос должна иметь стекловидных и оплавленных частиц не менее 50 %, потери массы при прокаливании для буроугольной и каменноугольной соответственно не более 3 и 5 %, удельную поверхность для буроугольной и каменноугольной соответственно не менее 400 и не более 500 м2/кг. Зола-унос должна выдержать испытания на равномерность изменения объема.
По ГОСТ 26644–85 из шлаков от сжигания твердого топлива могут быть получены фракционированный щебень с размером зерен 5–10, 10–20 и 5–20 мм, шлаковый песок с размером зерен до 5 мм,рядовой несортированный шлак с размером зерен до 20 мм. Требования к зерновому составу фракционированного щебня, шлакового песка и рядового шлака приведены в табл.

Наименование показателя Величина показателя для различных материалов
Фракциониро-ванный щебень Шлаковый песок Рядовой несортиро-ванный шлак
Полные остатки на ситах с диаметром отверстий, соответствующего
наименьшему номинальному размеру зерен фракций, мас. %
90–100
Полные остатки на ситах с диаметром отверстий, соответствующего
наибольшему номинальному размеру зерен фракций, мас. %
до 10 до 10 до 10
Содержание зерен, проходящих через сито № 0315, мас. %, не более 5 20 10

Насыпная плотность щебня из плотного шлака, применяемого для тяжелого бетона, должна быть не менее 1000 кг/м3, шлакового песка из плотного шлака – не менее 1100 кг/м3. В зависимости от насыпной плотности щебень из пористого шлака, применяемый для легкого бетона, подразделяют на марки 500, 600, 700, 800, 900 и 1000, песок – на марки 600, 700, 800, 900, 1000 и 1100.
Потери массы при прокаливании в плотных шлаковых щебне и песке не нормируют, а в пористых камен-ноугольных и буроугольных шлаках они не должны превышать значений, соответственно, при использовании заполнителей в бетоне 7 и 3 %, в железобетонных изделиях – 5 и 3 %. Содержание сернистых и сернокислых соединений в пересчете на SO3 в шлаковом щебне и песке не должно превышать 3 %, свободного СаО – 1 %.
Щебень должен обладать устойчивой структурой: потери массы шлака при определении стойкости против силикатного и железистого распадов соответственно не должна превышать 8 и 5 %.
Морозостойкость шлакового щебня должна характеризоваться потерей массы не более 8 % при 15 циклах попеременного замораживания и оттаивания для пористого щебня и 100 циклов – для плотного щебня. В щебне и песке не должно быть посторонних засоряющих примесей (растительные остатки, грунт, кирпич и т.п.).
К вредных компонентам в составе золы и шлака относятся соединения серы, несгоревшие частицы твердого топлива (кокс и полукокс), свободные оксиды кальция и магния, особенно в крупнокристаллическом или пережженном состоянии, оксиды щелочных материалов. Кроме того, отрицательное действие на их свойства оказывает наличие в золе и шлаке неустойчивых фаз, приводящих к разрушению частиц золы или гранул шлака в результате объемных изменений необожженного глинистого вещества, присутствующего в шлаках низкотемпературного сжигания. Глинозем другой разновидности (дегидратированный) способен к регидратации и вызывает объемные изменения шлака. Вредное влияние на деформационные свойства строительных материалов и изделий на основе золошлаков оказывают сульфиды железа, окисляющиеся при совместном воздействии воздуха и воды.

В соответствии с ГОСТ 25592–91 к угольному золошлаковому материалу, применяемой в качестве заполнителя для тяжелых и легких бетонов сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций, предъявляются следующие технические требования

Показатель Значение показателей для классов
А (тяжелые бетоны) Б (легкие  бетоны)
Содержание шлака, мас. % Не менее 50 До 20
Содержание зерен золы и шлака размеромменее 0,315 мм, мас. %:
вид I 20—30 50—100
вид II 20—50 50—100
Содержание зерен размером более 5 мм, мас. % Не нормируется Не более 15
Максимальный размер зерен шлака, мас. % 40 20
Удельная поверхность, м2/кг Не нормируется 150—400
Влажность, мас. % Не более 15 Не более 35
Насыпная плотность  в сухом состоянии, кг/м3 Не менее 1300 Не более 1300
Содержание сернистых и сернокислыхсоединений в пересчете на SO3, мас. %, Не более 3 Не более 3
в том числе в сульфидной форме Не более 1 Не более 1
Количество SiO2, мас. % Не менее 40 Не менее 40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кроме того, потери массы при прокаливании для различных классов и видов золошлакового материала не должны превышать значений, приведенных в табл.

Класс Вид Потери массы при прокаливании, мас. %, не более
Антрацитовой Каменноугольной Буроугольной
А I 5 3 2
II 10 5 2
Б I 15 7 5
II 20 10 5

ополнительные требования к золошлакового материала следующие: суммарное содержание в зольной части (менее 0,16 мм) золошлакового материала свободных оксида кальция и оксида магния не должно превышать 10 %, в шлаке − не более 1 %. Зола, содержащаяся в золошлаковом материале, должна выдерживать испытания на равномерность изменения объема. Шлак с размером зерен крупнее 5 мм, содержащийся в золошлаковом материале класса А (вида I и II) и класса Б (вида I) должен обладать устойчивой структурой. Потери массы шлака при определении стойкости его к силикатному и железистому распаду не должна превышать 5 %. В золошлаковом материале не должно быть посторонних засоряющих примесей. Золошлаковый материал с содержанием шлака от 20 до 50 % допускается применять для тяжелого бетона в сочетании с природными заполнителями.
Золошлаковый материал, применяемый в составе жаростойких бетонов (с температурой эксплуатации до 1800 °С) для экономии цемента и улучшения эксплуатационных свойств, по химическому составу и дисперсности должна соответствовать требованиям ГОСТ 20910–90. К золошлаковому материалу, используемому в качестве тонкомолотой добавки в бетонах на портландцементе и жидком стекле, предъявляются следующие требования: тонкость помола должна быть не менее 50 % при просеивании через сито № 008; содержание свободных СаО и МgО в сумме не должно превышать 3 %, а карбонатов – 2 %.
При применении золошлакового материала в качестве заполнителя жаростойкого бетона его химический состав должен удовлетворять следующим требованиям: общее содержание оксидов SiO2 и A12O3 должно быть не менее 75 %, в том числе оксида SiO2 – не менее 40 %; количество сульфатов в пересчете на SО3 – не более 3 %, сумма свободных СаО и МgО – не более 4 %, потери массы при прокаливании – не более 5 %. Золошлаковые материалы не должны быть загрязнены другими материалами, способными снизить эксплуатационные свойства или привести к разрушению бетона после нагрева (известняк, гранит, доломит, магнезит и др.).