Золошлаковое сырье может применяться для производства
наполнителей как томных, так и легких бетонов. Пористыми заполнителями для
легких бетонов служат: шлаки от сжигания антрацита, каменного и бурого углей,
торфа и сланцев; золы, щебень и песок из топливных шлаков, аглопорит на
базе золы ТЭС, зольный обжиговый и безобжиговый гравий, глинозольный
керамзит.

Золошлаковые заполнители. Характеристики зол и шлаков
зависят от метода сжигания и вида горючего. Лучшую пористую структуру
антрацитовых и каменноугольных шлаков получают при кусковом сжигании, а у
шлаков бурого угля — при пылевидном. Недочетом пылевидного сжигания либо
переработки в газогенераторах антрацита и каменных углей будет то, что эти
процессы приводят к чрезмерному спеканию и получению в итоге этого
плотных и томных наполнителей.

По зерновому составу шлак представляет собой механическую
смесь зернышек крупностью 0,14—30 мм с отдельными включениями более больших
частиц, потому ее можно рассматривать как естественную смесь маленького и
большого наполнителей. В связи с этим шлаки ТЭС целенаправлено использовать в
легких и томных бетонах в качестве основного заполнителя, для частичной
подмены щебня (20—50%), также для улучшения гранулометрического состава
песков.

Все топливные шлаки можно систематизировать на главные,
кислые и нейтральные. Шлаки каменных углей в главном кислые. Шлаки неких
бурых углей и сланцев, содержащие до 40% СаО и завышенное количество оксидов
железа, относятся к главным. Менее кислыми являются антрацитовые шлаки.

Вредными компонентами шлаков, вызывающими при завышенном
количестве разрушение бетона, являются сульфаты и сульфиды. Общее содержание
сернокислых и сернистых соединений в пересчете на S03 в топливных шлаках не
должно превосходить 3% массы, в том числе менее 1% водорастворимых сульфатов
и 1% сульфидов. Неприемлимо также присутствие в шлаках ТЭС свободного оксида
кальция, гашение которого в затвердевшем бетоне может послужить предпосылкой его
разрушения.

Так же, как и металлургические, шлаки ТЭС должны быть
устойчивы против силикатного и железистого распада. Стойкость против
силикатного распада определяют пропариванием и автоклавной обработкой
пористого щебня, а железистого — 30-дневным выдерживанием в дистиллированной
воде. Утрата массы испытываемых проб не должна превосходить 5%.

Для предотвращения распада топливные шлаки рекомендуется
использовать после долгого (3—6 месяцев) вылеживания в отвалах, в итоге
чего в их гасится свободный оксид кальция, отчасти выщелачиваются
растворимые соли и окисляются топливные остатки. При применении шлаков в
бетонах целенаправлено их обогащать, отсеивая маленькие фракции, содержащие
наибольшее количество несгоревшего угля и других вредных примесей.

Насыпная плотность топливных шлаков составляет 600—1000
кг/м3, средняя плотность зернышек — 1500—2000 кг/м3. Пористость шлаков обычно
колеблется от 40 до 60%, морозостойкость добивается до 50 циклов и поболее.
Рациональные структуру и физико-механические характеристики имеют антрацитовые
шлаки, буроугольные — наименее применимы.

В отличие от щебня из природного камня шлаковый щебень фактически не содержит
лещадных и игольчатых зернышек, глинистых и других вредных примесей, и при
использовании в качестве заполнителя в бетонах таковой щебень, как
свидетельствуют результаты исследовательских работ, обеспечивает прочностные
свойства до 30 МПа (табл. 3.7).

Маленький заполнитель в томных и легких бетонах отчасти либо
стопроцентно может быть заменен золой. При изготовлении
конструктивно-теплоизоляционных легких бетонов классов В2,5—В7,5 зола,
применяемая в качестве песка, обязана иметь насыпную плотность до 1100 кг/м3
и включать зерна размером наименее 0,14 мм в количестве менее 90% массы. Содержание коксовых остатков в золе, приобретенной при сжигании каменного угля и
антрацита, должно быть менее 12%, бурых углей—менее 5%.

Установлено, что на долговечность бетона при использовании
зол влияет, приемущественно, состав топливных остатков, стойкость
которых к окислению и воздействию воды зависит в свою очередь от
минералогического состава начального угля.

Несгоревшие частички угля представлены, в главном, в виде
остатков кокса и полукокса. Отрицательные характеристики этих топливных остатков сказываются
в малозначительной степени, потому что кокс и полукокс стойки к окислению на
воздухе и поглощают не много воды, а потому не достаточно подвержены большим изменениям
при попеременном увлажнении и замораживании. Определение высококачественного
состава остатков несгоревшего горючего дает возможность оценить
необходимость внедрения золы как маленького заполнителя бетона.

В большой степени характеристики
бетона зависят от влажности зол и содержания в их сернистых и
сернокислых соединений. Количество последних в перерасчете на S03 не должно
превосходить 3% по массе (в том числе сульфидной серы в перерасчете на S03 не
более 1%). Влажность не должна превосходить 35% по массе. Для получения
долговременного золобетона для армированных легкобетонных конструкций золы ТЭС
должны также содержать пониженное количество глинистых частиц при завышенном
содержании стеклофазы (более 50—60%).

Характеристики бетона в значимой степени зависят от
гранулометрического состава наполнителей. Хорошим для легких бетонов
является соотношение 1:1 меж большой (более 0,3 мм) и маленькой (наименее 0,08 мм) фракциями золы. Отличные прочностные характеристики бетона достигаются
при использовании зол, у каких соотношение меж большой и маленькой фракциями
не превосходит 1:2,5, а содержание частиц средней фракции составляет 50%.

Применение в бетонах золы-уноса позволяет подменять как
часть песка, так и часть цемента. Количество вводимой в состав бетона золы
может достигать150—250 кг/м3 и поболее. При выборе вероятного содержания золы в
бетоне следует учесть воздействие золы на характеристики бетонной консистенции. В
зависимости от содержания золы воздействие ее на водопотребность может быть
несущественным либо значимым. Так, если введение в состав бетона до 70—90
кг золы дисперсностью 3000—4500 см2Д фактически не сказывается на
водопотребности бетонной консистенции, то предстоящее повышение содержания золы
прямо до 300 кг на 1 м3 бетона приводит к повышению водопотребности
бетонной консистенции на 5—6% на каждые 50 кг дополнительно вводимой золы.

Золобетоны можно получать с широким спектром параметров: по
прочности на сжатие — 0,5—40 МПа, средней плотности — от особо легких (р0
< 1000 кг/м3) до томных (р0 = 1800—2000 кг/м3). Их получают как на портландцементе, так и на бесклинкерных вяжущих в критериях обыденного и автоклавного твердения. Плотный золобетон характеризуется высочайшими значениями прочности на извив и дефор-мативных черт (предельной сжимаемости и ползучести).

Недочетами плотных золобетонов являются существенное
водо-поглощение, также усадка, которая при твердении образцов на воздухе
составляет до 2—3 мм/м. Для уменьшения водопоглощения рекомендуется вводить в
смесь тонкомолотые добавки, снижающие пористость золобетона, к примеру
гранулированный шлак. Усадка понижается при автоклавной обработке и внедрении в
массу до 30% больших пористых наполнителей либо песка, также применением
жестких консистенций.

На изготовление золобетона классов В2,5—В12,5 со средней
плотностью 1000—1600 кг/м3 при безавтоклавном твердении расходуется 200—400
кг/м3 цемента, зависимо от параметров начальных компонент и технологии
производства изделий. Запаривание золобе-тонных изделий в автоклавах
позволяет в 1,5—2 раза понизить расход вяжущего и отчасти (либо стопроцентно)
поменять цемент известью.

Более обширное применение находит зола как маленький
заполнитель в производстве керамзитобетонов. Для обеспечения плотной
структуры этих материалов в песочной фракции должно содержаться 40—50% по
массе частиц размером наименее 0,15 мм. В связи с недостатком керамзитового песка
многие фабрики при изготовлении конструктивно-теплоизоляционных легких бетонов
используют обыденный кварцевый песок, что приводит к утяжелению керамзитобетонов
до 1400—1600 кг/м3 и соответственно к понижению теплового сопротивления
стенок. Применение золы в керамзитобетонах в количестве 180—200 кг/м3, а для
однофракционного керамзита и в огромных количествах, улучшает технологические
характеристики легкобетонных консистенций и содействует получению плотной структуры бетона.

Полная подмена маленького заполнителя золой более
целесообразна в конструктивно-теплоизоляционных легких бетонах. Наилучшее
содержание золы в конструктивно-теплоизоляционном керамзитобе-тоне составляет
300—450 кг/м3. Предстоящее повышение ее содержания увеличивает среднюю плотность
легкого бетона. При изготовлении легких конструктивных бетонов добавка золы в
количестве до 100 кг на 1 м3 бетона может служить микронаполнителем.

Может быть применение в бетонах рядовых классов вместе с
золой и шлаками и золошлаковой консистенции отвалов ТЭС. Золошлаковую смесь
целенаправлено использовать в качестве основного заполнителя бетонов, для
частичной подмены щебня (20—50%) и песка (40—100%), также для улучшения
гранулометрии маленьких песков.

Производственный опыт показал, что применение золошлаковых
консистенций в качестве основного заполнителя бетона более экономно, так как
шлаковые фракции, заменяя часть маленького песка и щебня, делают лучше зерновой
состав, а пылевидная зола, играя роль активного микронаполнителя, улучшает
пластичность бетонной консистенции, увеличивает коэффициент эффективности использования
цемента. Это позволяет применить значительную часть золошлакового сырья,
сосредоточенного в отвалах.

При внедрении золошлаковых консистенций в бетоны используются
консистенции с достаточно широкими границами конфигурации гранулометрии. Но
хорошими являются консистенции, в состав которых заходит 16—30% пылевидной золы —
уноса. Общее содержание золошлаковой консистенции должно быть в границах 230—330 кг
на 1 м3 бетона.

При иных равных критериях средняя плотность бетона на
золошлаковой консистенции на 130—150 кг/м3 меньше, чем на гранитном щебне. Для
бетона, к примеру, на золошлаковой консистенции, приобретенной при сжигании донецких
углей, свойственны последующие физико-механические характеристики: крепкость при
сжатии — до 35 МПа; растяжении — 2,3 МПа; модуль упругости — 24,1 МПа;
морозостойкость — 150 циклов; усадка — 0,6—0,7 мм/м.

Гранулированный топливный шлак. Хим состав
гранулированных шлаков, приобретенных из 1-го и такого же горючего, но с
применением разных методов удаления, несколько различается. В топках
горючее сжигают в критериях излишка воздуха, т. е. в слабо окислительной
среде, в итоге чего в кусковых шлаках образуются соединения
трехвалентного железа. При водянистом шлакоудалении ион Fe3+ восстанавливается до
Fe2+ вследствие конкретного взаимодействия Fe203 с углеродом.

Гранулированные шлаки от сжигания каменного угля
характеризуются фактически полным выгоранием органической части и переходом
соединений железа в двухвалентное состояние. Буроугольные шлаки содержат завышенное
количество глинозема либо оксидов кальция при существенно наименьшем количестве
оксидов железа. Сланцевые шлаки являются высококальциевыми, в их больше
сульфатов, чем в шлаках от сжигания каменных либо бурых углей.

Гранулированные шлаки устойчивы к силикатному и
железистому распаду, не вступают в реакцию с оксидами щелочных металлов в
цементе, невзирая на наличие в их значимого количества бесформенного Si02.

Растворимый кремнезем предназначает пуццолановый нрав
взаимодействия шлаковых зернышек с цементным камнем. Обскурантистская способность
увеличивается с повышением количества СаО в стеклофазе и понижается при
увеличении количества Fe203.

Гидравлическая активность топливных гранулированных
шлаков, выраженная количеством поглощенной извести, составляет 20-—30 мг/г.

Конкретное воздействие на гидравлическую активность
шлаков имеет их фазовый состав. Структура зернышек шлака находится в зависимости от критерий
остывания. Так, шлаковые зерна, приобретенные при конкретном попадании
расплава в воду, т. е. при отсутствии критерий кристаллизации, состоят из
однородного алюможелезистосиликатного стекла. В воздушных критериях шлаковый
расплав характеризуется более неспешным режимом остывания, что содействует
образованию эмбрионов кристаллов, вследствие чего структура шлака отличается
закри-сталлизованностью.

Гранулированные шлаки от сжигания углей с низкокальциевой
минеральной частью относятся к труднокристаллизующимся даже при относительно
неспешном охлаждении, содержат менее 10—15% кристаллических компонент.

Физико-механические свойства шлака, его структура
зависят от вида сжигаемого горючего и метода его удаления. Посреди общей массы
шлака можно выделить плотные и пористые зерна с разным количеством
открытых и закрытых пор. Средняя плотность таких зернышек может колебаться от
2,6 до 1,5 г/см3, в редчайших случаях встречаются зерна со средней плотностью до
1 г/см3. Настоящая плотность шлака в главном 2,3—2,7 г/см3, насыпная
находится в границах 1100-1700 кг/м3.

Гранулированный топливный шлак характеризуется широким
многообразием формы и рельефа поверхности отдельных гранул. Преобладающей
является кубообразная, призматическая и остроугольная форма его зернышек. Принципиальной
положительной особенностью гранулированных шлаков по сопоставлению с
заполнителями из горных пород является существенное содержание зернышек с
высокоразвитым микрорельефом. Анализ зернышек шлаков под микроскопом указывает,
что в больших зернах шлака нередко встречаются поры поперечником 1—3 мм и поболее, а
также поверхностные раковины. Это вместе с гидравлической активностью шлака
служит фактором, непременно содействующим повышению его сцепления с цементным
камнем.

Важными особенностями гранулированных топливных шлаков
как наполнителей бетона являются сравнимо большая крепкость шлаковых
зернышек (эталоны — кубики с размером ребра 2 см имеют крепкость 120—140 МПа; завышенная макро- и микропористость (до 13%)); развитая поверхность зернышек и,
вследствие этого, завышенная водопотребность (9—11%); отсутствие глинистых,
илистых и других вредных примесей, также игольчатых и лещадных зернышек.

Механические свойства топливных гранулированных
шлаков позволяют получить бетон
классов до В40.

Морозостойкость стекловидных шлаков довольна высока и
допускает изготовка различных бетонов для высокодолговечных
строй конструкций. Шлаки фактически не содержат компонент, которые
могут снижать защитные характеристики бетона либо придавать ему злость по
отношению к арматуре.

В согласовании с ГОСТ содержание зернышек, проходящих через
сито с сетью № 0315, должно быть для фракционированного щебня менее 5% по
массе, для шлакового песка — менее 20% и для рядового несортированного
шлака — менее 10%.

В ряде исследовательских работ установлено, что гранулированный
топливный шлак оказывает существенное воздействие на реологические и
технологические характеристики бетонных консистенций. Отмечается, что бетонные консистенции с
шлаковым заполнителем имеют наилучшую удобоукладываемость по сопоставлению с
бетонами на природных заполнителях. Предлагается использовать топливный
гранулированный шлак для литых бетонных консистенций, транспортируемых
бетононасосами, производительность которых возрастает благодаря тому, что
пробки в их появляются в 4 раза пореже. Но, стекловидная поверхность шлака,
владеющая малой водоудерживающей способностью (3—4%), содействует
водо-отделению бетонной консистенции в бетонах высочайшей подвижности даже при
завышенных расходах цемента.

Установлено, что бетоны на топливных гранулированных
шлаках отличаются по структуре и свойствам от бетонов на природных
заполнителях. Уплотненная структура шлакобетона, большая площадь поверхности
гранулированного шлака, не плохое сцепление заполнителя с цементным камнем
присваивают бетону отличные прочностные и дефор-мативные характеристики. Разрушение
бетона на граншлаке ТЭС проходит отчасти по растворной части и отчасти по
шлаку, в отличие от бетона на гранитном щебне. Таковой нрав разрушения
свидетельствует об однородности бетона, крепком сцеплении заполнителя с
растворной частью. Физико-химическими исследовательскими работами установлено, что
крепкость сцепления шлака с цементным камнем обоснована не только лишь адгезией
за счет рельефа поверхности зернышек, да и в значимой степени хим
взаимодействием цементного камня и заполнителя. Образуемая в зоне контакта
пленка новоообразований (низкоосновные гидросиликаты кальция) является
оболочкой, которая оплетает зерна заполнителя, улучшает сопротивление
бетона наружным воздействиям.

Более активно взаимодействие гранулированного шлака с
цементом протекает при тепловлажностной обработке бетона. В связи с этим
сходу после пропаривания крепкость шлакосодержащего бетона составляет около
80% от марочной, а спустя 28 суток она на 10— 15% превосходит крепкость бетона,
твердевшего в обычных критериях.

При проведении сравнительных испытаний бетона со
шлаковым и гранитным заполнителями на крепкость при растяжении способом раскалывания
были получены фактически схожие результаты. Исследования призменной
прочности, исходного модуля упругости, предельных относительных деформаций,
также деформаций усадки и ползучести позволили прийти к выводу о том, что
деформативные характеристики шлакобетона также можно приравнять к свойствам
томного бетона на щебне из природных материалов.

Подмена природных наполнителей топливным гранулированным
шлаком понижает расход цемента за счет улучшения гранулометрии консистенции
наполнителей, также упрочнения контактной зоны меж шлаком и цементным
камнем, обеспечивая понижение общих энергетических и трудовых издержек на
единицу продукции. Расход цемента понижается на 4—6% на 1 м3 бетона. Экономический эффект находится в зависимости от цены шлака и природных наполнителей в определенных
критериях производства.

К истинному времени накоплен определенный опыт внедрения
гранулированных топливных шлаков в качестве наполнителей бетона. Большая часть
из их применимо для изготовления бетонов разных классов и предназначения.

Аглопорит.
Топливные шлаки и золы являются наилучшим сырьем для производства аглопорита —
искусственного пористого заполнителя. Это обосновано, во-1-х,
способностью золошлакового сырья так же как глинистых пород и других
алюмосиликатных материалов спекаться на решетках агломерационных машин;
во-2-х, содержанием в нем остатков горючего, достаточных для процесса
агломерации. При использовании обыкновенной технологии аглопорит получают в виде
щебня и песка. Из зол ТЭС можно получать также аглопоритовый гравий, имеющий
высочайшие технико-экономические характеристики.

Разработка получения искусственных пористых наполнителей
способом агломерации состоит из последующих главных операций: подготовки
компонент консистенции; изготовления шихты (гранул); термообработки на
агломерационной решетке; дробления (при производстве аглопоритового щебня);
сортировки готового продукта.

При производстве аглопоритового щебня золу либо молотый
шлак увлажняют связывающей добавкой, в качестве которой берут глиняный шликер
либо раствор технического лигносульфоната. Полученную шихту подают в
гранулятор, где она доводится до влажности 20—35% и окомковывается.
Соблюдение хорошей влажности шихты нужно для сотворения гранул
определенной крупности и прочности, также для обеспечения обычного
аэродинамического сопротивления слоя на колосниковой решетке. Шихта спекается
на ленточных агломерационных машинах, представляющих из себя безпрерывно
передвигающийся сборочный поток из тележек-палет, имеющих в основании колосниковую
решетку. Проходя под горном, шихта загорается, а потом, продвигаясь над
вакуум-камерами, за счет прососа воздуха и увеличения температуры до 1200—1300
°С, поризуется и спекается.

 Спекшийся коржик подвергают двухступенчатому дроблению и
фракционируют на щебень и песок.

Разработана и применяется разработка производства
аглопорито-вого гравия из золы ТЭС ( 3.2), особенность которой заключается в том,
что в итоге агломерации сырья появляется не спекшийся коржик, а обожженные
гранулки. Суть технологии производства аглопоритового гравия заключается в
получении сырцовых зольных гранул крупностью 10—20 мм, укладке их на
колосники шириной 200— 300 мм ленточной агломерационной машины и тепловой
обработке. Горн агломерационной машины состоит из 2-ух секций — подсушки и
зажигания. Слой гранул поначалу подсушивается и подогревается, а потом
выполняются зажигание и обжиг. Благодаря высочайшей газопроницаемости шихты,
через слой просасывается огромное количество воздуха, в итоге чего
создается окислительная среда, и гранулки меж собой не спекаются.
Аглопоритовый гравий рассеивают на фракции, образующиеся спеки дробят, а
потом также рассеивают на фракции.

Разработанная разработка предугадывает возможность
использования сухой золы-уноса, золы из отвалов ТЭС, также водозольной
суспензии, образующейся при гидротранспорте золы в отвалы.

Зола для аглопорита должна соответствовать таким требованиям:
насыпная плотность — 700—900 кг/м3; плотность — 2,2—2,4 г/см3; удельная
поверхность — более 2000 см2/г; Si02 — 55 ± 10%; А1203 25 ± 10; Fe203 — 10
± 8; СаО + MgO — до 12; Na20 + К20 — до 5; S03 — до 3%. Содержание
невыгоревших частиц находится в зависимости от вида золы и при температуре размягчения до
1200 °С оно допускается до 10%, а выше 1400 °С — до 15% . Зависимо от
состава золы и режима термический обработки зольных гранул получают
аглопоритовый щебень с насыпной плотностью 500—700 кг/м3 и прочностью (в цилиндре)
1,5— 5,5 МПа. Он употребляется для получения легких бетонов: классов В3,5—В5 с
плотностью около 1000 кг/м3 при расходе цемента 200 кг/м3, классов В7,5—В15 с
плотностью 1200 кг/м3 при расходе цемента 260 кг/м3, классов В22,5—В30 с
плотностью 1600 кг/м3 при расходе цемента от 385 до 500 кг/м3.

При использовании золы-уноса ее подают пневмотранспортом
либо автоцементовозами в силосы, примыкающие к производственному корпусу цеха
агломерации. В силосном складе предусмотрена возможность смешивания золы
за счет барботажа, также перекачивания ее в расходный бункер. Используя
золу из отвала, ее складируют под навесом, расположенным поблизости цеха. Потом
после усреднения и разрыхления золу подают в расходные бункеры
шихтосмесительного цеха.

Для использования водозольной суспензии, поступающей по
зо-лопроводам конкретно с ТЭС, разработана последующая технологическая
схема. Суспензия, содержащая до 10% золы по массе, подается в сгуститель, а
потом при содержании золы 50—60% — в емкости с цепными мешалками, куда поступает
и за ранее приготовленный глиняный шликер. Количество добавляемой глины
составляет 5—7% от массы сухой золы. Приготовленную суспензию перекачивают в
пульподелитель, откуда она поступает в вакуум-фильтры. На вакуум-фильтрах
происходит обезвоживание суспензии, в итоге чего появляется кек-осадок,
влажность которого близка к хорошей влажности шихты, направляемой на
грануляцию. Зависимо от зернового состава золы и свойства глиняного
шликера влажность кека-осадка может изменяться в границах 2—3%. Для
корректировки влажности и понижения полного количества горючего в шихте
предвидено введение в сырьевую смесь возврата — плохо обожженных частиц
аглопорита. Для получения однородной шихты кек-осадок и возврат подают в
двухвальный лопастный смеситель, где коржики кека-осадка разрушаются, а потом
кропотливо перемешиваются с возвратом. Дальше шихту подают на тарель
гранулятора, где происходит ее оксм-кование в гранулки 10—20 мм.

Для производства аглопоритового гравия употребляют золы с
илтер-валом плавкости более 50—100 °С и содержанием оксидов железа не
наименее 4%.

Создание аглопоритового гравия, по сопоставлению с обычнь
м созданием аглопорита, характеризуется понижением расхода
технологического горючего на 20—30%, низким разрежением воздуха в
вакуум-камерах, также повышением удельной производительности в 1,5—2 раза.

Аглопоритовый гравий имеет плотную поверхность и потому
при фактически равной средней плотности со щебнем отличается от него более
высочайшей прочностью и наименьшим водопоглощением.

Применение агломерационного способа термообработки
зол при получении пористых наполнителей позволяет использовать сырцовые гранулки
маленький прочности, снижать расход технологического горючего за счет
использования несгоревшего угля, регенерировать тепло и использовать
отходящие газы, обеспечивать высочайший термический КПД агломерационных машин
вместе с их высочайшей производительностью.

Золы ТЭС могут применяться не только лишь как основное сырье,
да и как топливные добавки при производстве аглопорита из глинистых пород. В
состав шихты для производства аглопорита требуется до 8% высококалорийного
горючего. Применение добавки золы позволяет уменьшить расход горючего и понизить
себестоимость аглопорита.

Глинозольный керамзит и зольный гравий. Вместе с пористыми
заполнителями из зол и шлаков ТЭС, получаемыми спеканием сырья на
агломерационных машинах, золошлаковые заполнители изготавливают также методом
обжига со вспучиванием начального сырья. К таким заполнителям относятся
глинозольный керамзит и зольный гравий.

Глинозолъный керамзит — это продукт вспучивания и спекания
во вращающейся печи гранул, сформованных из консистенции глин и зол ТЭС, где зола
составляет 10—80% всей массы сырья.

Для производства глинозольного керамзита используют золу,
добываемую в золоотвалах от пылевидного сжигания торфа, бурого и каменных
углей, и легкоплавкие глинистые породы.

Создание глинозольного керамзита может осуществляться
на действующих керамзитовых предприятиях при разных способах подготовки
шихты. С этой целью керамзитовые предприятия нужно дооборудовать: закрытым
складом с раздельным хранением золы и глины; дозирующими устройствами для
золы, глины и добавок; механизмами для усреднения двухкомпонентной шихты.

При использовании золы в качестве добавки к глине
возрастает количество органических примесей в сырье и увеличивается его
вспу-чиваемость. Если припасы вспучиваемого глинистого сырья ограничены, а
золоотвалы находятся в конкретной близости от заводов, то золу ТЭС
целенаправлено использовать в качестве основного компонента керамзитовой
сырьевой консистенции. Характеристики глинозольного керамзита зависят от вида и
соотношения в шихте глинистого и зольного компонент.

Золы, применимые для производства глинозольного керамзита,
содержат Si02 33—57% и А1203 — 14—37%. С повышением содержания золы и ее
удельной поверхности растет крепкость керамзита и возрастает его
средняя плотность. Дисперсность золы должна составлять более 1000 см2/г,
содержание угля менее 10%, СаО — менее 10%, сернистых и сернокислых
соединений — менее 5%. Наибольшая температура плавления золы равна 1380
°С.

Очень допустимое содержание остатков горючего в золе,
применимой для производства глинозольного керамзита, не должно превосходить 17%.
При лишнем количестве углерода гранулки оплавляются, и качество
заполнителя усугубляется.

Введение глинистого компонента улучшает формовочные
характеристики шихты, содействует выгоранию остатков угля в золе, что позволяет
использовать золы с завышенным содержанием несгоревшего горючего. Глинозольный
керамзит создают по обыкновенной для керамзита технологической схеме,
включающей последовательное измельчение и усреднение сырья, формование гранул
на дырчатых вальцах либо ленточном прессе и их термообработку во
вращающейся про-тивоточной печи. Зола смешивается с глиной в глиносмесителе с
па-роувлажнением и в составе глинозольной массы поступает в перерабатывающие
вальцы, а потом в агрегат для гранулирования.

Основной особенностью технологии производства
глинозольного керамзита, кроме добычи и усреднения золы, является более
кропотливая подготовка сырьевой консистенции. С этой целью используют длух-стадийное
смешивание глинистой породы и золы в поочередно установленных
агрегатах. Для производства глинозслъного керамзита предпочтительны золы из
отвалов гидроудаления. Поиме-нение сухой золы-уноса не позволяет достигнуть
требуемой гомоген ю-сти глинозольной шихты.

Насыпная плотность глинозольного керамзита составляет 4С0—
700 кг/м3, крепкость при сдавливании в цилиндре — 2,3—4,8 МПа, во-допоглощение—10—21%,
морозостойкость — более 15 циклов.

С увеличением количества золы в составе шихты возрастает
насыпная плотность и, соответственно, крепкость глинозольного керамзита.

Глинозольный керамзитовый гравий и песок применимы в
качестве пористых наполнителей для легких бетонов классов от В3,5 до ВЗО. В
зависимости от области внедрения глинозольный керамзит можно выпускать
легкий, сверхпрочный, жаростойкий и стойкий к брутальным средам.

Зольный гравий получают гранулированием приготовленной
золо-шлаковой консистенции либо золы-уноса ТЭС с следующим спеканием и вспучиванием
во вращающейся печи при температуре 1150—1250 °С ( 3.3). Подготовка
золошлаковой консистенции включает сушку ее в сушильном барабане отходящими газами
печи и измельчение в шаровой мельнице до удельной поверхности 2500—3000 см2Д.
Для получения гранулируемой консистенции вводят добавку пластичной глины. Смесь
гранулируют на тарельчатом грануляторе, смачивая ее аква веществом
технических лигносульфонатов (ЛСТ). До поступления в печь гранулки подсушивают
для упрочнения в сушильном барабане.

В начальном сырье содержание Fe203 должно быть более 7%,
(СаО + MgO) —менее 8%. При содержании в сырье более 3% остатков горючего
процесс вспучивания гранул усугубляется.

Разработка зольного гравия позволяет получать заполнитель,
состоящий в главном из 60% гранул размером 10—20 мм и около 30% фракции
20—40 мм.

Анализ данных таблицы указывает, что зольный гравий соответствует
требованиям, предъявляемым к заполнителям для теплоизоляционных и
конструкционно-теплоизоляционных бетонов. Но ограничения по составу
золошлакового сырья значительно лимитируют сырьевую базу для производства
этого вида пористого заполнителя.

На базе зольного гравия могут изготавливаться также
конструкционные легкие бетоны.

Гравийные зольные заполнители можно получить и без обжига,
применяя разные вяжущие вещества

Технологический процесс производства безобжигового
зольного гравия включает кооперативный помол золы либо золошлаковой консистенции и
вяжущего либо предварительное их измельчение с следующим смешиванием с
вяжущим, также изготовление гранул, их термическую обработку и сортировку. В
качестве вяжущих могут применяться портландцемент, шлакопортландцемент и
гипсоцементно-пуццолановое вяжущее. При использовании цемента его содержание
в сырьевой консистенции составляет 10—15%, гипсоцементно-пуццоланового вяжущего
(ГЦПВ) — 30—35%.

Кооперативный помол золы (золошлаковой консистенции) и вяжущего
наращивает крепкость заполнителя в итоге обнажения поверхности зернышек,
увеличения активности золы и цемента, кропотливой гомогенизации консистенции. Гранулки,
сделанные на портландцементе, для заслуги требуемой прочности
нужно пропаривать, а сделанные на ГЦПВ — высушивать при 70—100 °С.

Для производства безобжигового зольного гравия можно
использовать фактически все золы и золошлаковые консистенции, получаемые от сжигания
разных видов углей.

Процессы твердения гравия могут быть интенсифицированы
введением в смесь добавок ускорителей твердения (к примеру, хлористого
кальция, нитрит-нитрат-хлорида кальция, водянистого стекла и др.). Применение их
позволяет получать заполнитель с прочностью после дневного естественного
твердения 1—2 МПа. При воздействии на сырцовые гранулки углекислого газа
крепкость их добивается 2—3,5 МПа через 12 ч твердения.

Зависимо от вида золошлакового сырья, состава
сырьевой консистенции и критерий твердения можно получать безобжиговый гравий
прочностью 3—8 МПа при насыпной плотности 600—1100 кг/м3. Методом поризации
консистенции либо введением в нее особо пористых наполнителей (к примеру, перлита,
вермикулита и др.) можно получать также облегченный безобжиговый зольный
гравий с насыпной плотностью 350-600 кг/м3.

По физико-механическим свойствам легкие бетоны на
безобжиговом зольном гравии близки к керамзито- и аглопоритобетонам.

Бетоны на безобжиговом зольном гравии характеризуются
сравнимо низким расходом цемента (включая цемент на изготовка
гравия).

Многообещающими искусственными пористыми заполнителями
являются гравий и песок пористые гранулитовые (шлаковый гравий),
разработанные НИИСМИ (г. Киев). Насыпная плотность, крепкость, коэффициент
формы, теплопроводимость и другие характеристики пористых гранулитовых гравия и
песка обеспечивают получение легкого бетона классов В3,5—В5 средней
плотностью 650—900 кг/м3. Сырьем для производства этих пористых наполнителей
служат шлаки ТЭС и отходы углеобогащения каменных углей, в качестве
связывающего компонента применяется бентонитовая глина.

Технологический процесс получения заполнителя не просит
производства специального оборудования, а осуществляется на узнаваемых
агрегатах, скомпонованных в технологическую линию, которая включает последующие
переделы: сушка и доза начальных материалов; смешивание, совмещенное с
измельчением сырьевой консистенции, и грануляция; сушка и сортировка сырцовых
гранул; обжиг в недлинной прямоточной вращающейся печи.