CC BY
17
УДК 666.972
ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ШЛАКОВ В ЦЕМЕНТНЫХ БЕТОНАХ
В.Г. Никифорова, Г.Н. Егинбаева, К.А. Ибрагимов^ К.А. Манохин, М.С. Ватлецова, А.О. Рахимова
Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова
Павлодардыц ТЭС керамзитобетон eHdipicmihf мацалада 111! Kyuindiiepditj крлдану мумктшшктерi царалган, цементыц ywiecijudi '/ :;• арацатынас анык^памасы экспрес - adicmeMe усынылган: xyiiindi: цум.
В статье рассмотрены возможности использования шлаков павлодарских ТЭС в производстве керамзитобетонов, предложена жспресс-llll методика определения оптимального соотношения цемент: шлак: песок.
The article considers the possibility of using slag of Pavlodar thermoelectric power station in the production of expanded-clay concrete; it also offers an express method of determination of optimal ratio cement: slag: sand.
В Постановлениях правительства Республики Казахстан указано на необходимость более полного использования вторичного сырья, шлаков и других отходов для производства строительных материалов. Поставлена задача внедрения малоотходных и безотходных технологических процессов, исключающих вредное влияние на окружающую среду[1].
Бережно расходовать сырье и материалы, сокращать отходы - значит, экономить огромные капитальные вложения, сохранять богатства окружающей природной среды. Вместе с тем, должного перелома в улучшении использования материальных ресурсов у нас еще не произошло. На единицу национального дохода у нас затрачивается сырья и энергии больше, чем в странах Европы. Отходы производства еще слабо утилизируются во вторичные материалы. Запасы полезных ископаемых невосполнимы, поэтому рациональное использование всех видов ресурсов приобретает особое значение.
Казахстан является мощным топливно-энергетическим районом. Ежегодно на Екибастузском месторождении отвалы направляется около 7 млн. т минеральных компонентов, образующихся при добыче угля. Отвалы занимают до 1000 гектаров плодородной земли. Горение угля в тсррикониках загрязняет окружаю-
№2, 2007 г.
31
щее пространство. Утилизация зол и шлаков позволит исключить затраты на зо-лоогвалы, получить прибыль от реализации продукции, выработанной из шлаков.
В настоящее время накоплен большой опыт по изготовлению наружных керам-зитобетонных стеновых панелей и блоков для массового строительства жилых и общественных зданий с применением зол и шлаков ТЭС. Затруднения, связанные с применением шлаков ТЭС, вытекают из-за многофакторности практических задач использования шлаков и отсутствия критерия, позволяющего оценивать состав, гранулометрию, свойства шлака по всей совокупности признаков[2].
С этой целью исследовались законы управления процессами структурообра-зования цементно-шлаковых суспензий. При проведении экспериментальных работ использовались следующие материалы:
- портландцемент М 400 Усть-Каменогорского завода;
- керамзитовый гравий фракций 5-10 и 10-20 мм;
- молотый шлак ТОО «Кастинг»;
- песок кварцевый;
- добавка универсальная УП-2.
Для исследования свойств керамзитобетонов со шлаком павлодарского ТОО «Кастинг» контрольным был принят состав марки 150 без шлака на плотном кварцевом песке. При перемешивании сухих компонентов подавалось примерно 40 % воды затворения с целью предварительного их увлажнения до введения цемента. Бетонная смесь уплотнялась на стандартной виброплощадке с частотой колебаний 3000 мин"1, амплитудой 0,35 мм. Время вибрирования составляло 10 сек. Исследования проводились на образцах-кубах с ребром 100 мм. Контрольные образцы хранились первые сутки под влажной тканью, а последующие 27 суток после распалубки - в камере нормального твердения. Образцы исследуемых составов пропаривались в камере тепловлажностной обработки по режиму 3 + 6 + 3 ч. Испытания проводились на следующий день после пропаривания и через 28 суток твердения.
На основании анализа результатов опытов по методике, разработанной в МИСИ им.В.В.Куйбышева, установлено, что шлак можно вводить в состав керамзитобетона до 60 % от массы цементно-шлаковой смеси. При таком соотношении цемента и шлака характеристика цементно-шлакового камня по определяющему фактору - плотности осадка - не ухудшается. В состав керамзи-тошлакобетона шлак вводили в соотношениях, представленных в табл. 1.
Результаты исследования свойств керамзитобетона и керамзитошлакобе-тона представлены на рис. 1-4. ,
На основании проведенных исследований можно отметить, что при расходе
I
шлака 40 - 50 % от массы цемента средняя плотность керамзитошлакобетона
после тепловой обработки повышается в среднем на 12 %, расчетный коэффициент теплопроводности повышается на 10 %, прочность бетонов понижается на 20 %, а удельный расход цемента возрастает в 2 раза.
При использовании добавки УП-2 в составах исследуемых бетонов установлено, что плотность повышается на 15 %, прочность- в два^аза, расчетный коэффициент теплопроводности увеличивается на 12 %, а удельный расход цемента снижается на 65 % при введении в состав керамзитошлакобетонов до 60 % шлака. Если марка бетона остается заданной, то возможно сокращение расхода цемента примерно на 40 %.
Оценка сравниваемых вариантов позволяет выбрать эффективный вариант, который учтет не только утилизацию промышленных отходов, но и позволит экономить дорогостоящие составляющие компоненты, а также получать высококачественные строительные материалы при сравнительно невысоких капитальных, вложениях. Для окончательных рекомендаций требуется провести выпуск промышленной партии изделий на заводах железобетонных конструкций, которые в настоящее время практически бездействуют.
Ориентировочно оценить эффективность выполненной работы можно по некоторым расчетным показателям, например, коэффициенту технической эффективности, теплопроводности наружных стеновых панелей из керамзитошла-кобетона и соответствующей экономии топлива на отопление зданий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Волженский A.B. и др. Применение зол и топливных шлаков в производстве строительных материалов-М.: Стройиздат,1989. 476 с.
2. Микульский В.Г. и др. Строительные материалы. (Материаловедение. Строительные материалы). М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2004.-536 с.
