Зола-унос тепловых электростанций как добавка к цементу и бетону. Зола цемент


Цемент из золы

Как стало известно РБК daily, генерирующая компания ведет переговоры с крупнейшими цементными производителями страны, в числе которых «Евро­цемент Групп» и «Лафарж Цемент», об использовании угольной золы, которая в настоящее время является отходом производства. Цементные компании констатируют перспективность данного направления, но не намерены платить дорого за этот шлак. Аналитики считают, что в случае успеха ОГК-2 другие генкомпании, у которых есть угольные энерго­блоки, могут начать конкуренцию за потребителя.

ОГК-2 ведет переговоры с крупнейшими цементными производителями страны — «Лафарж Цемент» и «Евроцемент Групп» об использовании золы, которая образуется при сжигании угля в котлах Троицкой ГРЭС, рассказал РБК daily генеральный директор генерирующей компании Станислав Невейницын. До 45% угля Троицкой ГРЭС уходит в золу, а это порядка 2,5—3 млн т в год. Для сравнения, стандартная зольность на электростанциях не превышает 10%. Чтобы продавать золу, ГРЭС необходимо перевести с гидрозолоудаления на сухое золоудаление. Притом перевести все блоки одновременно техно­логически невозможно.

В «Евроцемент Групп» подтвердили, что всерьез рассматривают предложение ОГК-2, и не исключили, что оно окажется интересным. Г-н Невейницын выразил надежду, что компании удастся привлечь и других партнеров в проект. С этой целью он встречался с губернатором Челябинской области Петром Суминым и председателем правительства Свердловской области Виктором Кокшаровым. По словам главы ОГК-2, оба выразили заинтересованность в реализации проекта по использованию угольной золы. Переговоры проводились также с производителями стройматериалов и цемента в этих регионах.

Впоследствии, по словам г-на Невейницына, планируется заключить соглашения о намерениях с будущими партнерами, но дальнейшая реализация проекта будет возможна лишь при наличии реального спроса.

«Зола обладает хорошими вяжущими свойствами, поскольку это продукт, прошедший термо­обработку, который не надо дополнительно прожигать, как другие добавки в цемент», — пояснили РБК daily в «Евроцемент Групп». По словам источника в компании, это позволит существенно сократить использование природного газа, однако реальный спрос со стороны цементных компаний может возникнуть только в случае, если зола будет продаваться недорого.

«Вместо расходов на утилизацию золы, текущее содержание золоотвала, работы по рекультивации мы должны научиться получать прибыль», — говорит г-н Невейницын. По его словам, ОГК-2 прорабатывает варианты строительства производств рядом с Троицкой ГРЭС, использующих золу в качестве материала для строительных нужд. При этом топ-менеджер подчеркнул, что ком­пания не планирует строитель­ства собственных производств, по­скольку не намерена осваивать непрофильные виды деятельности.

«Евроцемент» не единственная в России компания, задумавшаяся об использовании угольной золы. Как рассказал РБК daily технический директор РАТМ «Цемент Холдинга» Владимир Трофимов, на Ангарском цементном заводе (Иркутская обл.) компания уже использует золу и рассматривает возможность ее использования на ОАО «Искитимцемент» (Новосибирская обл.). По словам г-на Трофимова, в настоящее время компания ведет переговоры с поставщиками из Красноярска. Он отмечает, что было бы хорошо, если бы государство стимулировало использование золы в цементной промышленности, например, путем применения налоговых льгот.

По мнению аналитика «ВТБ-Капитала» Дмитрия Скрябина, ОГК-2 не сможет найти потребителя на весь объем производимой золы. К тому же, по его словам, если спрос на золу окажется значительным, в этот сектор придут другие ОГК и ТГК, у которых есть угольные энергоблоки, что только усилит конкуренцию.

http://www.rbcdaily.ru/

www.allbeton.ru

Зола-унос тепловых электростанций как добавка к цементу и бетону -

Применение золы-уноса от сжигания пылевидного топлива в качестве добавки к цементу и бетону представляет многие технические и экономические выгоды. Замена в составе вяжущего части портландцемента золой приводит к существенному изменению свойств бетона. Заметно уменьшается тепловыделение, что снижает опасность термического трещинообразования; в ряде случаев увеличивается водонепроницаемость бетона; не изменяется, а иногда даже снижается усадка. Последнее весьма важно для обеспечения монолитности крупных сооружений

Вредными примесями в золах тепловых электростанций могут быть: S03, несгоревший уголь и щелочи. Содержание SOs не должно превышать 3% и несгоревшего угля—10%. При большем содержании угля (до 15—20%) пригодность золы как добавки к бетону должна проверяться опытным путем (испытанием в бетоне). Содержание Na20 + + К20 в золе должно быть таким, чтобы общее количество щелочей в смеси цемента с золой не превышало 0.6% Однако это требование имеет значение лишь в тех случаях, когда в заполнителях присутствуют зерна минералов, способных ВСТУПИТЬ В соединение со щелочам i

В составе каменноугольной золы- уноса обычно содержится: Si02 — 45-4-60%; AI2O3 — 20 -г 30%; Fe2C>3—54-20%; СаО — 6%;, МцО — 0,5 -ь 3.0%¦ Na20 + К2О — 0,3 -4- 4,0%.

Таким образом, большинство каменноугольных зол имеет кислый характер. Это подтверждается и нашими исследованиями- Исключение представляет, в частности, зола Красноярской ТЭЦ, в которой содержание СаО превышает 30%; еще более основный характер имеют золы горючих сланцев.

На месте строительства или на заводе строительных деталей золу можно вводить в состав вяжущего разными способами: непосредственно в бетономешалку— в сухом виде одновременно с цементом, водой и заполнителями или в виде водной суспензии; смешивать в отдельном агрегате с цементом и водой, а затем заливать в бетономешалку в виде цемеитно-зольиой суспензии; предварительно домалывать золу совместно с цементом в вибромельнице, а также смешивать без домола в смесительном агрегате. Выбор наиболее удобного способа введения золы в бетон определяется технико-экономическими показателя ми того или иного варианта в конкретных условиях данного строительства или производственного предприятия Во Всесоюзном научно-исследовательском институте гидротехники имени Б. Е. Веденеева изучалось влияние добавок золы-уноса различных электростанций на свойства цемента и бетона. Прежде всего изучалось влияние золы на водостойкость цемента. Было испытано около 3000 образцов, приготовленных из смесей портландцемента с золами восьми ТЭЦ (табл. 1). Для опытов использовался цемент средней алюминатности, применяемый обычно в гидротехническом строительстве.

Коэффициенты стойкости некоторых образцов из цементно-зольных смесей в различных агрессивных средах после 6 мес. испытаний приведены в табл. 2.

Они показывают, что большинство исследованных зол заметно повышает сульфатостойкость цемента и не снижает его сопротивляемости выщелачиванию в мягкой воде. В условиях сульфатио-магнезиальной агрессии наблюдалась интенсивная коррозия, что вообще характерно для смешанных цементов.

Таким образом, исследованные золы проявляли свойства гидравлических добавок. Наилучшие результаты в смысле сульфатостойкости были получены при добавлении зол с суммарным содержанием кремнезема и глинозема более 75° о.

В бетоне исследовались золы от сжигания пылевидного топлива на Красноярской и Ангарской ТЭЦ. Химический состав этих зол характеризуется данными табл. 3.

Проводимые в настоящее время в лаборатории бетона ВНИИГ дальнейшие исследования показывают, что прочность и водонепроницаемость бетона с добавками золы могут быть значительно увеличены путем домола золы до удельной поверхности 4000—5000 см2/г с затратой сравнительно небольшого количества энергии. В этом случае без ущерба для прочности бетона золы можно заменять 30—35% цемента. Едде больший эффект достигается при сочетании домола золы с гидротермальной обработкой бетона; это обстоятельство может быть использовано на заводах железобетона, где обычно применяется пропаривание.

Результаты наших исследований свидетельствуют о том, что зола-унос является весьма эффективной добавкой к бетону, позволяющей при ее использовании в строительстве достигнуть огромной экономии цемента.

alyos.ru

Известково-зольный цемент, производство и применение известково-зольного цемента.

Известково-зольным цементом называется гидравлическое вяжущее вещество, получаемое либо совместным помолом сухой топливной золы или шлака с известью (негашеной, гашеной или гидравлической), либо тщательным смешением в сухом виде тех же раздельно измельченных материалов.

Весовое содержание извести в известково-зольном цементе колеблется примерно в таких же пределах, что и в известково-пуццолановых цементах. Для улучшения свойств известково-зольного цемента допускается добавка до 5% гипса.

Каменные угли ряда месторождений представляют собой тесную смесь горючих веществ, глины и некоторых примесей. Топливные шлаки и золы значительно отличаются друг от друга по составу и структуре в зависимости от вида сжигаемого топлива, степени его дисперсности, конструкции сжигающих устройств, скорости охлаждения и ряда других факторов. Главнейшими составными частями топливных шлаков и зол являются обожженное глинистое вещество, стекловидная составляющая, кварц, оплавленные шарики, содержащие кристаллы магнетита, несгоревший уголь и органическое вещество, пропитывающие пористые зерна. Качество золы как активной минеральной добавки снижает примесь несгоревшего угля.

Известково-зольный цемент выгодно отличается от известково-глинитного тем, что зола не требует специального обжига и нуждается лишь в помоле.

Зола-унос, получаемая при сжигании угля в пылееугольных топках в условиях высоких температур, почти не обладает свойствами активной минеральной добавки. Поэтому вяжущее на ее основе при обычных температурах, твердения отличается малой активностью. Однако зола-унос - эффективный материал для изготовления изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке, в особенности автоклавной.

Известково-зольный цемент - медленно схватывающееся и медленно твердеющее вяжущее вещество. Он содержит больше глинозема, чем известково-пуццолановые цементы, а потому сравнительно более стоек при хранении на воздухе. Однако и его прочность при этом постепенно уменьшается.  Для достижения воздухостойкости извести в известково-зольном вяжущем должно быть не менее 30%.

В зависимости от механической прочности известково-зольный цемент делится по стандарту на две марки: 25 и 50. Цементы этих марок через 7 суток должны иметь прочность при сжатии не ниже 10 и 20 кг/см2, а при растяжении -2 и 4 кг/см2 соответственно для марок 25 и 50. Остальные требования стандарта на известково-зольный цемент аналогичны требованиям на известково-пуццолановый цемент. Полученные при испытании известково-зольного цемента в трамбованных образцах из растворов жесткой консистенции марки 25 и 50 соответствуют примерно маркам 15 и 25 при испытании образцов из растворов пластичной консистенции.

Удельный вес известково-зольного цемента колеблется в пределах 2,4-2,8. цвет этого цемента из-за наличия остатков несгоревшего угля темно-серый.

Известково-зольный цемент применяют в тех же случаях, что и другие цементы, получаемые на основе извести и гидравлических добавок.

Более эффективно вяжущее, получаемое на основе топливных зол и шлаков, содержащих не менее 15% СаО, например сланцевая зола. Такая зола, измельченная в порошок, обладает способностью самостоятельно затвердевать.

На основе золы эстонского сланца-кукерсита в зависимости от условий сжигания можно получить различные вяжущие вещества-кукермиты. В состав неорганической части сланца (кукерсита) входят 50-70% углекислого кальция; 25-35% глинистых включений и мелкозернистого кварца примерно 3% углекислого магния; 3-4% пирита, гипса и других материалов. При сгорании сланцев их неорганическая часть обжигается, образуя двухкальциевый силикат и однокальциевый алюминат. К сланцевым золам добавляют 20-30% активных минеральных добавок, положительное действие которых вызвано тем, что кукермиты содержат свободную известь, которая вступает во взаимодействие с гидравлическими добавками, в результате чего образуются гидросиликаты и гидроалюминаты кальция. Для ускорения твердения и повышения морозостойкости к гидравлическим кукермитам добавляют 25 или 50% цемента.

Вяжущие свойства могут приобрести и золы других видов топлив, если их смешивают до сжигания с известняком, причем оба материала должны быть тонко измельчены. Сжигая уголь с добавкой известняка, можно таким образом получать на теплоэлектроцентралях вяжущее вещество, называемое ТЕЦ-цементом. Способ изготовления последнего был разработан Э. З. Юдовичем и П. Д. Кевешем. В состав этого вяжущего входят частицы золы, свободная СаО, силикаты, алюминаты и ферриты кальция, образовавшиеся при сжигании пылевидной смеси угля и. известняка в результате взаимодействия между известью и составными частями золы. Этот цемент отличается неравномерностью изменения объема при обычных условиях твердения из-за значительного содержания свободной окиси кальция.

Вяжущий материал, аналогичный известково-зольному цементу, можно получить, используя очажные остатки кирпичеобжигательных кольцевых печей, представляющие собой золу, полученную от сжигания топлива, с некоторым количеством боя кирпича. Как показали работы ВНИИ Строма, после измельчения очажных остатков совместно с известью получается известково-очажный цемент с более высокой прочностью, чем обычный известково-зольный цемент, особенно при тонком помоле. Из очажных остатков известеобжигательных кольцевых печей можно путем измельчения без добавки извести получить цемент удовлетворительного качества.

Исследовать процесс твердения известково-зольных вяжущих затруднительно. Это объясняется их принадлежностью к сложной системе: СаО-Аl2О3-Fе2О3-SiO2-SО3 – h3O, в которой образуются различные стабильные и метастабильные соединения.

В начальном периоде твердения известково-зольных вяжущих при обычных температурах (20 С) в случае добавки или наличия гипса образуется гидросульфоалюминат кальция (3СаО*Аl2О3*3CaSO4*31h3O), а при отсутствии гипса - гидроалюминат кальция (4СаО*Аl2О3*13h3O).  В процессе дальнейшего твердения возникают гидросиликаты кальция и карбонат кальция.

Пропаривание (при 95 С) приводит к образованию гидроалюмината кальция 3СаО*Аl2О3*6Н2О или (при наличии гипса) твердого раствора 4СаО*АI2О3*13Н2О и 3СаО*АI2О3*CaS04*12Н2О. Наряду с этими соединениями образуются также гидросиликаты кальция.

При автоклавной обработке (175 С и выше) образуются гидроалюмосиликаты кальция-гидрогранаты типа 3СаО*Аl2О3 *nSi02 (6-2 n) Н2О и гидросиликаты тоберморитовой группы с частичным замещением Si02 на АI2О3. Количество связанного в гидрогранатах кремнезема увеличивается с повышением температуры и увеличением времени автоклавной обработки.

Воздухостойкость изделий, полученных на основе известково-зольных вяжущих, определяется стойкостью возникающих при их твердении гидратных новообразований по отношению к воздействию углекислого газа. Гидросульфоалюминаты и гидроалюминаты кальция сравнительно быстро разлагаются влажным углекислым газом. Гидрогранаты же являются соединениями, устойчивыми против воздействия влажного углекислого газа, причем стойкость, гидрогранатов возрастает с увеличением содержания в них кремнезема. Автоклавные изделия, в которых образуются гидрогранаты и гидросиликаты типа тоберморита с частичным замещением Si02 на Аl2О3, являются полностью воздухостойкими.

www.voscem.ru

Использование золыуноса в производстве бетона

Электричество - "линия жизни" современной цивилизации. В Индии угольные электростанции - главный источник энергии. В процессе производства электричества на них образуется побочный продукт - зола-унос. Это очень хороший ресурс, который может быть успешно использован в производстве цемента и бетона, так же, как и в других областях.

Цементно-бетонные заводы нуждаются в нем особенно сильно.

Добыча и хранение золы-уноса

В Индии более 70% электричества производится на угольных теплоэлектростанциях. Индийский уголь содержит очень высокий процент золы, варьирующийся от 30% до 45%. Всего в Индии производится около 100 миллионов тонн золы каждый год.

Более тяжелые частицы - примерно 20%, собирающиеся на дне бойлера, называются "донной золой". Остальные 80%, более мелкие, уносятся газами и собираются в электростатических фильтрах (ESP). Это и есть зола-унос.

Зола-унос относится к пуццолановым материалам. Она транспортируется пневматическими механизмами в специальные башни наподобие силосных, где и хранится.

Зола-унос собирается в разных частях ESP. Более крупные и грубые частицы скапливаются в первых нескольких областях, и с каждой последующей областью они становятся все мельче и мельче.

Перед тем, как золу-унос используют в производстве бетона, ее проверяют на отсутствие крупных частиц и недогоревшего угля.

После этого ее загружают в закрытые цистерны и отправляют на RMC-завод.

Также зола-унос продается в пакетах на ТЭС города Бадарпур.

На RMC-заводе зола-унос и цемент хранятся отдельно в "силосных" башнях.

Различные строительные материалы, такие, как крупный наполнитель, песок и т.д., также складируются на заводе, и нет никакой нужды хранить их на месте строительства.

Зола-уноса в производстве бетона

Портланд-цемент, смешанный с водой, дает цементный материал. Еще при этом вырабатывается некоторое количество "свободной" извести. Она делает бетон пористым. Однако, если в смеси есть зола-унос, известь вступает с ней в реакцию, в результате чего получается дополнительный цементный материал. Он делает бетон гуще, прочнее и надежнее. Присутствие золы-уноса также помогает справиться с высокой температурой и повышенной влажностью.

Бюро индийских стандартов IS:456 разрешает использование золы-уноса в качестве частичной замены обычного портланд-цемента до 35%. Это сокращает потребность в обычном портланд-цементе, а значит,помогает сохранять уголь и известняк, что очень экономически важно. Также это сокращает выбросы углекислого газа в атмосферу и поэтому является экологичным.

Цемент, зола-унос, крупный наполнитель, мелкий наполнитель и вода автоматически смешиваются. Управление происходит в контрольной комнате.

Готовую бетонную смесь с RMC-завода собирают в транзитные миксеры и перевозят на место строительства.

Каждую партию бетонной смеси тестируют в лабораториях на заводе перед отправкой на место. Там транзитный миксер выгружает бетон везде, где он требуется.

Мы поговорили с мистером Раджешем Агарвалем, главным инженером Делийской Метростроительной Корпорации, по поводу его взглядов на использование золы-уноса в бетоне:

"Мы, Делийская Метростроительная Корпорация, используем золу-унос, смешанную с бетоном, при строительстве подземных конструкций. И, естественно, считаем ее очень полезной. Зола-унос, будучи пуццолановым материалом, реагирует с известью. Поэтому бетон становится прочнее, чем при обычной реакции. Зола, смешанная с бетоном, заметно улучшает надежность бетона и эффективность низкощелочных реакций с наполнителем, снижает воздействие сульфатов, делает бетон прочнее, предотвращает коррозию арматуры и удлиняет срок действия строений. Поэтому мы не ограничиваемся только песком, традиционными мелкими и крупными наполнителями, цементом и другими обычными материалами, имеющимися в наличии на RMC-заводах."

Мы спросили мистера Шибана Рейну, генерального директора Национального совета по цементу и строительным материалам, что он думает об использовании золы-уноса:

"Зола-унос, как мы все знаем, больше не побочный продукт, а очень ценный ресурс. Архитекторы и строители могут извлечь из нее большую выгоду. Как крупная, так и мелкая, зола-унос - продукт высочайшего качества. Зола-унос может абсорбировать известь, ведь она содержит активный кремниевый компонент, который и делает это. В результате стопроцентная потенциальная сила обычного портланд-цемента становится реальностью. И на это как раз и стоит обратить внимание. Мы видим, что обычный цемент превращается в нечто лучшее, когда в него добавляют золу-унос. Повышается его текучесть. Сейчас зола-унос широко применяется в строительной индустрии. На месте строительства рабочим нужно думать, где хранить цемент и множество других вещей. Но нет нужды задумываться о хранении наполнителей, в том числе и золы-уноса. Нужно просто позвонить по телефону, внести определенный аванс, и вам доставят их точно в срок."

На сегодняшний день в Индии работает более 60 RMC-заводов. На тепловых электростанциях наладили сбор золы-уноса. Индийские ТЭС должны проделать большой и долгий путь, чтобы справиться с дефицитом электричества в этой развивающейся стране. Зола-унос, один из побочных продуктов их действия, имеет огромный потенциал при ее мудром и рациональном использовании на RMC-заводах.

В заключение стоит напомнить о преимуществах использования золы-уноса в бетоне:

  • Высокая, и долговременная прочность.
  • Высокая надежность.
  • Низкая проницаемость.
  • Низкое нагревание при повышенной влажности.
  • Повышенная сопротивляемость к сульфатам и коррозии.
  • Сниженная реакция между щелочью и наполнителем.

Можно без преувеличения назвать этот полезный и ценный продукт великим детищем нашей эры.

www.a-beton.com


Смотрите также