Силикатный кирпич на основе зол и шлаков ТЭС

ign="justify">     Для получения шлакощелочного вяжущего приемлемы гранулированные шлаки с различным минералогическим составом. Решающим условием их активности является содержание стекловидной фазы, способной взаимодействовать со щелочами.

     Свойства  шлакощелочного  вяжущего зависят от вида, минералогического состава шлака, тонкости его помола, вида и концентрации его раствора щелочного компонента

     Заполнители из шлакозольных отходов

     Шлаковые  и зольные отходы представляют богатейшую сырьевую базу для производства как  тяжелых, так и легких пористых заполнителей бетона. Основными видами заполнителей на основе металлургических шлаков являются шлаковый щебень и шлаковая пемза.

     Из  топливных шлаков и зол изготавливают  пористые заполнители, в том числе  аглопорит, Зольный гравий, глинозольный керамзит.

     К эффективным видам тяжелых заполнителей бетона, не уступающим по физико-механическим свойствам продукта дробления плотных  природных каменных материалов, относится  литой шлаковый щебень. При производстве этого материала литой огненно-жидкий шлак из шлаковозных ковшей  сливается  слоями толщиной 200…500 мм на специальные  литейные площадки или в тарпециевидные ямы-траншеи. При выдерживании в течение 2…3 ч. на открытом воздухе температура расплава в слое снижается до 800° С, и шлак кристаллизуется. Затем он охлаждается водой, что приводит к развитию в слое шлака многочисленных трещин. Шлаковые массивы на литейных площадках или в траншеях разрабатываются эскаваторами с последующим дроблением.

     Литой шлаковый щебень характеризуется высокими морозо и жаростойкостью, а также сопротивлением истиранию. Стоимость его в 3…4  раза ниже, чем щебня из природного камня.

     Шлаковая  пемза (тормозит) – одно из наиболее эффективных видов искусственных  пористых заполнителей. Ее получаю  поризацией шлаковых расплавов в результате их быстрого охлаждения водой, воздухом или паром, а также воздействием минеральных газообразователей. Из технологических способов получения шлаковой пемзы наиболее часто применяются бассейновый, струйный и гидроэкранный способы.

     Топливные шлаки и золы являются лучшим сырьем для производства искусственного пористого  заполнителя – аглопорита. Это обусловлено, во-первых, способностью золошлакового сырья так же, как глинистых пород и других алюмосиликатных материалов, спекаться на решетках агломерационных машин, во-вторых, содержанием в нем остатка топлива, достаточных для процесса агломерации. При использовании обычной технологии аглопорит получают в виде щебня из песка. Из зол ТЭС можно получать и аглопоритовый гравий, имеющий высокие технико-экономические показатели.

     Главная особенность технологии аглопоритового гравия в том, что в результате агломерации сырья образуется не спекшийся корж, а обожженные гранулы. Сущность технологии производства аглопоритового гравия заключается в получении сырцовых зольных гранул крупностью 10…20 мм, укладке их на колосники ленточной агломерационной машины слоем толщиной 200…300 мм и термической обработке.

     Применение  аглопорита на основе зол и шлаков ТЭС позволяет получать легкие бетоны марок 50…4000 с объемной массой от 900 до 1800 кг/м³ при расходе цемента от 200 до 400 кг/м³.

     Зольный гравий получают гранулированием подготовленной золошлаковой смеси или золы-уноса ТЭС с последующим спеканием и вспучиванием во вращающейся печи при температуре 1150…1250° С. На зольном гравии получают легкие бетоны с такими же примерно показателями, как и при использовании аглопоритного гравия. При производстве зольного гравия эффективны лишь вспучивающие золы ТЭС с содержанием топливных остатков не более 10%.

     Глинозольный керамзит – продукт вспучивания и спекания во вращающейся печи гранул, сформированных из смеси глин и золошлаковых отходов ТЭС. Зола может составлять от 30 до 80% всей массы сырья. Введение глинистого компонента улучшает формовочные свойства шихты, способствует выгоранию остатков угля в золе, что позволяет использовать золы с повышенным содержанием несгоревшего топлива.

     Главные преимущества производства глинозольного керамзита по сравнению с аглопоритом и зольным гравием – возможность использования золы ТЭС из отвалов во влажном состоянии без использования сушильных и помольных агрегатов и более простой способ формирования гранул.

     Плавленые и искусственные  каменные материалы  на основе

     шлаков  и зол

     К основным направлениям  переработки  металлургических и топливных шлаков, а также зол наряду с производством  вяжущих, заполнителей и бетонов  на их основе относится получение  шлаковой ваты, литых материалов и  шлакоситталов, зольной керамики и силикатного кирпича.

     Шлаковая  вата – разновидность минеральной  ваты, занимающей ведущее место среди  теплоизоляционных материалов, как  по объему выпуска, так и по строительно-техическим свойствам. В производстве минеральной ваты доменные шлаки нашли наибольшее применение. Использование здесь шлака вместо природного сырья дает экономию до 150 грн. на 1 т. Для получения минеральной ваты наряду с доменными применяются также ваграночные, мартеновские шлаки и шлаки цветной металлургии.

     Шлакоситаллы – разновидность стеклокристаллических материалов, получаемых направленной кристаллизацией стекол. В отличие от других ситаллов сырьевыми материалами для них служат шлаки черной и цветной металлургии, а также золы сжигания каменного угля. Они широко применяются в строительстве как конструкционные и отделочные материалы, обладающие высокой прочностью. Производство шлакоситаллов заключается в варке шлаковых стекол, формировании из них изделий и последующей их кристаллизации.

     Шлакостиалл – эффективный материал для ступеней, подоконников и других конструктивных элементов зданий. Высокая износостойкость и химическая стойкость позволяют успешно применять Шлакоситаллы для защиты строительных конструкций и аппаратуры в химической, горнорудной и других отраслях промышленности.

     Золошлаковые отходы ТЭС могут служить отощающими топливосодержащими добавками в производстве керамических изделий на основе глинистых пород, а также основным сырьем для изготовления зольной керамики. Наиболее широко применяют топливные золы и шлаки как добавки при производстве стеновых керамических изделий. Для изготовления полнотелого и пустотелого кирпича и керамических камней в первую очередь рекомендуется использовать легкоплавкие золы с температурой размягчения до 1200° С. Золы и шлаки, содержащие до 10% топлива, применяют как отощающие, а 10% и более – как топливосодержащие добавки. В последнем случае можно существенно сократить или исключить введение в шихту технологического топлива.

     Разработан  ряд технологических способов получения зольной керамики, где золошлаковые отходы ТЭС являются уже не добавочным материалом, а основным сырьевым компонентом. Зольную керамику выпускают в виде прессованных изделий из массы, включающей 60…80% золы-уноса, 10…20% глины и друге добавки. Изделия поступают на сушку и обжиг. Зольная керамика может служить не только стеновым материалом, обладающим стабильной прочностью и высокой морозостойкостью. Из нее изготавливают тротуарные и дорожные плиты и изделия, обладающие высокой долговечностью.

     Золы  и шлаки в дорожно-строительных и изоляционных материалах 

     Крупнотоннажным потребителем топливных зол и  шлаков является дорожное строительство, где золы и золошлаковые смеси используют для устройства подстилающих и нижних слоев оснований, частичной замены вяжущих при стабилизации грунтов цементом и известью, как минеральный порошок в асфальтовых бетонах и растворах, как добавки в дорожных цементных бетонах.

     Золы, полученные при сжигании углей и  горючих сланцев, применяются в  качестве наполнителей кровельных и  гидроизоляционных мастик. Золошлаковые смеси в дорожном строительстве применяют неукрепленными и укрепленными. Неукрепленные золошлаковые смеси используют в основном в качестве материала для устройства подстилающих и нижних слоев оснований дорог областного и местного значения. При содержании не более 16% пылевидной золы их применяют для улучшения грунтовых покрытий, подвергаемых поверхностной обработке битумной или дегтевой эмульсией. Конструктивные слои дорог можно выполнить из золошлаковых смесей с содержанием золы не более 25…30%. В гравийно-щебеночных основаниях в качестве уплотняющей добавки целесообразно применять золошлаковую смесь с содержанием пылевидной золы до 50%, Содержание несгоревшего угля в топливных отходах ТЭС, применяемых для возведения дорог, не должно превышать 10%.Также как и природные каменные материалы относительно высокой прочности, золошлаковые отходы ТЭС служат для изготовления битумоминеральных смесей, применяемых для создания конструктивных слоев дорог 3-5 категорий. Из топливных шлаков, обработанных битумом или дегтем (до 2% по массе), получают черный щебень

     Материалы на основе шламов металлургических производств

     Основным  направлением применения шламовых отходов  металлургической промышленности являются изготовление бесклинкерных вяжущих, материалов на их основе, получение портландцемента и смешенных цементов. В промышленности особенно широко используется нефелиновый (белитовый) шлам, получаемый при извлечении глинозема из нефелиновых пород.

     Нефелиновый цемент является продуктом совместного  помола или тщательного перемешивания  предварительного измельченных нефелинового шлама (80…85%), извести или другого активизатора, например портландцемента (15…20%) и гипса (4…7%). Начало схватывания нефелинового цемента должно наступать не ранее чем через 45 мин., конец – не позднее чем через 6ч. после его затворения, Его марки 100, 150, 200 и 250.

     Нефелиновый цемент является эффективным для  кладочных и штукатурных растворов, а также для бетонов нормального  и особенно автоклавного твердения. В бетонах нормального твердения нефелиновый цемент обеспечивает получение марок 100…200, в автоклавных – марок 300…500 при расходе 250…300 кг/м.

     Шламовые  вяжущие относятся к категории  местных материалов. Наиболее рационально применять их для изготовления изделий автоклавного твердения. Однако они могут, применятся и в строительных растворах, при отделочных работах, изготовлении материалов с органическими заполнителями, например фибролита. Химический состав ряда металлургических шламов позволяет применять их в качестве основного сырьевого компонента портландцементного клинкера, а также активной добавки в производстве портландцемента и смешанных цементов.

     Применение  горелых пород, отходов  углеобогащения, добычи и обогащения руд

          Основная масса горелых пород является продуктом обжига пустых пород, сопутствующих месторождениям каменных углей. Разновидностями горелых пород являются глиежи – гилинстые и глинисто-песчанные породы, обожженные в недрах земли при подземных пожарах в угольных пластах, и отвальные, перегоревши шахтные породы.

     Возможности применения горелых пород и отходов  углеобогащения в производстве строительных материалов весьма разнообразны. Горелые  породы, как и другие обожженные глинистые материалы, обладают активностью  по отношению к извести и используются в роли гидравлических добавок в  вяжущих известково-пуццоланового  типа, портландцементе, пуццолановом портландцементе  и автоклавных материалах, Высокая  адсорбционная активность и сцепление  с органическими вяжущими позволяют применять их в асфальтовых и полимерных композициях. Естественно, обжигаемые  в недрах земли или в терриконах угольных шахт горелые породы – аргиллиты, алевролиты и песчаники – имеют керамическую природу и могут, применятся в производстве жаростойких бетонов и пористых заполнителей. Некоторые горелые породы являются легкими нерудными материалами, что обусловливает их использование как заполнителей для легких растворов и бетонов. 

3. Силикатный  кирпич на основе зол  и шлаков ТЭС

 

     Золы  и шлаки ТЭС являются эффективным  сырьем для изготовления силикатного  кирпича, зольной керамики, минеральной  ваты, стекла. Применение топливных  зол и шлаков в производстве рассматриваемых  материалов обеспечивается совокупностью  их свойств: химическим взаимодействием с известью, дисперсностью, спекаемостью, теплотворной способностью, способностью давать силикатный расплав. В зависимости от целевого назначения золошлакового сырья и применяемых технологий ведущее значение приобретают те или иные из указанных свойств.

     Силикатный  кирпич. На долю силикатного кирпича  приходится значительная часть всего  объема стеновых материалов. Приведенные  затраты на возведение стен из силикатного  кирпича составляют примерно 84% по сравнению  с необходимыми затратами при  использовании керамического кирпича. Расход условного топлива и электроэнергии на производство силикатного кирпича  в 2 раза ниже, чем керамического. На получение 1 тыс. шт. силикатного кирпича  расходуется в среднем 4,9 ГДж тепла, половина которого составляет тепло  на обжиг извести, а другая — на автоклавную обработку и другие технологические операции.