Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




14.09.2019


14.09.2019


08.09.2019


03.09.2019


26.08.2019


13.08.2019


13.08.2019


08.08.2019


06.08.2019


30.07.2019





Яндекс.Метрика
         » » Степень измельчения шлаковых и зольных вяжущих

Степень измельчения шлаковых и зольных вяжущих

19.12.2017

Практика показывает, что совместный помол исходных компонентов повышает активность смешанных вяжущих веществ и увеличивает прочность изделий. Это достигается за счет тесного контакта частиц, вступающих между собой в химическое взаимодействие.

При этом нет определенных требований к тонине помола, и в каждом случае этот вопрос решается применительно к свойствам материалов.

П.П. Будников и Г.А. Сохацкая указывают на увеличение в 1,5—2 раза прочности шлакопортландцемента при сверхтонком помоле до удельной поверхности 20 000—30 000 см2/г (по Б.В. Дерягину) по сравнению с прочностью того же цемента при обычном помоле.

Кроме того, эти же авторы пришли к выводу, что прирост прочности выше для шлакопортландцементов, изготовленных из малоактивных кислых шлаков, чем для цементов из основного шлака; с повышением тонины помола уменьшается влияние химического состава шлака на прочность.

A.Д. Матвиенко исследовал влияние сверхтонкого помола на вяжущие свойства доменных основных и кислых шлаков и остеклованного котельного шлака. Он отмечает, что на основе шлаковых вяжущих сверхтонкого помола можно получать бетоны с прочностью в 2—3 раза выше, чем на цементах обычного помола.

B.Н. Попко, изучая влияние степени измельчения известково-шлакового цемента до удельной поверхности 3000—4000 и 6000 см2/г на его прочностные показатели, также пришел к выводу, что активность шлаковых вяжущих веществ резко возрастает с увеличением тонкости помола, особенно при пропаривании.

К.В. Гладких, Е.А. Гребеник, Т.М. Тиранова и др. исследовали влияние тонкости помола на активность отвальных и гранулированных доменных шлаков, отвальных мартеновских и ваграночных шлаков цветной металлургии, а также топливных гранулированных шлаков и пылевидных зол. Шлаки и золы, входившие в состав вяжущих, предварительно измельчались до удельной поверхности 1800—1900; 3000; 4000 и 5000—5500 см2/г. Были исследованы восемь видов шлака с различных предприятий и золы ТЭЦ. В качестве активизаторов твердения применялись негашеная известь, гипс и молотый песок.

Образцы из пластичных растворов состава 1:3 твердели в автоклаве или в пропарочной камере.

Результаты показывают (табл. 30), что с увеличением удельной поверхности вяжущих веществ от 1800—2000 до 4000— 5000 см2/г прочность образцов возрастает в 1,5—2 раза. При увеличении тонины помола до 6000 см2/г прочность увеличивается относительно мало.
Изучение морозостойкости полученных образцов показало, что пропаренные образцы с удельной поверхностью шлакового вяжущего 1500—1800 см2/г выдерживают только 10 циклов, а с удельной поверхностью 3000 см2/г 35—50 циклов и более (в зависимости от вида шлака и тепловлажностной обработки).

Повышение тонкости помола шлаковых вяжущих от 1800 до 3000—4000 см2/г требует увеличения времени помола в 1,5—2 раза. При измельчении до удельной поверхности 5000—6000 см2/г наблюдается резкое увеличение расхода электроэнергии. Затраты же электроэнергии на помол шлаковых вяжущих из гранулированных шлаков до удельной поверхности 3000—4000 см2/г примерно равны затратам на измельчение цементного клинкера до той же дисперности.

Таким образом, по техническим и экономическим соображениям измельчение шлаковых и зольных вяжущих целесообразно доводить до 3500—4000 см2/г, а при менее активных шлаках и до более высоких показателей. При измельчении кислых шлаков до удельной поверхности свыше 4000—5000 см2/г необходимо некоторое увеличение количества активизаторов твердения.

Особое значение дополнительный помол приобретает для высококальциевых зол с содержанием окисей кальция и магния более 15%. В этом случае указанные окислы содержатся в золах не только в связанном, но и в свободном состоянии.

Химически несвязанные окись кальция и магния при высоких температурах в энергетических топках перекристаллизовываются в так называемый пережог или покрываются оплавленной алюмосиликатной оболочкой. В таком состоянии окислы гидратируются длительное время. Продолжительность процесса зависит от толщины оболочки и размеров частиц и может колебаться от 1—2 ч до 3—6 и более месяцев.

Например, медленногасящиеся частицы в золе Назаровской ГРЭС, Красноярской ТЭЦ (до 10—15%) вызывают объемные изменения в затвердевшем зольном вяжущем, что нарушает структуру цементного камня.

Результаты исследований К.В. Гладких показали, что в период смешивания с водой и тепловлажностной обработки высококальциевого зольного вяжущего свободные окись кальция и магния гидратируются всего лишь в пределах 40—50% первоначального их содержания в золе.

Кроме того, анализ образцов позволил установить содержание гидратированных CaO+MgO в количестве до 2—4% через 3, 6, 9 и даже через 12 месяцев после тепловлажностной их обработки.

Таким образом, медленно продолжающаяся гидратация свободных CaO+MgO приводит к накоплению внутренних напряжений, возникающих в затвердевшем камне, что обусловливает появление трещин в структуре растворов и бетонов не сразу после изготовления, а лишь 1—6 месяцев спустя.

Вышеизложенное свидетельствует о нецелесообразности гашения такой золы с целью устранения объемных изменений высококальциевых зол, содержащих более 5—10% свободных CaO + MgO.

К. В. Гладких было изучено влияние дополнительного измельчения зол, а также их фракционирования на деформативные изменения зольного теста и камня по комплексной методике, включавшей определения объемных деформаций на приборе Лe-Шателье (разрезанное кольцо диаметром и высотой 30 мм с иглами длиной 165 мм); линейных деформаций балочек размером 4х4х16 см по ускоренной методике на приборе ИЗB-1 и трещи-ностойкости (на кольцах Лермита).

Как показали исследования, механическое разрушение остеклованных поверхностей частиц золы Красноярской ТЭЦ и Наза-ровской ГРЭС при сухом или мокром помоле способствует уменьшению набухания зольного теста, определенного методом Ле-Шателье, в 6—10 раз по сравнению с набуханием образцов из рядовой золы (табл. 31).
Кроме того, в 10—15 раз снижаются деформации (т. е. набухание образцов при пропаривании их без форм) и значительно повышается прочность при сжатии до 140 кГ/см2 и при изгибе до 45 кГ/см2 против 70 и 20 кГ/см2 для образцов, изготовленных из рядовой золы без помола.

Однако наибольший эффект наблюдается у образцов, изготовленных из зол, прошедших механическую обработку зерен в присутствии химических добавок.

Так, образцы, изготовленные из молотой золы (остаток 0% на сите 006), показали изменение объема на приборе Ле-Шателье в 1,5 мм, а при остатке 5% на сите 008—16 мм. При этом удлинение образцов в процессе пропаривания составило 5,7 и 14 мм/м.

Мокрый помол рядовой золы с добавкой 2% CaCl2 полностью устраняет деформации пропаренных образцов, но при дальнейшем хранении их на воздухе способствует развитию повышенных усадочных деформаций до 3,8 мм/м вместо 2,2 мм/м при сухом помоле без CaCl2.

Фракционирование зол также может быть использовано с целью уменьшения их склонности к неравномерным изменениям объема при твердении. Так, химический и рентгенографический анализы показали, что наибольшее количество свободных CaO и MgO (до 70—80% общего содержания) приходится на фракции золы мельче 0,06 мм (уд. поверхность около 5000 см2/г). Более крупные фракции содержат меньше окиси кальция и магния (до 30—20%).
Из данных табл. 32 видно, что твердение бетона из рядовой золы, а также крупной и средней фракции сопровождается значительным увеличением объема (при пропаривании до 35 мм на приборе Ле-Шателье и при запаривании до 60 мм).

При испытании на трещиностойкость образцы-кольца после пропаривания и запаривания были покрыты глубокими трещинами по всей поверхности. При этом запаренные образцы деформировались в большей степени. Прочность при сжатии и изгибе пропаренных образцов, твердевших без форм, была соответственно 31 и 10 кГ/см2, а твердевших в формах — 70 и 20 кГ/см2. Образцы из крупной фракции золы разрушились, а из мелкой фракции — отличались пониженными деформациями, что объясняется отсутствием в ней крупных агрегатов. Капельки стекла с толщиной стекловидной оболочки до 1—2 мк легко гидратируются даже в нормальных условиях твердения.

Таким образом, высококальциевые золы могут быть использованы в производстве известково-зольных вяжущих только после их дополнительного помола до удельной поверхности не менее 3000—4000 см2/г или сепарации с удалением крупной фракции, характеризуемой удельной поверхностью менее 1000 см2/г (при размере частиц более 100 мк). Это должно устанавливаться специальными опытами с учетом свойств тех или иных видов золы.