ГлавнаяРезультаты испытаний образцов зольных и шлаковых вяжущих приводятся на рис. 32.
Исходная пылевидная зола содержала аморфизованное глинистое вещество в виде неправильных частиц, в той или иной мере окрашенных невыгоревшей органикой в темно-серый или черный цвет, и капельки стекла — бесцветные или окрашенные в желтые тона. Кусковой шлак не содержал органики и слагался прозрачным стеклом, содержащим включения малоактивного минерала анортита и инертных минералов — муллита, гематита и магнетита.
Без добавок-активизаторов образцы из золы и шлака не твердели. Под микроскопом признаков изменения компонентов золы и шлака не отмечено как после пропаривания при 95° С, так и после запаривания в автоклаве. Введение извести приводит к появлению вокруг капелек или обломков стекла в пропаренных образцах тонкой реакционной каймы (до 2—3 мк) из прозрачной гелевидной фазы заметно меньшего светопреломления. Значительно больше изменяется аморфизованное вещество пылевидной золы; оно как бы разбухает и превращается в полупрозрачную массу с нечеткими расплывчатыми контурами. Светопреломление этой массы снижается до 1,53. В промежутках между указанными фазами присутствует прозрачное изотропное гелевидное вещество, включающее редкие мелкие кристаллики непрореагировавшего Ca(OH)2 и изотропные зернышки с N>1,6. Большая активность аморфизованного глинистого вещества, присутствующего в пылевидной золе, обусловливает несколько лучшие прочностные показатели пропаренных образцов на основе золы сравнительно с образцами на основе кускового шлака.Повышение температуры водотепловой обработки существенно ускоряет процессы гидролиза аморфных фаз и твердения вяжущих. В образце из пылевидной золы аморфизованное глинистое вещество полностью гидролизуется и превращается в агрегаты кристалликов гидрогранатов с небольшим количеством обволакивающей их гелевидной фазы. Прозрачное бесцветное стекло в образцах из золы и шлака изменяется несколько слабее. Межзерновое пространство выполняется изотропными гидрогранатами со светопреломлением 1,63—1,65, связанными прозрачным гелем с N=1,51. При этом цементирующее вещество образца на основе топливного шлака значительно плотнее, чем в образце из золы, и содержит меньше гидрогранатов. Последние имеют состав 3СаО*Al2O3*1,3—1,4 SiO2*3,2—3,4Н2О (а = 12,25/12,27 А).
Прочность запаренных образцов на кусковом шлаке оказывается большей, чем на пылевидной золе.
В присутствии гипса при нормальном твердении в образцах на пылевидной золе образуется гидросульфоалюминат кальция, имеющий вид радиально-лучистых агрегатов, растущих из гидролизующихся частиц аморфизованного глинистого вещества. Прозрачное стекло при этом также подвергается слабому гидролизу с образованием гидросульфоалюмината кальция, но в меньшем количестве и в виде отдельных игольчатых кристалликов. В условиях пропаривания и автоклавной обработки гипс в еще большей степени ускоряет гидролиз стекла с образованием гидрогранатов и гелевидных гидросиликатов кальция, частично связываясь в комплексные фазы, а частично переходя в полугидрат или ангидрит. При этом резко увеличивается содержание гелевидных фаз и соответственно повышается прочность образцов, достигающая 150—250 кГ/см2.
Наиболее высокая прочность шлаковых и зольных вяжущих на основе низкокальциевых топливных отходов достигается при автоклавной обработке за счет введения 20% тонкоизмельченного кварцевого песка, 20% гидрата окиси кальция и 5% гипса. При этом, по данным ДТА, в цементирующем веществе возникает низкоосновный волокнистый гидросиликат кальция CSH(B), придающий образцу высокую прочность.
Проведенные эксперименты показывают, что из низкокальциевых топливных шлаков и зол при известково-гипсовой активизации могут быть получены вяжущие, твердеющие в условиях как пропаривания в камерах, так и запаривания в автоклавах. Однако достаточная устойчивость цементирующего вещества достигается только при невысоком содержании органических веществ — до 7—10% в золах и шлаках от сжигания углей и до 5% — в золах и шлаках от сжигания торфа.