Нейтрализация летучей золы с высоким содержанием кальция
Автор: Усанова Ксения Юрьевна, Барабанщиков Юрий Германович, Уханов Александр Валерьевич, Кальчев Андрей Иринеевич
Журнал: Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy
Статья в выпуске: 5 (103), 2022 года.
Бесплатный доступ
Объект исследования – зола-унос Березовской ГРЭС. Особенностью этой золы-уноса является высокое содержание оксида кальция в свободном состоянии, гидратация которого происходит в более позднем возрасте, когда основная масса материала уже затвердела. Переход от СаО к Са(ОН)2 сопровождается увеличением объема, что в свою очередь может привести к трещинам в материале. Цель работы - изучение возможности нейтрализации разложения высококальциевой золы-уноса. Метод. Проведены испытания на вспенивание зольной массы с различными добавками в форме Ле-Шателье, рентгеноструктурный (РФА) и дифференциально-термический (ДТА) анализы образцов, определена их прочность на сжатие. Полученные результаты. Испытание форм Ле-Шателье показало, что микрокремнезем и кремниевая кислота оказывают наибольшее влияние на расширение золы-уноса. При содержании микрокремнезема около 40% по массе летучей золы расширение пасты отсутствует. Прочность на сжатие образцов из зольно-песчаного раствора 1:5 в возрасте 28 сут составила 1,47 МПа. По результатам рентгеноструктурного анализа и ДТА установлено, что в отсутствие микрокремнезема свободная известь в золе-уносе полностью гидратируется за 11 сут, давая наибольшую степень вспенивания. В присутствии микрокремнезема вспенивание снижается, однако в системе остается негашеная свободная известь.
Бетоны, вяжущее, высококальциевая зола-унос, заполнитель, прочность, расширение, микрокремнезем, микрокремнезем
Короткий адрес: https://sciup.org/143179862
IDR: 143179862 | DOI: 10.4123/CUBS.103.2
Список литературы Нейтрализация летучей золы с высоким содержанием кальция
- Vatin, N.; Barabanshchikov, Y.; Usanova, K.; Akimov, S.; Kalachev, A.; Uhanov, A. Cementbased materials with oil shale fly ash additives. IOP Conf Ser Earth Environ Sci 2020, 578.
- Barabanshchikov, Y.; Usanova, K. Influence of High-Calcium Oil Shale Ash Additive on Concrete Properties. Lecture Notes in Civil Engineering 2021, 150 LNCE, 23–34.
- Juenger, M. C. G.; Snellings, R.; Bernal, S. A. Supplementary cementitious materials: New sources, characterization, and performance insights. Cem Concr Res 2019, 122, 257–273.
- Teixeira, E. R.; Mateus, R.; Camões, A. F.; Bragança, L.; Branco, F. G. Comparative environmental life-cycle analysis of concretes using biomass and coal fly ashes as partial cement replacement material. J Clean Prod 2016, 112, 2221–2230.
- Amran, M.; Fediuk, R.; Murali, G.; Avudaiappan, S.; Ozbakkaloglu, T.; Vatin, N.; Karelina, M.; Klyuev, S.; Gholampour, A. Fly ash-based eco-efficient concretes: A comprehensive review of the shortterm properties. Materials 2021, 14.
- Barabanshchikov, Y.; Usanova, K.; Akimov, S.; Uhanov, A.; Kalachev, A. Influence of electrostatic precipitator ash “zolest-bet” and silica fume on sulfate resistance of Portland cement. Materials 2020, 13, 1–13.
- Usanova, K. Properties of Cold-Bonded Fly Ash Lightweight Aggregate Concretes. Lecture Notes in Civil Engineering 2020, 70, 507–516.
- Narattha, C.; Chaipanich, A. Effect of curing time on the hydration and material properties of cold-bonded high-calcium fly ash–Portland cement lightweight aggregate. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 2020 145:5 2020, 145, 2277–2286.
- Xu, G.; Shi, X. Characteristics and applications of fly ash as a sustainable construction material: A state-of-the-art review. Resour Conserv Recycl 2018, 136, 95–109.
- Zhang, N.; Yu, H.; Gong, W.; Liu, T.; Wang, N.; Tan, Y.; Wu, C. Effects of low- and high-calcium fly ash on the water resistance of magnesium oxysulfate cement. Constr Build Mater 2020, 230, 116951.
- Fan, W. J.; Wang, X. Y.; Park, K. B. Evaluation of the Chemical and Mechanical Properties of Hardening High-Calcium Fly Ash Blended Concrete. Materials 2015, Vol. 8, Pages 5933-5952 2015, 8, 5933–5952.
- Goenawan, V.; Antoni; Hardjito, D. A Preliminary Study on Cracking Tendency of Cement Paste Incorporating High Calcium Fly Ash. Applied Mechanics and Materials 2015, 815, 158–163.
- Shehata, M. H.; Thomas, M. D. A. The effect of fly ash composition on the expansion of concrete due to alkali–silica reaction. Cem Concr Res 2000, 30, 1063–1072.
- Dhole, R.; Thomas, M. D. A.; Folliard, K. J.; Drimalas, T. Sulfate resistance of mortar mixtures of high-calcium fly ashes and other pozzolans. ACI Mater J 2011, 108, 645–654.
- Antiohos, S.; Tsimas, S. Investigating the role of reactive silica in the hydration mechanisms of high-calcium fly ash/cement systems. Cem Concr Compos 2005, 2, 171–181.
- Korpa, A.; Seiti, B.; Xhaxhiu, K.; Mele, A.; Trettin, R. Processing of high sulphate and free lime calcareous coal fly ash for producing high volume blended cements and complying grade products employed in civil engineering. Zastita materijala 2014, 55, 251–258.
- Tsimas, S.; Moutsatsou-Tsima, A. High-calcium fly ash as the fourth constituent in concrete: problems, solutions and perspectives. Cem Concr Compos 2005, 27, 231–237.
- Klyuev, S. v.; Bratanovskiy, S. N.; Trukhanov, S. v.; Manukyan, H. A. Strengthening of concrete structures with composite based on carbon fiber. J Comput Theor Nanosci 2019, 16, 2810–2814.
- Chen, B.; Liu, J. Effect of fibers on expansion of concrete with a large amount of high f-CaO fly ash. Cem Concr Res 2003, 33, 1549–1552.
- Klyuev, S. v.; Khezhev, T. A.; Pukharenko, Y. v.; Klyuev, A. v. Fibers and their Properties for Concrete Reinforcement. Materials Science Forum 2019, 945, 125–130.
- Anthony, E. J.; Bulewicz, E. M.; Dudek, K.; Kozak, A. The long term behaviour of CFBC ash–water systems. Waste Management 2002, 22, 99–111.
- Domanskaya, I.; Oleynik, V.; Minyazev, D. ICSC Problems and Perspectives of high-calcium fly ash from heat power plants in the composition of “green” building materials.
- Sheng, G.; Li, Q.; Zhai, J.; Li, F. Self-cementitious properties of fly ashes from CFBC boilers co-firing coal and high-sulphur petroleum coke. Cem Concr Res 2007, 37, 871–876.
- Качаев, Г. В.; Демиденко., Г. А.; Фомина, Н. В. Эколого-токсикологическая оценка искусственных смесей, созданных на основе золошлаков Березовской ГРЭС-1 и рекомендуемых для восстановления природных экосистем. Вестник КрасГАУ 2011, 161–164.
- Dongyun, T.; Xiaoli, X.; Hua, L.; Huaqiang, C. Quantitative Study on Hydration Process of f- CaO in Cement Paste. Jianzhu Cailiao Xuebao/Journal of Building Materials 2020, 23, 18–24.
- Nguyen, T. B. T.; Chatchawan, R.; Saengsoy, W.; Tangtermsirikul, S.; Sugiyama, T. Influences of different types of fly ash and confinement on performances of expansive mortars and concretes. Constr Build Mater 2019, 209, 176–186.
- He, S.; Zhu, X.; Bao, W.; Zhao, W.; Jin, D. Study on expansion of circulating fluidized bed combustion coal ash. Adv Mat Res 2012, 518–523, 3501–3506.
- Deng, M.; Hong, D.; Lan, X.; Tang, M. Mechanism of expansion in hardened cement pastes with hard-burnt free lime. Cem Concr Res 1995, 25, 440–448.