1.3 Классификация зол как сырья для изготовления строительных материалов

С целью выбора рационального направления использования золошлаковых материалов их классифицируют по различным признакам. Поскольку состав и свойства их отличаются непостоянством, единой классификации золошлаковых материалов, которая охватывала бы все признаки, еще не создано. Поэтому мы рассмотрим несколько классификаций, применяемых в строительстве.

В соответствии с ГОСТ 25818-91 все золы по виду сжигаемого угля подразделяют на:

антрацитовые, образующиеся при сжигании антрацита, полуантрацита и тощего каменного угля (А);

каменноугольные, образующиеся при сжигании каменного, кроме тощего, угля (КУ);

буроугольные, образующиеся при сжигании бурого угля (Б).

В зависимости от химического состава золы подразделяют на типы:

кислые (К) -- антрацитовые, каменноугольные и буроугольные, содержащие оксид кальция до 10 %;

основные (О) -- буроугольные, содержащие оксид кальция более 10 % по массе.

Золы в зависимости от качественных показателей подразделяют на 4 вида:

I -- для железобетонных конструкций и изделий из тяжелого и легкого бетонов;

II -- для бетонных конструкций и изделий из тяжелого и легкого бетонов, строительных растворов;

III -- для изделий и конструкций из ячеистого бетона;

IV -- для бетонных и железобетонных изделий и конструкций, работающих в особо тяжелых условиях (гидротехнические сооружения, дороги, аэродромы и др.) [3].

В соответствии с ОСТ 34 70-542-81 ”Зола-унос тепловых электростанций. Общие технические требования” золы классифицируют исходя из районирования многочисленных месторождений угля и подчинения их крупным регионам. Этот стандарт устанавливает требования к пылевидным золам, полученным при сжигании донецких, подмосковных, львовско-волынских, кузнецких, экибастузских, ирша-бородинских, назаровских углей и прибалтийских сланцев. Помимо показателей химического состава и дисперсности нормируется характеристика плавкости зол, что необходимо в случае их применения для производства обжиговых материалов.

Помимо приведенных в стандартах существует ряд классификаций, разработанных различными исследователями, например, в зависимости от места осаждения и отбора зол. По-разному осажденные золы отличаются существенными особенностями. Зола-провал, выпадающая из турбулентных потоков газов в бункер подтопочного пространства, имеет крупные частицы с наибольшей истинной плотностью. Зола-унос, выносимая из зоны сгорания топлива дымовыми газами и улавливаемая в аппаратах очистки, высокодисперсна. Чем больше ступеней очистки проходят отходящие газы, тем мельче выпадающие из них частицы золы. Мелкие и мельчайшие фракции золы содержат наибольшее количество шарообразных частиц и меньше несгоревших органических остатков. При добавке в бетон они наиболее активно проявляют пуццолановые свойства и повышают удобоукладываемость бетонной смеси.

Существует ряд классификаций зол ТЭС по химическому составу. В основу их положено содержание различных оксидов: Si02, Аl2 03, Fe2 03, CaO, MgO. В зависимости от их соотношения золы делят на два класса: I - золы, при смешении с водой затвердевающие в камневидное тело; II -- затвердевающие лишь при смешении с известью и водой, т.е. обладающие пуццолановыми свойствами. Этот признак наиболее важен, потому что золы, имеющие высокую гидравлическую активность и способность к самостоятельному твердению, обычно непригодны для получения многих обжиговых материалов. Класс золы определяется значением модуля основности, выраженного отношением (СаО + Mg0)/(Si02 + Аl203).

По содержанию СаОобщ. Все золы классифицируются на высококальцевые - СаОобщ. Более 10% и низкокальцевые - СаОобщ. Менее 10%. Золы с высоким содержанием СаО + MgO целесообразно использовать в первую очередь в качестве сырья для производства вяжущих веществ, а низкокальциевые -- в качестве активных заполнителей в ячеистых бетонах, активных минеральных добавок к цементам и бетонам, в производстве кирпича, искусственных пористых заполнителей и т.д.

Классификация зол ТЭС по фазовому составу учитывает три возможные фазовые составляющие: стекло, возникающее при быстром охлаждении расплавленных минеральных компонентов топлива; частично закристаллизованная фаза, образующаяся при медленном охлаждении шлакового расплава; аморфизованное вещество неорганической части топлива. Наиболее активная составляющая зол и шлаков -- стекло. Аморфизованное глинистое вещество также является активной составляющей. Частично закристаллизованная фаза обладает пониженной активностью. От соотношения трех указанных фазовых составляющих и их индивидуальных особенностей зависит гидравлическая активность зол и шлаков, а следовательно, и возможные направления их использования [1].

По активности золы классифицируются на активные, скрытоактивные, инертные.

1.Активные Мо=0,5-2 СаОобщ.-20-60% СаОсвоб. До 30% Кк=1-3,6

2.Скрытоактивные Мо=0,1-0,5 СаОобщ.-5-20% СаОсвоб. До 0-2% Кк=0,5-1,5

3.Инертные Мо менее 0,1 СаОобщ.-0,5-5% СаОсвоб. До 0-1% Кк=0,4-0,9

К первой группе относятся золы, обладающие самостоятельными вяжущими свойствами, вторая и третья группы, главным образом, кислые золы, не обладающие самостоятельными вяжущими свойствами и требующие активаторов твердения [3].