Цемент с золой прочность

Зола в бетоне – зачем?

Сегодня не секрет, что при изготовлении бетонных смесей производители применяют сухую золу в виде пыли. А для чего? Что именно этот отход в прямом смысле слова дает бетону?

Бетоны, имеющие в своем составе золу, менее расслаиваются при транспортировке на объекты, обладают большей подвижностью и слабой водопроницаемостью.

Наиболее применяемыми являются сухие золы, т.к. они не обладают вяжущими свойствами. Их активность дает о себе знать, взаимодействуя с цементным вяжущим. И от того, каким образом зола взаимодействует с цементом бетона и самой бетонной смесью, удается значительно уменьшить расход цемента в производстве. Для иллюстрации можно привести такие цифры: если при изготовлении бетона класса В10-В30 применять 150 кг золы на каждый 1 м3 смеси, то можно сэкономить 40-80 кг цемента! А если бетон обрабатывают в тепловых условиях, то использование золы экономит 25% цемента!

А в гидротехнических сооружениях еще более потрясающий эффект – введение золы заменяет до 50% цемента!

Если мы заменяем цемент золой до 40% цемента, то при их совместном измельчении прочность бетона через 28 суток близка к обычной прочности бетона (без добавки).

Во время возведения Братской ГЭС (60-е годы) была произведена первая укладка бетона (5000 м3!) с добавкой 15-20% золы. А в Днестровском узле в вяжущее ввели 25% золы, и это не повлияло на прочность сооружения в целом, только увеличив эффективность использования цемента.

А за что «любят» бетоны золу?

За одно из важнейших ее характеристик – гидравлическую активность. Стандартно она определяется по способности золы поглощать известь из известкового раствора. Сегодня используют также т.н. микрокалориметрический метод. Его суть в том, что активность золы определяется по величине теплоты ее смачивания в жидкостях.

С чем связана гидравлическая активность? Прежде всего с химическими реакциями входящих в нее оксидов кремния (SiO2) и алюминия (Al2O3) с гидроксидом кальция, с образованием гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. При гидратации формируется т.н. стекловидная фаза золы.

Зола имеет несколько классификация в целях ее рационального использования: в зависимости от конструкций, в которых она используется, в зависимости от вида бетона, для которого она служит добавкой и т.д.

В чем состоит задача при подборе состава бетона с добавкой золы? Необходимо определить такое соотношение компонентов (и золу тоже), при котором нужные свойства бетона можно достичь при минимальном расходе цемента. Это и есть главная задача вообще использования каких-либо добавок: уменьшить расход цемента. А в случае с золой, в смеси она не просто добавка, она еще и микронаполнитель, который улучшает структурообразование бетона. Также вам будет интересна облицовка цоколя гранитом.

В каких случаях более разумно стремиться к уменьшению расхода цемента при введении золы? Тогда, когда марка используемого цемента больше рекомендуемой. Нормы дают предельные значения снижения типовой нормы расхода цемента в различных конструкциях. Количество золы при этом назначается пропорционально значению этой нормы.

Введение правильного количества золы, основанного на расчете по справочным формулам, позволяет существенно снизить водоотделение бетона и сделать его более устойчивым для транспортировок на дальние расстояния.

Источник

Заменяем цемент золой. Получаем сверхпрочный, огнеупорный раствор. Ингредиенты и пропорции.

В современное время многие производители строительных материалов стараются выпускать дешёвые аналоги, которые бы по качеству не уступали тем или другим материалам. Инженеры Университета Райса (Америка) недавно сумели разработать вполне достойную альтернативу цементу, используемому при изготовлении бетона.

Заменить цемент можно золой, характеризующейся достаточно неплохой гидравлической активностью. Данная смесь является жаропрочной, срок её эксплуатации исчисляется годами. Кроме того, использование золы значительно экономит материальные средства, потраченные на ремонт. Этот материал используют в качестве наполнителя. Зола улучшает структуру бетона, к тому же, она является экологичной.

Раствор применяют для изготовления зольного кирпича. В золе содержится оксид кальция, отличающийся хорошими цементирующими свойствами. Смесь получается более прочной. К примеру, если с её помощью укладывать кирпич, то разобрать кладку в будущем будет практически невозможно.

Это в очередной раз доказывает, что старые добрые технологии порой оказываются надёжнее современных. Благодаря им и бюджет экономится, и работы выполняются более эффективно.

Процесс изготовления цементного раствора из обыкновенной золы

Цемент, изготовленный из золы, по качеству и характеристикам лучше портландцемента. Сделать такую смесь можно даже в домашних условиях, поскольку в ней нет никаких сложных компонентов.

Зольный раствор в короткие сроки закаменеет и крепко приклеится к необходимой поверхности.

Список ингредиентов выглядит следующим образом:

Источник

Цемент с золой прочность

Золобетон представляет собой разновидность лёгких бетонов, в качестве заполнителя у которого выступает зола. Подобные составы применяются в качестве основного материала для сооружения конструкций ограждающего типа. Поставляются они в форме крупных блоков.
Используется цементный золобетон для сооружения промышленных и жилых объектов.

Свойства и особенности золобетона

Значение прочности золобетона варьируется в диапазоне от 40 до 100 кг/см2, при этом объёмный вес составляет 900-1400 кг/м. Необходимо акцентировать внимание на одном важном моменте – верхняя прослойка золобетона зачастую не отличается высокой прочность по направлению монтажа. Частично это обусловлено свойством материала активно впитывать в свою структуру влаги и воды из окружающего пространства.
Пористость золобетона варьируется в пределах от 50 до 60%. Материал представляет собой состав с большим количеством мелких пор, которые словно капилляры пронизывают материал. Значение водопоглощения для золобетона не превышает 45%.

Посредством термической обработки указанное значение можно сократить до 30%, при этом наружная прослойка будет иметь влажность на уровне 35%. Рассматриваемый материал очень медленно выделяет в окружающее пространство влагу, что существенно затрудняет процесс сушки материала. В естественных условиях золобетон теряет до 4% влажности в год.

Технические характеристики и состав материала

Для подготовки цементного состава на основе золы, применяют золу, полученную в процессе сжигания углей в специализированных печах и установках. Специалисты рекомендуют использовать цемент М400, при естественной концентрации воды. Если говорить об ориентировочном расходе цементного состава и извести, то они берутся в пропорциях 0.7 к 0.3.

Рекомендованный расход цемента и извести составляет (из расчёта на 1 м3 бетона):

• 420 кг золы;
• 750 кг известкового или доломитового щебня;
• 200 кг цемента марки М500;
• 100-120 л чистой воды.

При изготовлении состава в указанных пропорциях обеспечивается плотность на уровне 1500 кг/м3.

Подбирая состав золобетона важно принимать во внимание одно важное обстоятельство – объёмное значение веса золы не должно превышать 40% от заявленного объёмного веса золобетона. Что касается сухих тонкомолотых и вяжущих ингредиентов, то их доля в итоговом составе не должна превышать 1-3%.

Как изготовить золобетон своими руками

Для производства золобетона собственными руками необходимо придерживаться простой последовательности действий.

1. В смесительную установку выливают небольшую часть чистой воды.
2. Затем добавляют вяжущие ингредиенты и тщательно перемешивают с водой.
3. Раствор на основе цемента смешивают с золой и остальной частью воды.
4. На основание барабана подается зола, а затем 2/3 воды.
5. Состав перемешивают на протяжении последующих 3-х минут.
6. Затем вносят вяжущие компоненты и выливают воду.
7. Ингредиенты тщательным образом перемешивают.

В случае возникновения необходимости, в итоговый состав вносят специализированные минеральные добавки. Опытные мастера предпочитают смешивать их с чистой водой, которой заливают барабан установки. Как вариант, их добавляют вместе с жидкостью при последней заливке воды.

Комбинированный метод производства золобетонов
Золобетон можно изготовить и комбинированным способом. Части компонентов предварительно разламывают на специальных бегунах. Полученный помол добавляют к немолотым компонентам, находящимся в мешалке, после чего осуществляется следующая последовательность действий:

• в основание барабана вносят специальный заполнитель;
• состав заливают 2/3 чистой воды;
• ингредиенты тщательным образом смешивают на протяжении последующих 3-х минут.

На следующем этапе в барабан мешалки подается смесь и оставшуюся воду. Компоненты окончательно перемешивают между собой. Золобетонный состав готовят в течение 1-2 минуты, при условии, что перемешивание осуществляется в автоматическом порядке.

Если говорить о тепловлажностной обработке готовых решений, полученных из золобетонов, ее осуществляют по аналогии с лёгкими бетонами.

Особенности золобетона

Учёные, занимавшиеся исследованиями золобетонов, сделали ряд очевидных выводов относительно возможностей и свойств, рассматриваемого материала. Состав, полученный из портландцемента способен в течение продолжительного периода сохранять свои первоначальные характеристики, при условии эксплуатации в условиях воздушно-сухой среды.

Высокой устойчивостью к воздействию влаги отличаются автоклавные золобетоны. Что касается характеристик морозостойкости и водостойкости, то они напрямую зависят от вяжущих ингредиентов, добавок. Если в состав добавить шлкопортландцементы, то пострадают в первую очередь водостойкость и морозостойкость.

Характерная особенность золобетонных конструкций – высокая степень водопоглощения. Как следствие, возникает острая необходимость в предварительной гидрофобизации наружных зон. Если применяется металлическая арматура, ее также необходимо защитить от коррозии. Золобетоны отличаются сравнительно высокое распространение в строительной отрасли. Рассматриваемый материал используют в форме ячеистых блоков.
Учёные исследовали объекты, возведенные с применением золобетонов спустя 15 лет после их ввода в эксплуатацию. Явных структурных нарушений, ослаблений или разрушений не было выявлено. Исключением из правил являются только те участки стен, которые оставались необработанными и незащищенными от влаги.
Опытные мастера настоятельно рекомендуют не использовать легкие бетоны на основе золы для возведения наружных стен. Главное условие – правильно подобрать состав и придерживаться проверенной временем технологии производства материала. Подготовленные блоки отличаются высокой долговечностью и фероустойчивостью.

Источник

Известково-зольный цемент, производство и применение известково-зольного цемента.

Известково-зольным цементом называется гидравлическое вяжущее вещество, получаемое либо совместным помолом сухой топливной золы или шлака с известью (негашеной, гашеной или гидравлической), либо тщательным смешением в сухом виде тех же раздельно измельченных материалов.

Весовое содержание извести в известково-зольном цементе колеблется примерно в таких же пределах, что и в известково-пуццолановых цементах. Для улучшения свойств известково-зольного цемента допускается добавка до 5% гипса.

Каменные угли ряда месторождений представляют собой тесную смесь горючих веществ, глины и некоторых примесей. Топливные шлаки и золы значительно отличаются друг от друга по составу и структуре в зависимости от вида сжигаемого топлива, степени его дисперсности, конструкции сжигающих устройств, скорости охлаждения и ряда других факторов. Главнейшими составными частями топливных шлаков и зол являются обожженное глинистое вещество, стекловидная составляющая, кварц, оплавленные шарики, содержащие кристаллы магнетита, несгоревший уголь и органическое вещество, пропитывающие пористые зерна. Качество золы как активной минеральной добавки снижает примесь несгоревшего угля.

Известково-зольный цемент выгодно отличается от известково-глинитного тем, что зола не требует специального обжига и нуждается лишь в помоле.

Зола-унос, получаемая при сжигании угля в пылееугольных топках в условиях высоких температур, почти не обладает свойствами активной минеральной добавки. Поэтому вяжущее на ее основе при обычных температурах, твердения отличается малой активностью. Однако зола-унос — эффективный материал для изготовления изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке, в особенности автоклавной.

Известково-зольный цемент — медленно схватывающееся и медленно твердеющее вяжущее вещество. Он содержит больше глинозема, чем известково-пуццолановые цементы, а потому сравнительно более стоек при хранении на воздухе. Однако и его прочность при этом постепенно уменьшается. Для достижения воздухостойкости извести в известково-зольном вяжущем должно быть не менее 30%.

В зависимости от механической прочности известково-зольный цемент делится по стандарту на две марки: 25 и 50. Цементы этих марок через 7 суток должны иметь прочность при сжатии не ниже 10 и 20 кг/см 2 , а при растяжении -2 и 4 кг/см 2 соответственно для марок 25 и 50. Остальные требования стандарта на известково-зольный цемент аналогичны требованиям на известково-пуццолановый цемент. Полученные при испытании известково-зольного цемента в трамбованных образцах из растворов жесткой консистенции марки 25 и 50 соответствуют примерно маркам 15 и 25 при испытании образцов из растворов пластичной консистенции.

Удельный вес известково-зольного цемента колеблется в пределах 2,4-2,8. цвет этого цемента из-за наличия остатков несгоревшего угля темно-серый.

Известково-зольный цемент применяют в тех же случаях, что и другие цементы, получаемые на основе извести и гидравлических добавок.

Более эффективно вяжущее, получаемое на основе топливных зол и шлаков, содержащих не менее 15% СаО, например сланцевая зола. Такая зола, измельченная в порошок, обладает способностью самостоятельно затвердевать.

На основе золы эстонского сланца-кукерсита в зависимости от условий сжигания можно получить различные вяжущие вещества-кукермиты. В состав неорганической части сланца (кукерсита) входят 50-70% углекислого кальция; 25-35% глинистых включений и мелкозернистого кварца примерно 3% углекислого магния; 3-4% пирита, гипса и других материалов. При сгорании сланцев их неорганическая часть обжигается, образуя двухкальциевый силикат и однокальциевый алюминат. К сланцевым золам добавляют 20-30% активных минеральных добавок, положительное действие которых вызвано тем, что кукермиты содержат свободную известь, которая вступает во взаимодействие с гидравлическими добавками, в результате чего образуются гидросиликаты и гидроалюминаты кальция. Для ускорения твердения и повышения морозостойкости к гидравлическим кукермитам добавляют 25 или 50% цемента.

Вяжущие свойства могут приобрести и золы других видов топлив, если их смешивают до сжигания с известняком, причем оба материала должны быть тонко измельчены. Сжигая уголь с добавкой известняка, можно таким образом получать на теплоэлектроцентралях вяжущее вещество, называемое ТЕЦ-цементом. Способ изготовления последнего был разработан Э. З. Юдовичем и П. Д. Кевешем. В состав этого вяжущего входят частицы золы, свободная СаО, силикаты, алюминаты и ферриты кальция, образовавшиеся при сжигании пылевидной смеси угля и. известняка в результате взаимодействия между известью и составными частями золы. Этот цемент отличается неравномерностью изменения объема при обычных условиях твердения из-за значительного содержания свободной окиси кальция.

Вяжущий материал, аналогичный известково-зольному цементу, можно получить, используя очажные остатки кирпичеобжигательных кольцевых печей, представляющие собой золу, полученную от сжигания топлива, с некоторым количеством боя кирпича. Как показали работы ВНИИ Строма, после измельчения очажных остатков совместно с известью получается известково-очажный цемент с более высокой прочностью, чем обычный известково-зольный цемент, особенно при тонком помоле. Из очажных остатков известеобжигательных кольцевых печей можно путем измельчения без добавки извести получить цемент удовлетворительного качества.

Исследовать процесс твердения известково-зольных вяжущих затруднительно. Это объясняется их принадлежностью к сложной системе: СаО-А l ₂О₃-Fе₂О₃-SiO₂-SО₃ – H₂O, в которой образуются различные стабильные и метастабильные соединения.

В начальном периоде твердения известково-зольных вяжущих при обычных температурах (20 0 С) в случае добавки или наличия гипса образуется гидросульфоалюминат кальция (3СаО*Аl₂О₃*3CaSO₄*31H₂O), а при отсутствии гипса — гидроалюминат кальция (4СаО*Аl₂О₃*13H₂O). В процессе дальнейшего твердения возникают гидросиликаты кальция и карбонат кальция.

Пропаривание (при 95 0 С) приводит к образованию гидроалюмината кальция 3СаО*Аl₂О₃*6Н₂О или (при наличии гипса) твердого раствора 4СаО*АI₂О₃*13Н₂О и 3СаО*АI₂О₃*CaS0₄*12Н₂О. Наряду с этими соединениями образуются также гидросиликаты кальция.

При автоклавной обработке (175 0 С и выше) образуются гидроалюмосиликаты кальция-гидрогранаты типа 3СаО*А l ₂О₃ * n Si0₂ (6-2 n ) Н₂О и гидросиликаты тоберморитовой группы с частичным замещением Si0₂ на АI₂О₃. Количество связанного в гидрогранатах кремнезема увеличивается с повышением температуры и увеличением времени автоклавной обработки.

Воздухостойкость изделий, полученных на основе известково-зольных вяжущих, определяется стойкостью возникающих при их твердении гидратных новообразований по отношению к воздействию углекислого газа. Гидросульфоалюминаты и гидроалюминаты кальция сравнительно быстро разлагаются влажным углекислым газом. Гидрогранаты же являются соединениями, устойчивыми против воздействия влажного углекислого газа, причем стойкость, гидрогранатов возрастает с увеличением содержания в них кремнезема. Автоклавные изделия, в которых образуются гидрогранаты и гидросиликаты типа тоберморита с частичным замещением Si0₂ на Аl₂О₃, являются полностью воздухостойкими.

Источник