Введение к работе
Актуальность работы. Мировая тепло- и электроэнергетика еще в течение неопределенно длительного времени будут базироваться в основном на тепловых электрических станциях (Т-ЭС) из-за невозможности удовлетворить в полном объеме существующие потребности з тепловой и электрической энергии за счет альтернативных источников". Однако обостряющееся экологическое неблагополучие не позволяет эксплуатировать ТЭС в режиме, производящем все увеличивающееся количество отходов - зол и шлаков. В связи с этим наряду с имеющимися способами утилизации зол и шлаков во всех развитых странах ведется постоянный поиск новых. Назрел вопрос и об утилизации дымовых газов ТЭС, выбросы которых вносят существенный вклад в изменение состава атмосферы-, глобальное изменение климата на планете.
В настоящее время в регионах выхода зол канско-ачинских углей (КАУ) разведаны крупные месторождения такого относительно нового минерального сырья, как природные цеолитовые туфы. Существенная часть цеолитовых туфов не может быть использована в считающихся приоритетными направлениях, так как"там требуются туфы еысокой степени цеоли-тизации. Поэтому с целью повышения общей эффективности добычи ведутся исследования по использованию цеолитовых туфов со средней и низкой цеолитизацией в других направлениях, в том числе в промышленности строительных материалов.
В связи со сказанным работа, посвященная использованию зол, одного из главных компонентов дымовых газов ТЭС (СОг), природных цеолитовых туфов, является актуальной. Работа выполнялась в рамках це-лезых программ "Энергия" (Ц008), "Сибирь" (подпрограмма 1.14. Цеолиты Сибири) ,' "Строительство" (тема 2-2), "Алтай".
Цель и задачи исследований. Цель работы - получение строительных материалов из золы КАУ от парогенераторов с жидким шлакоудалени-ем и исследование их основных строительно-технических свойств.
Цель и выдвинутые возможные способы улучшения вяжущих свойств золы КАУ обусловили следующие частные задачи исследований:
- изучить фазовые превращения в процессе гидратации и дегидрата
ции золы, определить рациональные параметры получения зольного вяжу
щего гидратацией с последующей дегидратацией;
прочности и равномерности изменения объёма при последующем твердении зольных изделий;
- исследовать фазовые превращения в золе при карбонизации и пос-
ледующем твердении;
исследовать влияние цеолитовых туфов на прочность, равномерность изменения объёма при твердении золы и определить метод назначения состава золоцеолитового вяжущего;
исследовать фазовый состав продуктов гидратации золоцеолитовог( вяжущего;
определить рациональные параметры технологии материалов на основе золоцеолитового вяжущего;
исследовать основные строительно-технические свойства материалов, полученных из зол, определить возможные области их применения, проверить полученные результаты в условиях реального производства.
Научная новизна. Показано, что устранение неравномерности изменения объема при твердении и повышение активности высококалышево] золы возможны обеспечением условий, способствующих ослаблению действия деструктивных процессов, связанных с замедленной гидратациеі свободного СаО, и усилению конструктивных. Предложены способы реализации такого направленного регулирования и определены рациональнні параметры получения на их основе строительных материалов путем:
гидратации золы с последующей ее дегидратацией;
карбонизации свежеотпрессованных зольных изделий углекислым газом избыточного давления;
- добавления к золе природных цеолитовых туфов (а.с. N1308587).
Выявлены особенности гидратации и состав новообразований в ма
териалах из высококальциевой золы при использовании указанных спосо
бов улучшения вяжущих свойств, главными из которых является отсутс
твие или незначительное содержание в продуктах гидратации Са(0Н)г :
преобладание низкоосновных гидросиликатов типа C-S-H(I).
Практическое значение работы. Предложенные способы использования высококальциевых зол расширяют возможности их утилизации, решения экологических проблем. В плане практического применения предло женные способы имеют по сравнению с известными более высокую перс пективу, так как для их реализации используются реагенты, образующи еся непосредственно на ТЭС в качестве побочных продуктов или отходо - пар, отработанный в турбинах и СОг дымовых газов, а также природ ные цеолитовые туфы, крупные месторождения которых имеются в регио нах выхода зол КАУ.
Разработаны метод назначения состава и технология стеновых ма териалов на основе золоцеолитового вяжущего.
Полученные из золы КАУ материалы не уступают по свойствам наи более близким аналогам, изготавливаемым из традиционного сырья, а п
-o-
водостойкости - превосходят их.
Реализация результатов работы. Результаты проведенных исследований реализованы при выпуске опытной партии автоклавного и неавтоклавного кирпича и облицовочной плитки на основе золоцеолитовой композиции в качестве самостоятельного вяжущего на Барнаульском заводе силикатного кирпича.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на 40-46, 53-56 научно-технических конференциях студентов, аспирантов и профессорско-преподавательского состава АлтГТУ (АлтПИ) в 1982-1988 и 1995-1998 г.г... Всероссийской выставке-конференции "Комплексное использование природных ресурсов" в г. Томске в 1984 г., 42 научно-практической конференции профессоров, преподавателей, научных работников и аспирантов ЖСИ (СПбГАСУ) в г. Ленинграде в 1985 г., 42 и 44 научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава НЙСЙ (НГАСУ) с участием представителей строительных, проектных и научно-исследовательских организаций в г. Новосибирске в 1985 и 1987 г.г., VI республиканской конференции "Долговечность строительных конструкций" в г. Таллине в 1987 г., международной научно-практической конференции " Композиты - в народное хозяйство России (Композит 95)" в г. Барнауле в 1995 г, международной научно-технической конференции "Резервы производства строительных материалов" з г. Барнауле в 1997 г., международной конференции "Четвертые академические чтения: "Актуальные проблемы строительного материаловедения" в г. Пензе в 1998 г., всероссийской научно-технической конференции "Актуальные проблемы строительного материаловедения" в г. Томске в'1998 г.
Публикации. По материалам выполненных исследований получено авторское свидетельство, опубликовано 13 печатных работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных еыводоб, списка литературы и приложений. Работа имеет общий объем 208 страниц, содержит 21 таблицу, 39 рисунков, список литературы из 190 наименований и 2 приложения.
Автор защищает:
предложенные способы устранения неравномерности изменения объема при твердении высококальциевой золы и повышения ее активности:
выявленные особенности фазовых превращений в золе при осуществлении указанных способов и при последующем твердении полученных материалов;
рациональные параметры получения материалов из золы КАУ и ре-
- о -
зультаты исследования их основных строительно-технических свойств:
- результаты опытно-промышленных испытаний.
Автор выражает благодарность доктору технических наук, профе< сору В.К.Козловой за ценные замечания при обсуждении материалов р. боты.
