Исследование активности отходов тепловых электростанций с позиции применения в составе минеральных вяжущих

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Для эффективного использования отходов в составе минеральных вяжущих и получения заданных характеристик конечных материалов на их основе необходимо учитывать одну из наиболее важных характеристик сырьевого компонента — активность. Выполнен анализ активности зол-уноса (ЗУ) различного состава с применением физико-химических методов, позволяющих определить возможность их использования в составе вяжущих систем на базе цемента. Получение минеральных вяжущих с применением отходов различных производств требует особого внимания ввиду специфики их получения, хранения и изменения свойств под воздействием внешних факторов. Комплексный подход при определении активности таких материалов позволит установить характер и механизмы взаимодействия ЗУ с компонентами вяжущего.Материалы и методы. Проведен анализ активности отходов тепловых электростанций (ТЭС) в виде ЗУ разного состава: основной ЗУ Назаровской ТЭС; кислой ЗУ Рефтинской ГРЭС. Для анализа активности использован комплекс следующих методов: содержание свободного оксида кальция (CaOсв) ускоренным методом (ГОСТ 25818–2017); тест Фраттини (EN 196-5:2011); метод Чапеля (NF P18-513); оценка теплоты гидратации методом дифференциальной калориметрии (авторская методика).Результаты. На основании комплексной оценки активности отходов ТЭС установлено, что оба они являются активными. В свою очередь, основная ЗУ Назаровской ТЭС обладает одновременно вяжущими свойствами и в значительно меньшей степени пуццолановой активностью, а кислая ЗУ Рефтинской ГРЭС — лишь пуццолановой активностью.Выводы. Ввиду своей активности ЗУ могут быть использованы как вспомогательные компоненты в составе цементных композиций, так и взамен части цемента при рационально подобранном количестве компонентов. Для установления характера взаимодействия, а также скорости и интенсивности протекания реакций в процессе структурообразования цементной матрицы в присутствии ЗУ необходим комплексный подход с применением физико-химических методов.

Об авторах

И. Ю. Маркова

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова)

Email: irishka-31.90@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7569-1825

М. А. Степаненко

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова)

Email: stepanencko.rita2017@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4130-5703

В. В. Строкова

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова)

Email: vvstrokova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6895-4511

Н. О. Лукьяненко

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова)

Email: niklu03@gmail.com

Список литературы

  1. Володин В.В., Тараканов О.В., Низина Т.А., Кяшкин В.М., Балыков А.С. Гидратация цементных вяжущих с минеральными добавками на основе глинистых и карбонатных пород // Вестник МГСУ. 2024. Т. 19. № 8. С. 1317–1327. doi: 10.22227/1997-0935.2024.8.1317-1327. EDN AOVNKP.
  2. Бедарев В.В., Бедарев Н.В., Бедарев А.В. Применение золы ТЭС для получения высокопрочных бетонов и снижения расхода цемента // Бетон и железобетон. 2022. № 2 (610). С. 3–7. doi: 10.31659/0005-9889-2022-610-2-3-7. EDN SLHTXZ.
  3. Макаренко С.В., Хохряков О.В., Хозин В.Г., Беляков А.Ю. Цементы низкой водопотребности — эффективные строительные материалы для утилизации золошлаковых смесей ТЭЦ // Инженерный вестник Дона. 2023. № 10 (106). С. 524–532. EDN QSOEBO.
  4. Истомина К.Р., Бургонутдинов А.М., Хусаинова К.А. Возможные технологии использования золы уноса // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. 2022. № 1. С. 36–44. doi: 10.15593/24111678/2022.01.05. EDN FZTEOA.
  5. Strokova V.V., Markova I.Y., Markov A.Y., Stepanenko M.A., Nerovnaya S.V., Bondarenko D.O. et al. Properties of a Composite Cement Binder Using Fuel Ashes // Key Engineering Materials. 2022. Vol. 909 KEM. Pp. 184–190. doi: 10.4028/p-tm4y4j. EDN DZHXTC.
  6. Марков А.Ю., Безродных А.А., Маркова И.Ю., Строкова В.В., Дмитриева Т.В., Степаненко М.А. Прогнозирование прочности портландцемента в присутствии топливных зол // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2020. № 3. С. 26–33. doi: 10.34031/2071-7318-2020-5-3-26-33. EDN HPFLJZ.
  7. Путилин Е.И., Цветков В.С. Применение зол уноса и золошлаковых смесей при строительстве автомобильных дорог: обзорная информация отечественного и зарубежного опыта применения отходов от сжигания твердого топлива на ТЭС. М. : Союздорнии, 2003. 58 с. EDN QNQXJH.
  8. Королев Е.В. Нанотехнология в строительном материаловедении. Анализ состояния и достижений. Пути развития // Строительные материалы. 2014. № 11. С. 47. EDN SYSIMT.
  9. Галибина Е.А. Классификация пылевидных зол в зависимости от вещественного состава, обеспечивающего их рациональное направление использования для производства строительных материалов // Исследования по строительству. Строительная теплофизика. Долговечность конструкций. Талин, 1981.
  10. Кожухова Н.И., Данакин Д.Н., Жерновский И.В. Особенности получения геополимерного газобетона на основе золы-уноса Новотроицкой ТЭЦ // Строительные материалы. 2017. № 1–2. С. 113–117. EDN XXIHXF.
  11. Choudhary R., Gupta R., Nagar R. Impact on fresh, mechanical, and microstructural properties of high strength self-compacting concrete by marble cutting slurry waste, fly ash, and silica fume // Construction and Building Materials. 2020. Vol. 239. P. 117888. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.117888
  12. Лам Т.В., Хунг Н.С., Зиен В.К., Чык Н.Ч., Булгаков Б.И., Баженова О.Ю. и др. Влияние водовяжущего отношения и комплексной органоминеральной добавки на свойства бетона для морских гидротехнических сооружений // Промышленное и гражданское строительство. 2019. № 3. С. 11–21. doi: 10.33622/0869-7019.2019.03.11-21. EDN ZAHMDZ.
  13. Баженов Ю.М., Воронин В.В., Алимов Л.А., Бахрах А.М., Ларсен О.А., Соловьев В.Н. и др. Высококачественные самоуплотняющиеся бетоны c использованием отходов сжигания угля // Вестник МГСУ. 2017. Т. 12. № 12 (111). С. 1385–1391. doi: 10.22227/1997-0935.2017.12.1385-1391. EDN YMEBXK.
  14. Балабанов В.Б., Николаенко В.Л. Композитный материал в укатываемом бетоне // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2011. № 12 (59). С. 119–123. EDN ONXUNB.
  15. Ватин Н.И., Петросов Д.В., Калачев А.И., Лахтикен П. Применение зол и золошлаковых отходов в строительстве // Инженерно-строительный журнал. 2011. № 4 (22). С. 16–21. EDN NVYMZJ.
  16. Бутт Ю.М., Тимашев В.В. Практикум по химической технологии вяжущих материалов. М. : Высшая школа, 1973. 504 с.
  17. Потапова Е.Н., Манушина А.С., Зырянов М.С., Урбанов А.В. Методы определения пуццолановой активности минеральных добавок // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2017. № 7–8 (222–223). С. 29–33. EDN XEFJRN.
  18. Ferraz E. Pozzolanic activity of metakaolins by the French Standard of the modified Chapelle Test : а direct methology // Acta Geodynamica et Geomaterialia. 2015. Pp. 289–298. doi: 10.13168/agg.2015.0026
  19. Dolenec S., Ducman V. Evaluation of ash pozzolanic activity by means of the strength activity index test, Frattini test and DTA/TG Analysis // Technical Gazette. 2018. Vol. 25. Issue 6. doi: 10.17559/tv-2017-1203193229
  20. Шахова Л.Д., Кучеров Д.Е., Аксютин Ю.А., Гридчина А.А. Оценка активности минеральных добавок для композиционных цементов // Сухие строительные смеси. 2012. № 4. С. 29–32. EDN THYERN.
  21. Donatello S., Tyrer M., Cheeseman C.R. Comparison of test methods to assess pozzolanic activity // Cement and Concrete Composites. 2010. Vol. 32. Issue 2. Pp. 121–127. doi: 10.1016/j.cemconcomp.2009.10.008

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».