Влияние химического состава золы-уноса на ее реакционную способность

Использование золы-уноса (ЗУ), образующейся при сжигании каменного угля (зола-унос класса F), в качестве главного компонента вяжущей композиции представляет все больший интерес. Это дает возможность экономить сырье, топливо и снижает выбросы CO2 при производстве цемента. Для получения эффективных вяжущих систем, содержащих ЗУ, необходимо иметь представление о реакции гидратации золы - причем не только в матрицах на основе цементного клинкера, но и на основе других материалов. Данная работа была направлена на исследование механизмов растворения ЗУ в щелочной среде и на изучение продуктов реакции «чистой» ЗУ. Акцент при этом был сделан на установление зависимости между химическим составом золы и возможными реакциями.

Пуццоланические реакции с участием ЗУ приводят к образованию гидросиликатов кальция (C-S-H) и гидроалюминатов кальция, а щелочная активация зол - к образованию алюмосиликатных гелей. Как пуццоланические реакции с участием ЗУ, так и другие реакции, например, образование цеолитов, зависят от активности материала и взаимодействия различных элементов, таких как Si, Al, щелочей и т. д. Если ЗУ реагирует в составе вяжущего на основе портландцементного клинкера, различить продукты реакции становится исключительно трудно. Между тем детальное знание состава этих продуктов необходимо для более глубокого понимания активности ЗУ.

В исследовании использованы восемь видов ЗУ с различным содержанием Si, Al, Fe и Ca. Золы суспендировали в растворе, имитирующем поровый раствор цементной пасты. Затем жидкую фазу исследовали с применением методов ионной хроматографии и фотометрии. В результате взаимодействия ЗУ различного состава с гидроксидом кальция в различных реакционных средах были получены «чистые» продукты. Затем эти продукты анализировали с помощью рентгенофазового анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии.

В результате получена информация о соотношении между элементами, переходящими в раствор, и продуктами гидратации ЗУ. Кроме того, в статье представлены данные о влиянии химического состава стеклообразной фазы ЗУ на ее химические превращения.

Автор: С.Е. Шульце, Й. Рикерт

Рубрика: Использование отходов

Ключевые слова: зола-унос каменного угля, химический состав, превращение, прочность