ДРІБНОШТУЧНІ БЕТОННІ ВИРОБИ НАПІВСУХОГО ПРЕСУВАННЯ НА ОСНОВІ ВІДХОДІВ ЕНЕРГОГЕНЕРУЮЧИХ ПІДПРИЄМСТВ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-0821.2024.02.11Ключові слова:
техногенні відходи, зола-виносу, виробництво золобетонів, активізатори тужавіння, гідротермальна обробка, напівсухе пресування, матеріали для дорожнього будівництва, стінові бетонні виробиАнотація
Досліджено золу-виносу Бурштинської ТЕС на предмет її використання як компонента в’яжучих сировинних композицій для отримання дрібноштучних бетонних виробів. За інтегральними характеристиками хімічного і фазового складу встановлено, що зола є надкислою, являє собою аморфну речовину і характеризується низькою гідравлічною активністю. Для активізації зольного скла використані кальційвмісні добавки (шлакоцемент та/або гідратне вапно) та лужний затворювач (содовий розчин). Розроблені шихтові склади композицій з використанням золи на рівні 75–90 мас. %, в яких з метою оптимізації технологічних параметрів отримання матеріалів варіюванню підлягали вид і кількість активізатора, тип затворювача (лужний розчин чи вода). Для матеріалів, сформованих за тиску пресування 25 кгс/см2 та які тужавіли в умовах пропарювання, встановлений позитивний вплив цементу, лужного затворювача і комбінованого активізатора тужавіння на властивості матеріалів, їх зовнішній вигляд і геометричні розміри. Такі матеріали мають невисокий рівень механічних властивостей, лише окремі шихтові склади дають змогу забезпечити марку за механічною міцністю М50 – М75. З метою покращення кінцевої механічної міцності матеріалів досліджено вплив тиску пресування, формувальної вологості і способів гідротермальної обробки (пропарювання чи запарювання) на властивості матеріалів окремих складів. Визначено, що збільшення тиску пресування до 300 кгс/см2 та автоклавна обробка напівфабрикатів дозволяють суттєво покращити рівень механічних властивостей. Визначені раціональні склади в’яжучих композицій з високим ступенем використання золи-виносу (75 і 77 мас. %), на основі яких методом напівсухого пресування отримані водостійкі зразки золобетону марок М 125 і М200 за механічною міцністю і марки F25 за морозостійкістю. Матеріали рекомендовані для виготовлення виробів для будівництва елементів тротуарів, а також стінових дрібноштучних бетонних виробів.
Посилання
Pro skhvalennia Natsionalnoi stratehii upravlinnia vidkhodamy v Ukraini do 2030 roku (Ofitsiinyi portal Verkhovnoi Rady Ukrainy) [On the approval of the National Waste Management Strategy in Ukraine until 2030 (Official website of the Verkhovna Rada of Ukraine)]. URL: https://zakon.rada. gov.ua/laws/show/820-2017-%D1% 80#Text.
Chee Ban Cheah, Leng Ee Tan, Mahyuddin Ramli. Recent advances in slag-based binder and chemical activators derived from industrial by-products. A review. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 272. Р. 121657. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0950061820336618.
Andres Salas Montoya, Loth I. Rodríguez-Barboza, Fabiola Colmenero Fonseca, Javier Cárcel-Carrasco, Lauren Y. Gómez-Zamorano. Composite Cements Using Ground Granulated Blast Furnace Slag, Fly Ash, and Geothermal Silica with Alkali Activation. Buildings. 2023. Vol. 13. Iss. 7. Р. 1854. URL: https://doi.org/10.3390/ buildings13071854.
Fraay A.L.A., Bijen J.M., Haan Y.M.. The reaction of fly ash in concrete: a critical examination. Cement and Concrete Research. URL: https://www. sciencedirect. com/science /article/abs/pii/0008884689900884.
Giergiczny Z. Fly ash and slag. Cement and Concrete Research. 2019. Vol. 124. Р. 105826. doi: 10.1016/j.cemconres.2019.105826
Serdiuk V.R., Avhustovych B.I. Zola-vynos yak vazhlyvyi syrovynnyi resurs dlia vyrobnytstva nizdriuvatykh betoniv [Fly ash as an important raw material for the production of aerated concrete]. Suchasni tekhnolohii, materialy i konstruktsii v budivnytstvi. 2013. No 2, pp. 22–28.
Qingsen Zeng, Xiaoming Liu, Zengqi Zhang, Chao Wei, Chunbao (Charles) Xu. Synergistic utilization of blast furnace slag with other industrial solid wastes in cement and concrete industry: Synergistic mechanisms, applications, and challenges. Green Energy and Resources. 2023. Vol. 1, Iss. 2. Р. 100012. URL: https://www.sciencedirect.com/ science/ article/pii/S2949720523000097
Cheah Chee Ban, Liew JiaJia, Kevin KhawLe Ping, Rafat Siddique, Weerachart Tangchirapat. Properties of ternary blended cement containing ground granulated blast furnace slag and ground coal bottom ash. Construction and Building Materials. 2022. Vol. 315, Iss. 10. P. 125249. URL: https://www. sciencedirect.com / science /article/abs/pii/ S09500618 210 29913?via%3Dihub.
Myroniuk I.F, Tatarchuk T.R., Vasylieva H.V., Yaremii I.P., Mykytyn I.M. Morfolohiia, fazovyi sklad ta radiolohichni vlastyvosti zoly vynosu Burshtynskoi teplovoi elektrostantsii [Morphology, phase composition and radiological properties of fly ash of the Burshtyn thermal power plant]. Fizyka i khimiia tverdoho tila. 2018. Vol. 19, No 2, pp. 171–178.
Demchenko V.O. Simiachko O.I., Sviderskyi V.A. Doslidzhennia mineralohichnoho skladu, struktury i vlastyvosti poverkhni mikrosfer Ukrainy [Study of mineralogical composition, structure and surface properties of Ukrainian microspheres]. Tekhnolohichnyi audyt ta rezervy vyrobnytstva. 2017. Iss. 6, No. 1 (38), pp. 28–34.
Simiachko O. Aliumosylikatni zolni mikrosfery yak perspektyvnyi napovniuvach budivelnykh materialiv i vyrobiv [Aluminosilicate ash microspheres as a promising filler for building materials and products]. Stalyi rozvytok – stan ta perspektyvy: Mizhnarodnyi naukovyi sympozium SDEV‘2018 (23 liutoho–3 bereznia 2018 r., Lviv–Slavske) [Sustainable development – status and prospects: SDEV'2018 International Scientific Symposium (February 23–March 3, 2018, Lviv–Slavske]. Lviv: Natsionalnyi universytet «Lvivska politekhnika», 2018. рр. 203–204.
Shchukina L., Fedorenko E., Galushka Ya., Lihezin S. Technology of obtaining building ceramics with the use of large-tonnage waste of fuel and energy industry. Riga, Baltija Publishing, 2021. 107 p.
Korohodska A.M., Shabanova H.M., Shumeiko V.M., Shchukina L.P., Borysenko O.M., Kryvobok R.V., Sakhnenko M.D., Lisachuk H.V. Shlakovmisni kompozytsiini materialy dlia dorozhnoho budivnytstva [Slag-containing composite materials for road construction]. Odesa, Oldi +, 2023. 120 р.
Dvorkin L.I. Budivelni viazhuchi materialy [Building binders]. Rivne, NUVHP, 2019. 627 p.
