 Важным этапом на пути использования зольного и шлакового сырья является его классификация, в основу которой положены наиболее характерные критерии качества материала:
• модуль основности (гидравлический модуль) – Мо; • силикатный (кремнеземистый) модуль – Мс; • коэффициент качества (гидравлическая активность) – К. Модуль основности (гидравлический модуль) представляет собой отношение содержания оснóвных оксидов к сумме кислотных оксидов. При МО > 1 золошлаки – основные и обладают вяжущими свойствами; при МО < 1 золошлаки – кислые, могут служить гидравлической добавкой. Для учета влияния щелочных компонентов в формулу модуля оснóвности включены оксиды натрия и калия. МО | = | СаО + MgO + K2O + Na2O | | SiO2 + Al2O3 |
Силикатный (кремнеземистый) модуль показывает отношение количества оксида кремния, вступающего в реакцию с другими оксидами, к суммарному содержанию оксидов алюминия и железа. Физический смысл силикатного модуля состоит в следующем. Силикатный модуль, являясь соотношением SiO2 (необходимым для образования С2S и С3S) к Al2O3 + Fe2O3 (необходимых для образования C3A и С4АF), пропорционален, таким образом, отношению минералов (силикатов) к минералам (плавням). Гидравлическая активность оценивается коэффициентом качества. К | = | СаО + Al2O3 + MgO | | SiO2 + TiO2 |
В числителе стоят оксиды, повышающие гидравлическую активность, в знаменателе – снижающие ее. Следовательно, чем выше коэффициент качества, тем выше гидравлическая активность золошлака. Значение модулей и коэффициента качества колеблются в определенных пределах. Однако, чем больше значение модуля оснóвности, тем выше вяжущие свойства материала, тем больше его прочность при затвердевании. При прочих равных условиях и при повышенном силикатном модуле материал схватывается и твердеет медленно, но прочность его через определенное время возрастает. Следовательно, указанные три показателя являются важными классификационными признаками материала, дающими информацию об определенных свойствах и показывающими соотношение главных компонентов. На основании исследований золошлаковых отходов многих электро- и теплостанций, сжигающих топливо различных месторождений, все золошлаки в зависимости от состава были поделены на три группы: активные, скрытоактивные, инертные. К первой группе (I) отнесены золошлаковые материалы эстонского сланца, углей Канско-Ачинского бассейна, ангренского угля, некоторых видов торфа. Эти золошлаковые материалы характеризуются общим содержанием оксида кальция в пределах 20 … 60 % и свободного оксида кальция до 30 %. Такой состав обеспечивает высокие значения модулей и коэффициента качества: МО – 0,5 ¸ 2,8; МС – 1,5 ¸ 7,8; К – 1,0 ¸ 3,6. Золошлаковые материалы указанных топлив обладают свойством само-стоятельного твердения. Такие золошлаки могут применяться для возведения дамб золошлакоотвалов без специальных мероприятий (введение вяжущих веществ), а также для производства изделий на их основе, преимущественно автоклавного твердения. Ко второй группе () отнесены золошлаковые материалы с общим содержанием оксида кальция от 5 до 20 %. Свободный оксид кальция не превышает 2 %, а модуль оснóвности – не более 0,5. К этой группе, характеризующейся меньшей активностью, чем первая, относятся золошлаковые материалы львовско-волынского, райчихинского, богословского, азейского и других углей. Основное направление использования золошлаков этой группы – производство изделий, твердеющих при тепловой обработке с активизаторами. В третью группу (III) включены золошлаковые материалы углей: экибастузского, подмосковного, кузнецкого, донецкого, карагандинского. Они характеризуются высоким содержанием оксидов кремния и алюминия и низким содержанием оксидов кальция и магния. Свободного оксида кальция, являющегося активизатором процесса твердения, в некоторых золошлаках данной группы может не быть совсем, а максимальное его содержание не превышает 1 %. В связи с этим основным направлением использования золошлаковых материалов третьей группы являются дорожное строительство, производство кирпича, зольного гравия.
|
