2.3 Использование золошлаковых отходов при разработке цемента

Цемент – порошкообразный минеральный вяжущий материал, образующий при взаимодействии с водой или водными растворами солей пластичную массу, превращающуюся со временем в твердое камневидное тело, основной строительный материал. Химический состав цемента (без добавок) в процентном отношении по массе: 62 - 76% CaO, 20 – 23% SiO₂, 4 – 7% Al₂O₃, 2 – 5% Fe₂O₃, 1 – 5% MgO. [10]

Цемент получают обжигом при 1450^оС из мелкоизмельченной смеси глины и известняка, при спекании этой смеси образуется плотный клинкер, который затем размалывают в тонкий порошок. Между глиной и известняком происходят сложные химические реакции. Недостатком этой технологии является большие энергозатраты и требуются большие затраты для выведения компонентов цемента.[2]

Наиболее близким к этой технологии разработки цемента, является замена глины на золошлаковые отходы. Состав золошлаковых отходов представлен в следующей таблице.

табл. 3

Состав золы

Наименование элемента	Формула элемента	Процентное соотношение, %
Оксид кремния	SiO2	59,4
Оксид алюминия	Al2O3	29,8
Оксид титана	TiO2	1,3
Оксид железа	Fe2O3	6,1
Оксид кальция	CaO	1,6
Оксид магния	MgO	0,7
Оксид магния	K2O	0,7
Оксид натрия	Na2O	0,3
Другие	-	0,1

По данным таблицы можно определить, что состав золы аналогичен составу цемента, и при правильной обработке золы и добавлении к ним дополнительных элементов можно получить цемент. Предлагается два вида технологии разработки цемента:

1. Известково-шлаковый цемент;

2. Сульфатно-шлаковый цемент.

Известково-шлаковый цемент – это гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным помолом или тщательным смешиванием в сухом состоянии тонкоизмельченной извести и золошлаковых отходов.

Способ осуществляется следующим образом:

Известь в негашеном виде берут 10 – 30%, гранулированного шлака – 70 – 90%. Для регулировки срока схватывания и повышения прочности добавляют до 5 – 7% гипса (Табл. 3). Схватывается и твердеет известково-шлаковый цемент медленно; начало схватывания наступает через 5 – 6 часов, конец схватывания через 12 – 20 часов. Марка данного цемента очень низкая, а точнее: 50, 100 и 150.

Недостатком известково-шлакового цемента является низкая морозостойкость и воздухостойкость, в связи с этим его рекомендуется применять для изготовления бетонов и растворов, используемых в сооружениях, которые постоянно находятся во влажных условиях.

Сульфатно-шлаковый цемент представляет собой гидравлическое вяжущее вещество, состоящее из смеси золошлаковых отходов (80 – 85%), гипса (20 – 15%) и окиси кальция (CaO) до 2%.

Способ осуществляется следующим образом:

Изготовляют этот цемент путем совместного помола, либо смешиванием их после измельчения каждого в отдельности, то есть заранее измельчают окись кальция и другие его компоненты, которые затем тщательно перемешиваются. [1]

табл.4