ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Утилизация отходов промышленности и энергетики является острой проблемой нашей страны. Только зол и шлаков тепловых электростанций образуется более 35 млн. тонн в год.

В обеспечении Брянской области электроэнергией и теплом значительная роль принадлежит Белобережской ТЭС, расположенной в нескольких километрах от города Брянска. За годы функционирования предприятия накопилось огромное количество золы в качестве отхода производства. Золоотвал в настоящее время занимает около 40 га. Слой золы составляет 2,5...3,5 м. Для окружающей среды наличие золоотвала наносит несомненный урон, нарушая состав и структуру биоценозов.

Золоотвалы отрицательно отражаются на продуктивности земель, где они размещаются. Атмосферный воздух в местах золоотвалов в летнее время обогащен пылевидными частицами, разносимыми ветром на значительные расстояния и отрицательно отражающимися на санитарно-гигиеническом режиме окружающей среды и условиях жизни населения.

Промышленность строительных материалов способна использовать значительное количество зол ТЭС для производства различных материалов.

Использование золы в качестве строительного материала обусловлено с одной стороны ее благоприятными технологическими свойствами и экономической целесообразностью использования отходов производства с другой.

Наибольший практический интерес представляет зола-унос, так как ее доля в общем выходе отходов максимальна (свыше 80%).

Одним из путей рационального использования золы-унос является производство пористых материалов, в частности, пенобетона.

Как правило, в пенобетоне в качестве кремнеземистого компонента используют молотый песок, удельная поверхность которого должна быть 250 м ²/г. Кварцевый песок, являясь абразивным материалом, трудно подвергается помолу, в результате расходуется большое количество энергии. Замена части песка 30-40% золы, имеющей удельную поверхность до 400 м ²/г, позволит сократить энергозатраты на помол и ликвидировать технологическую операцию по измельчению песка, что позволит снизить выбросы силикатной пыли в атмосферу.

Основными вопросами при разработке ресурсосберегающей технологии пенозолобетона являются:

-повышение прочности;

-уменьшение водопотребности смеси;

-уменьшение средней плотности.

Поставленные вопросы можно решить при применении золы в композиции с другими составляющими пенобетона.

В МИСИ им.В.В.Куйбышева под руководством А.В.Волженского проводились исследования по изучению пенозолобетона. Исследования показали, что в ряде регионов, в том числе Брянской области, можно организовать производство пенозолобетонных блоков и панелей в пропарочных камерах, то есть, исключая автоклавную обработку.

В данной работе представлены исследования, основанные на использовании Белобережской золы-унос в производстве ценозолобетона. Химический состав и основные характеристики Белобережской золы-унос представлены в таблице 1-2.

Таблица 1

Химический состав золы-унос Белобережской ТЭС

Таблица 2

Основные свойства Белобережской золы-унос ТЭС

Исследования велись по изучению влияния дисперсности золы на прочность пенозолобетона и его водосодержание. Исследовались гидропромывная зола и зола-унос Белобережской ТЭС.

Отбор проб гидропромывной золы проводился в различных местах золоотвала и на различной глубине. В результате удалось получить пробы с различным гранулометрическим составом. Удельная поверхность проб гидронамывной золы составила 250...350 м ²/г. Удельная поверхность золы-унос - 400...410 м ²/г.

Пенобетонные образцы-кубы с ребром 150 мм изготавливались по литьевой технологии. В качестве вяжущего использовался Мальцовский портландцемент М400, пенообразователь СНВ (абиетат натрия) (0,2% от массы вяжущего).

Расход материалов на 1 м ³ пенобетона средней плотностью 900-950 кг/м ³ составил, кг:

-портландцемент М400 250;

- зола 600;

-гипс строительный 10;

-вода 420.

Сравнение прочностных характеристик пенозолобетона на золах различной дисперсности показало, что увеличение дисперсности при постоянной подвижности пенобетонной смеси приводит к снижению ее водопотребности и увеличению прочности образцов.

Результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3

Влияние удельной поверхности золы на прочность пенозолобетона.

Полученные результаты можно объяснить следующим.

Крупные золы состоят из мелких зерен, оплавленных в местах контакта. Такие сложные частицы удерживают значительное количество капиллярной влаги, находящейся между агрегированными зернами.

В тонкодисперсных золах агрегированные зерна разрушены и превращены в отдельные мелкие частицы. За счет этого количество удерживаемой воды уменьшается.

Тонкодисперсные золы имеют большую активность. Это способствует связыванию свободного гидроксида кальция с образованием дополнительного количества низкоосновных гидросиликатов кальция, которые обладают высо­кой прочностью и, в данном случае, повышают прочность пенозолобетона в целом. Повышенная активность золы также способствует переходу от автоклавной обработки к пропариванию. Технология пропаривания проще в результате более низких термодинамических параметров. Это, в свою очередь, снижает себестоимость продукции за счет экономии электроэнергии и ведет к ресурсосбережениям.

Таким образом, исследования показали:

-Белобережская зола ТЭС с удельной поверхностью 400 м ²/г может быть использована на предприятиях Брянской области по производству пенобетона, в качестве кремнеземистого компонента в производстве блоков и панелей. Оптимальное количество - 30-40 % от массы вяжущего;

-введение оптимального количества золы позволит увеличить конечную прочность на сжатие на 25-30 % и снизить водопотребность смеси на 12-16 %;

-использование Белобережской золы позволит экономить природный кварцевый песок, сократить технологическую операцию домола, что приведет к экономии электроэнергии и снижению выбросов силикатной пыли в атмосферу, переходу на ресурсосберегающую технологию.