Рекомендации

по применению в бетонах золы, шлака

и золошлаковой смеси тепловых электростанций

Предисловие.............. 3

1.    Общие положения............ 4

2.    Требования к материалам для бетона...... б

3.    Отбор золошлаковых материалов на электростанциях и отвалах золошлаковой смеси..........12

4.    Обследование отвала гидрозолошлакоудаления для разработки золошлаковой смеси..........13

5.    Транспортирование, приемка и хранение золошлаковых материалов на предприятиях потребителя......13

6.    Применение золошлаковых материалов в бетонах ...    14

7.    Подбор состава бетона     15

8.    Приготовление бетонной смеси, формование и твердение конструкций ...............17

9 Особенности технологии изготовления конструкций из легких

бетонов...............18

10. Контроль качества и методы испытания материалов и бетона ................20

Приложение 1. Установка сухого отбора золы из электрофильтров Западно-Сибирской ТЭС.........22

Приложение 2. Установка сухого отбора золы на Алексинской

ТЭС................23

Приложение 3. Установка для получения оптимального состава

золошлаковой смеси на    Углегорской    ГРЭС.....25

Приложение 4. Технологическая схема разработки золоотвала

Тольяттинской ТЭС............26

Приложение 5. Технологическая схема силосного склада золы

емкостью 120 т.............28

Приложение 6. Схемы реконструкции бетоносмесительных заводов и устройств для    использования золы ТЭС ....    29

Приложение 7. Рекомендации по складированию, транспортированию и дозированию золошлаковой смеси и модернизации складов заполнителей и бетоносмесительных отделений    .    35

Приложение 8. Рекомендации по подбору состава тяжелого бетона для гидротехнических сооружений с добавкой золы взамен части цемента............40

Приложение 9. Рекомендации по подбору состава тяжелого бетона с применением золы и    золошлаковой смеси ....    44

Приложение 10. Рекомендации по расчету и оптимизации составов тяжелых бетонов при применении золы, шлака и золошлаковой смеси.............47

Приложение 11. Рекомендации по назначению и подбору составов легких бетонов с применением золошлаковых материалов .................64

Приложение 12. Рекомендации по составам жаростойкого бетона с добавкой золы...........68

Приложение 13. Ориентировочные составы бетонов с применением золошлаковых материалов, получаемых от сжигания углей различных месторождений.........70

Приложение 14. Применение гидроудаленной золы Южно-Кузбасской ГРЭС в виде шлама в производстве изделий крупнопанельного домостроения...........80

Список литературы............81

2.7.    В табл. 2 приведены сведения из ОСТ 34-70-542-81 и других источников о химическом составе золы, получаемой при сжигании топлива различных видов и месторождений,

2.8,    Щебень и песок из шлаков разделяются на:

плотные из шлаков, образующихся в топках котлоагрегатов с жидким шлакоудалением в результате выпуска шлакового распла в а в водяную ванну и последующего механического дробления затвердевших кусков;

пористые из шлаков, образующихся в топках котлоагрегатов с твердым шлакоудалением и последующим механическим дроблением шлака.

По зерновому составу щебень и песок из шлаков разделяются на: рядовой (несортированная смесь нз шлакового щебня и песка) с предельным размером зерен 20 мм; фракционный щебень с размером зерен 5(3) — 10 мм и 10—20 Мм, шлаковый песок с предельным размером зерен 5(3) мм.

Требования к щебню и песку по зерновому составу приведены в табл. 3.

Таблица 3

Значение показателя Показатели щебень шлаковый песок шлаковый шлак рядовой несортированный Полные остатки на контрольных ситах, % по массе: Дпйп Дтах Содержание мелких зерен, проходящих через скто с сеткой N° 0,315, % по массе, до 90—100 До 10 5 До 10 20 До 10 10

П р и м е ч а и и я: 1. Допускается доставка щебня в виде смеси двух фракций.

2. При содержании в шлаковом песке мелких зерен, проходящих через сито с сеткой № 0,315, св. 20% по массе, к нему следует предъявлять требования как к золошлаковой смеси в соответствии с ГОСТ 25592-83.

2.9.    Насыпная плотность щебня из плотного шлака должна быть св. 1000 кг/м³, шлакового песка св. 1100 кг/м³. Щебень и песок из пористого шлака подразделяют на марки, указанные в табл. 4.

2.10.    Потери массы при прокаливании в плотных шлаковых щебне и песке не нормируются, а в пористых не должна превышать значений, приведенных в табл. 5.

2—1072

Таблица 4

Марка по насыпной плотности Насыпная плотность, кг/м» Щебень Песок 500 . до 500 600 600 св. 500 до 600 700 700 » 600 » 700 800 800 » 700 » 800 900 900 » 800 » 900 1000 1000 » 900 » 1000 1100 » 1000 » 1100

2.11. Содержание сернистых и сернокислых соединении в пересчете на S03 в щебне и песке не должно превышать 3% по массе,

свободного оксида кальция до 1% по массе. Таблица 5 шлака, % по массе, ДО Назначение бетона каменноугольного буроугольного Для железобетонных конструкций 5 3 Для бетонных конструкций 7 3

Шлаковый щебень должен обладать устойчивой структурой. Потери массы при определении стойкости против силикатного и железистого распада соответственно не должны превышать 8 и 6%. В шлаковом щебне и песке не должно быть посторонних засоряющих примесей (растительные остатки, грунт, кирпич и т. п.).

2.12.    Прочность щебня из шлака должна обеспечивать получение бетона требуемой марки по прочности при расходе цемента, не превышающем установленного нормами. Морозостойкость пористого щебня должна быть св. Мрз15, плотного щебня — св. МрзЮО. Потеря массы после испытания не должна превышать 8 %. Морозостойкость щебня и песка из шлаков должна обеспечивать получение бетона требуемой марки по морозостойкости,

2.13.    Смесь золошлаковая тепловых электростанций из отвалов совместного гидроудаления золы уноса и шлака для тяжелого и легкого бетона должна отвечать требованиям ГОСТ 25592-83 (табл. 6).

2.14.    Добавки химические и поверхностно-активные применяют в бетонах, в состав которых входят золошлаковые материалы, в соответствии с Руководствами [5, 6].

10

Таблица 6

Класс бетона к внД конструкции тяжелый легкий Показатели (класс А) (класс Б) в с 2 армированные вид I ||= 111 II- MS fii 1 Содержание, % по массе: а) шлака (примеч. 1) Св. 50 0—20 б) зерен золы и шлака, проходящих через сито с сеткой 20—30 120—SO 50— 50— 100 100 № 0315 в) зерен размером более 5 мм до Не норми 5 г) сернистых л сернокислых руется 3 3 соединений в пересчете на SO, до в том числе сульфидной серы до 1 1 д)    SiO, не менее е)    свободного оксида кальция 40 40 и оксида магния не более: в зольной части (примеч. 2) 10 10 в шлаке (примеч. 3) 1 1 ж) посторонних засоряющих Не допус Не допус примесей (грунт, раститель кается кается ность, кирпич и т. п.) 2 Насыпная плотность, кг/м* Не менее Не более 1300 1300 3 Максимальный размер зерен шлака мм, до Влажность до, % по массе 40 20 | 4 15 35 1 -4000 5 Удельная поверхность, см2/г Не норми 1500- Потери при прокаливании (п. п. п.) руется 6 5 10 15 20 (примеч. 4) до, % по массе: антрацитовой каменноугольной 3 5 7 10 буроугольной 2 2 5 5

Примечания: 1. Золошлаковая смесь с содержанием шлака 20—50% по массе, а также с отдельными показателями, не отвечающими требованиям табл. 6, может применяться для тяжелого бетона в сочетании с природными заполнителями в оптимальном количестве, устанавливаемом при подборе состава бетона.

2. Зола, содержащаяся в золошлаковой смеси, должна отвечать требованиям, изложенным в табл. 1, и выдерживать испытание на равномерность изменения объема.

И

3.    Шлак с размерами зерен более 5 мм, содержащийся в зо-лошлакоаой смеси класса А (вид I и II) и класса Б (вид 1), должен обладать устойчивой структурой. Потери массы при определении стойкости шлака против силикатного и железистого распада не должны превышать 5%.

4.    По соглашению сторон допускается поставка смесей класса Б с большей удельной поверхностью, а также с большим значением потери при прокаливании золошлаковой смеси. Применение такой смеси должно быть обосновано специальными исследованиями.

5.    Для железобетонных конструкций следует применять преимущественно золошлаковую смесь каменного угля.

2.15. Вода для приготовления бетонных смесей должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732-79.

3. ОТБОР ЗОЛОШЛАКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ И ОТВАЛАХ ЗОЛОШЛАКОВОП СМЕСИ

3.1.    Для отбора сухой золы и шлака па электростанциях целесообразно строить промышленные установки, оборудованные устройствами для накопления и извлечения соответствующих видов топливных отходов. Они должны быть оснащены средствами погрузки и иметь подъездные пути для транспорта.

3.2.    Примеры установок по отбору сухой золы на электростанциях, имеющих золоуловители типа электрофильтров, приведены в прил. 1 и 2.

3.3.    Для получения шлака на электростанциях целесообразно осуществлять раздельное удаление шлака и золы. Отбор шлака при этом можно производить непосредственно из отвалов.

3.4.    Золошлаковую смесь класса А (для тяжелых бетонов) в начальный период освоения данного сырья допускается отбирать с участков отвала, расположенных вблизи мест выпуска пульпы из трубопровода гидрошлакоудаления, класса Б (для легких бетонов) — с участков отвала, расположенных вдали от мест выпуска пульпы.

3.5.    Для отбора всего текущего выхода золошлаковой смеси и организации централизованной ее поставки потребителям, на электростанциях целесообразно строить специальные установки, включающие секционные бассейны, золошлаконаколители, шламовую насосную, грейферный кран для извлечения золошлаковой смеси из накопителей, площадки для складирования золошлаковой смеси и подъездные дороги. Установка обеспечит получение золошлаковой смеси оптимального зернового состава н предотвратит ее загрязнение в отвале. В прил. 3 дана схема установки по отбору и отгрузке золошлаковой смеси, запроектированной для Углегорской ГРЭС.

3.6.    При использовании золошлаковой смеси из отвалов в больших объемах дирекцией ТЭС должен быть организован специальный участок (цех) для разработки отвалов. Такой участок мс-

12

жет быть создан заинтересованной организацией по договоренности с дирекцией ТЭС* В прил. 4 дано описание технологической схемы разработки золоотвала и промежуточного склада.

4» ОБСЛЕДОВАНИЕ ОТВАЛА ГИДРОЗОЛОШЛАКОУДАЛЕН ИЯ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ЗОЛ ОШ ЛАКОВОЙ СМЕСИ

4.1.    Для определения участков залегания золошлаковой смеси, пригодной для использования, на отвале необходимо провести об* следование путем шурфования или бурения по всей его площади или части ее и на глубину залегаиия, предполагаемую к разработке.

4.2.    Составляют план отвала с разбивкой его на участки — квадраты со стороной примерно 50 м.

4.3.    В середине учаспса закладывают шурфы или буровые скважины для взятия проб с разной глубины с нумерацией шурфов или скважин в натуре и на плане.

4.4.    Пробы золошлаковой смеси массой 5—10 кг отбирают с поверхности отвала и далее через каждые 0,5—1 м, по глубине шурфа или скважины. При необходимости разработки старых отвалов удаляют верхний слой толщиной до 0,5 м, как вскрышу.

4.5.    Каждую отобранную пробу укладывают в плотный ящик или крафтмешок, маркируют двумя цифрами, обозначающими номер шурфа или скважины и среднюю глубину взятия пробы. Например, проба с шурфа-скважины № 10, отобранная с поверхности будет иметь обозначение № 10—0, а с глубины ОД и 1 м соответственно № 10—0,5 и № 10—1 и т. д.

4.6.    Отобранные пробы золошлаковой смеси передают в лабораторию для исследования. По частным пробам определяют зерновой состав, насыпную плотность и химический состав пробы золошлаковой смеси, а также раосчитывают средний состав смеси по нескольким пробам, взятым на обследованной глубине.

4.7.    При большом расхождении результатов испытания проб из соседних шурфов или скважин следует заложить шурфы или скважины посредине между обследованными.

4*8. На основании сравнения полученных результатов испытания проб с техническими требованиями, приведенными в табл. 4, назначают глубину и оконтурнвают участки для промышленной разработки отвала.

5* ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ, ПРИЕМКА И ХРАНЕНИЕ ЗОЛОШЛАКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ПОТРЕБИТЕЛЯ

5.1. Сухую золу необходимо транспортировать в исправных закрытых транспортных средствах: железнодорожных вагонах типа

13

«цементовоз», судах или контейнерах, автозоловозах Или цементе-

возах.

Для транспортировки небольших партий золы можно применять многослойные бумажные мешки по ГОСТ 2226-75 с нзм.

5.2.    Золу гидроудаления, эолошлаковую смесь и шлак можно транспортировать в открытых вагонах, автосамосвалах и автоприцепах с погрузкой навалом.

5.3.    Поставку и приемку золошлаковых материалов производят партиями. Партией считают количество золы или золошлаковой смеси, одновременно отгружаемой одному потребителю в течение суток, но не более 500 т.

5.4.    Количество золошлакового материала в партии определяют по массе, для золошлаковой смеси и шлака — с учетом влажности.

5.5.    Предприятие-изготовитель обязано сопровождать каждую партию золы, шлака или золошлаковой смеси документом о качестве, в котором указывают: наименование предприятия-изготовителя и его адрзс; наименование продукции; дату отгрузки; номер документа и партии; количество материала; номера транспортных средств и номера накладных; показатели качества; обозначение стандартов на отгружаемый материал.

5.6.    Сухую золу надлежит хранить в закрытых складах, оборудованных системой пневмотранспорта. В прил. 5 дана технологическая схема склада, оборудованного устройством для приема золы из железнодорожных вагонов и пневмоподачей ее на силосный склад и в расходные бункера БСУ.

5.7.    Хранить золошлаковую смесь и шлак в летнее время н в районах с теплым климатом допускается в открытых складах, предохраняя от загрязнения и смешивания с другими материалами. В районах с холодным климатом и в зимнее время золошлаковая смесь смерзается, и хранить ее следует в теплых складах под крышей в обогреваемых регистрами бункерах.

5.8.    В расходных бункерах бетоносмештельных установок для золошлаковых материалов должны быть выделены специальные отсеки, связанные с соответствующими весовыми дозаторами (см. прил. 6).

5.9.    При использовании золошлаковой смеси с влажностью более 20% производят модернизацию склада заполнителей и бето-иосмесителыюго отделения в соответствии с рекомендациями, приведенными в прил. 7.

6. ПРИМЕНЕНИЕ ЗОЛОШЛАКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ В БЕТОНАХ

6*1. Применение сухой золы тепловых электростанций взамен части только цемента или цемента н части песка естественного про-

исхождеиия в тяжелых бетонах рекомендуется в случаях: применения цемента более высоких марок, чем эго необходимо для получения проектной марки бетона по прочности на сжатие; необходимости повышения плотности бетона и удобоукладываемости бетонной смеси; применения гидротермальной обработки (пропаривание в камерах при атмосферном давлении н в автоклавах под давлением, электропрогрев, инфракрасный прогрев) твердеющих бетонных изделий и конструкций; необходимости снижения теплоты гидратации твердеющего бетона в массивных сооружениях (фундаменты, гидротехнические сооружения).

6.2.    То же в легких бетонах, в случаях замены части цемента и части мелкого заполнителя; полной замены мелкого заполнителя.

6.3.    То же в жаростойких бетонах.

Сухую золу применяют также взамен тонкомолотой добавки для жаростойкого бетона яа портландцементе с температурой службы до 1000°С. Подробные указания об этом даны в СН 156*79.

6.4.    Рекомендации по применению золы в ячеистых бетонах приведены в СН 277-00.

6.5.    Применение плотного шлака тепловых электростанций жидкого слива из топок котлов и раздельного удаления рекомендуется для обогащения мелких природных песков или полной их замены, а также для полной или частичной замены крупного я мелкого заполнителя естественного происхождения при их дефиците или низком качестве.

6.6.    Применение пористого шлака твердого удаления рекомендуется для частичной или полной замены легких пористых заполнителей.

6.7.    Применение золошлаковой смеси из отвалов, образуемых при совместном гидроудалении золы и шлака жидкого удаления (расплава), рекомендуется в следующих случаях: при высокой стоимости или дефиците крупного заполнителя из естественного камня; при изготовлении тонкостенных конструкций из мелкозернистого (песчаного) бетона взамен мелкого природного леска; для замены части крупного и мелкого заполнителей в легких и тяжелых бетонах.

6.8.    Применение золошлаковой смеси из отвалов, образуемых при совместном гпдроудалекин золы и шлака твердого удаления, рекомендуется для замены части мелкого заполнителя в легких бетонах,

7. ПОДБОР СОСТАВА БЕТОНА

7.1. В настоящем разделе приведены рекомендации по определению составов бетона различного назначения с применением зо-

15

лошлаковых отходов ТЭС, разработанные института ми-участника ми

с разной степенью детализации. В прил. 8—12 изложены методы подбора и примеры расчета, а в прил. 13 — таблицы ориентировочных составов бетона, в том числе на золе из отвалов гидроудаления, применявшихся в практике изготовления сборных бетонных и железобетонных изделий, а также возведения монолитных сооружений.

7.2.    Приступая к подбору состава бетона с добавкой сухой золы, шлака или золошлаковой смеси, лабораторией завода железобетонных изделий или стройки должны быть установлены:

а)    исходные данные о проектной марке бетона по прочности при сжатии, растяжении, морозостойкости и водонепроницаемости, данные о проектном возрасте бетона, а также о проектных требованиях к средней плотности. Кроме того, должны быть заданы необходимые подвижность или жесткость бетонной смеси, наибольшая крупность заполнителя, а также условия транспортирования, укладки и твердения бетона в конструкции или сооружении;

б)    результаты стандартных испытаний цемента, заполнителей, золошлаковых материалов и добавок (разд. 10).

7.3.    Подбор состава бетона, к которому предъявляются требования только по прочности, водонепроницаемости, морозостойкости и средней плотности должен, как правило, производиться в производственной лаборатории.

В тех случаях, когда к бетону дополнительно предъявляют требования по водостойкости, коррозионной стойкости, усадке, тепловыделению и другие, а также в случае использования материалов, не предусмотренных действующими стандартами и техническими условиями, подбор состава бетона должен производиться с участием специализированных научно-исследовательских институтов.

7.4.    При расчетах и подборах составов бетона на золах, золошлаковых смесях и шлаках ТЭС расход цемента на 1 м³ бетона во всех случаях не должен быть ниже 180 кг/м³ для армированных конструкций и 150 кг/м³ для неарадированных изделий. При этом суммарный расход цементно-зольного вяжущего должен быть не ниже соответственно 220 кг/м³ и 200 кг/м³ (СНиП 5.01.23-83). Для изделий и конструкций из легких бетонов суммарный расход цементно-зольного вяжущего должен быть не менее 200 кг/м³ для конструкционно-теплоизоляционных бетонов и 220 кг/м³ — для конструкционных бетонов.

Возможность снижения расхода цемента ниже указанных величин должна быть подтверждена специальными исследованиями с проверкой долговечности бетона и сохранности арматуры от коррозии в конкретных условиях эксплуатации.

16

8. ПРИГОТОВЛЕНИЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ, ФОРМОВАНИЕ И ТВЕРДЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ

8.1.    Приготовление бетона с заполнителем из золошлаковой смеси рекомендуется производить в бетоносмесителях с принудительным перемешиванием компонентов СБ-62, СБ-138, СБ-141, СБ-120, СБ-81, СБ-108, а также в бегунах ЗМ-З, П-79.

8.2.    Введение золы в бетонную смесь можно осуществить одним из трех способов:

а)    путем введения в бетоносмеситель в сухом виде через отдельный дозатор золы одновременно с цементом и заполнителями (прил. б);

б)    путем введения в бетоносмеситель водно-зольной суспензии, приготовленной отдельно. По опыту зарубежных строек до 30 % цемента заменяют золой, вводимой в бетоносмеситель в виде суспензии 60:40% (зола / вода);

в)    путем введения заранее приготовленного золоцементного вяжущего (прил. 6). Введение в бетонную смесь золошлаковых материалов осуществляется обычным путем с учетом их влажности. Предварительно необходимо провести реконструкцию бункеров, течек и затворов (лрил. 7).

8.3.    Дозирование вяжущих и заполнителей следует производить по массе. Погрешность дозирования не должна превышать ±2% для цемента, золы, воды, добавок, ±2,5% для заполнителей.

Точность работы дозаторов обеспечивают своевременной проверкой органами ведомственного надзора (в соответствии с ГОСТ 24619-81 — не реже одного раза в месяц).

8.4.    Продолжительность перемешивания бетонной смеси устанавливается лабораторией завода опытным путем и должна составлять не менее 60—120 с — в бетоносмесителях принудительного перемешивания; 120—180 с — в гравитационных смесителях.

Бетонная смесь должна соответствовать требованиям рабочих чертежей на строительство объекта, технологических карт или стандарта предприятия, разработанных и утвержденных в установленном порядке.

Бетонная смесь с добавкой золы по сравнению с обычной бетонной смесью отличается лучшей удобоукладываемостью и меньшей раселаиваемостыо.

8.5.    Изделия следует изготавливать в стальных формах, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 18886-73 с изм. или государственных стандартов на стальные формы для изготовления конкретных видов изделий. Допускается изготовление изделий в формах из других материалов, обеспечивающих соблюдение требований

17

стандартов или технических условий по качеству и точности изготовления изделий.

8.6.    При вибрации бетонных омесей необходимо обеспечивать равномерное уплотнение смеси по всему объему изделия, не допускать расслоения бетонной смеси, а также вытекания растворной части бетонной смеси через щели и неплотности форм.

8.7.    Твердение бетона на основе золошлаковых отходов осуществляют как при телловлажностной обработке, так и в естественных условиях.

Режим тепловой обработки необходимо назначать путем установления оптимальной длительности отдельных его периодов: предварительная выдержка, подъем температуры, изотермический прогрев и остывание.

Пропаривание изделий из бетона на портландцементе или шла-копортландцементе с добавкой золы производят при температуре 90— 95°С и продолжительности изотермического прогрева не менее 8 ч.

Допускается использовать режимы тепловлажностной обработки, которые установлены для пропаривания железобетонных конструкций, изготовляемых на традиционных заполнителях (гранитном щебне и кварцевом песке).

9* ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ЛЕГКИХ БЕТОНОВ

9.1.    Изготовление изделий л конструкций из легких бетонов с применением золошлаковых материалов производят в соответствии с Инструкцией СН 483-76 и Руководством (5].

9.2.    Для получения конструкционно-теплоизоляционного легкого бетона с минимальной плотностью и наилучшими теплоизоляционными свойствами приготовление бетонной смеси Па золошлаковом сырье осуществляют с обязательным введением воздухововлекающих добавок, расход которых по сравнению с бетоном на плотных или пористых песках увеличивают а 1,5—2 раза и тем больше, чем выше удельная поверхность золы и содержание несгоревших углеродистых частиц.

Для улучшения условий воздухововлечеиия бетонной смеси при применении золы и золошлаковой смеси крупный пористый заполнитель применяют в виде двух отдельно дозируемых в соотношении 2(3);1 фракций: 10—20 и (5—2,6) — 10 мм. При этом желательно, чтобы содержание зерен менее 5 мм, находящихся в фракции 2,6— 10 мм или отдельно дозируемом крупном дробленом или обжиговом песке составляло 0,05—0,1 м* на 1 м* бетона.

9*3. Дозирование золы производят по массе. Прн использовании эолошлаковых смесей следует при назначении дозировки учитывать нх влажность. Для дозирования сухой золы используют дозаторы

18

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА (НИИЖБ) ГОССТРОЯ СССР

Рекомендации

по применению в бетонах золы, шлака

и золошлаковой смеси тепловых электростанций

Москва Стройиздат 1986

цемента, для дозирования влажных золошлаковых смесей дозаторы заполнителей, которые должны быть модернизированы в соответствии с рекомендациями, приведенными в прил. 7.

Дозирование заполнителей при приготовлении легких бетонов производят объемно-весовым способом. При этом в случае применения золошлаковых материалов в качестве мелкого заполнителя их расход рекомендуется сохранять постоянным независимо от колебания объемной массы крупного поржггого заполнителя.

9.4.    Приготовление легкобетонных смесей с использованием золошлаковых материалов производят в бетоносмесителях принудительного действия типа СБ-138, СБ-62, СБ-141, а также лопастных растворосмесителях типа С-209 и СМ-290. Приготовление легкобетонных смесей плотностью более 1600 кг/м³ и подвижностью более 5 см допускается в смесителях гравитационного действия.

Продолжительность перемешивания легкобетонной смеси, содержащей золошлаковые материалы, устанавливается опытным путем, исходя из условия достижения оптимальной однородности и заданной степени воэдухововлечения (для смесей с воздухововлекающими добавками).

9.5.    Легкобетонные смеси, содержащие золошлаковые материалы, отличаются пониженной расслаиваемостью и повышенной воздухоудерживающей способностью. Такие смеси менее чувствительны к перегрузкам и транспортированию ленточными конвейерами.

Введение золы в состав легкобетонной смеси повышает ее вязкость в статическом состоянии, но не влияет на условия ее тиксотропного разжижения при вибрации. Смеси с золой отличаются хорошей удобоформуемостыо, легко заполняют формы и уплотняются в них под вибрационным воздействием.

9.6.    Отформованные изделия из легкобетонных смесей, содержащих золу, отличаются повышенной структурной прочностью, что позволяет производить немедленно нанесение и заглаживание верхнего фактурного слоя при формовании ограждающих конструкций и облегчает условия проведения частичной или полной немедленной распалубки.

9.7.    С целью более полного использования гидравлических свойств золошлаковых материалов тепловую обработку изделий необходимо производить при максимальной температуре, равной 80—9б°С при пропаривании и 140—150°С при сухом прогреве изделий из конструкционно-теплоизоляционных бетонов в камерах, оборудованных теплоэлсктронагревателями для достижения требуемой отпускной влажности (не более 15% по массе). Длительность изотермического прогрева должна составлять не менее 9 ч, общая длительность включая время подъема температуры и охлаждения,— не менее 14 ч.

19

УДК 666.973.2+691 .33

Рекомендованы к изданию решением секции технологии бетона Научно-технического совета НИИЖБ Госстроя СССР.

Рекомендации по применению в бетонах золы, шлака н золошлаковой смеси тепловых электростанций / НИИЖБ. — М.: Строй-нздат, 19*86. — 80 с.

Содержат указания по использованию сухой золы-уноса, шлаков плотного и пористого раздельного удаления и золошлаковой смеси совместного гидроудаления из отвалов, получаемых при сжигании топлива различных видов и месторождений в топках котлов тепловых электростанций в пылевидном состоянии.

Для инженерно-технических работников предприятий сборного железобетона и строек, а также проектных и научно-исследовательских организаций.

Табл. 40, илл. 32.

НИИЖБ ГОССТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ В БЕТОНАХ ЗОЛЫ. ШЛАКА И ЗОЛОШЛАКОВОЙ СМЕСИ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Редакция инструктивно-нормативной литературы

Зав. редакцией Л. Г. Вальян

Редактор И. В. Гу.ева

Мл. редактор .И. Л. Шаффер

Технические редакторы Я. В. Высотина, О. С. Александрова Шлина

Сдано в набор 18.11.85.    Подписано    D    печать    17.02.86.    Т-02383.

Формат 84X108'/». Бумага тнп. № 1. Гарнитура «Литературная». Печать высокая. Уел. печ. л. 4,20. Уел. кр.-отт. 4,51.    Уч.-изд. л. 5,19.

Тираж 12.400 экз. И:.д. ТА XII—1665. Заказ 1072. Цела 30 коп.

Стройнздат, 101442, Москва, Каляевская. 23а.

Московская типография № 4 Союэподиграфлрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 129011, Мооква, Б. Переяславская, 46.

3203000000-249

Р--    Инструкт.-нормат.,    I    вып.    —    102—86

047(00-86

© Стройнздат, 1980

ПРЕДИСЛОВИЕ

В Рекомендациях приведены требования к золе-уносу, плотному и пористому шлаку и золошлаковой смеси; даны ссылки на ГОСТы и ТУ на все составляющие бетон материалы; а также указания по применению твердых отходов ТЭС в тяжелых, легких н жаростойких бетонах; описаны различные методы подбора составов бетонов с применением этих отходов; приведены таблицы составов бетонов, разработанных в различных организациях и проверенных в производственных условиях; даны рекомендации по сбору, хранению н транспортированию отходов на ТЭС и бетоносмесительных заводах-потребителях; приведены рекомендации по оценке качества золошлаковой смеси н оконтуриванию участков (полей) на отвалах пригодных для разработки; описаны схемы реконструкции действующих бетоносмеснтельных заводов с целью применения на них сухой золы-уноса и золошлаковой смеси.

Рекомендации разработаны НИИЖБ Госс*гроя СССР (кандидаты техн. наук В. М. Медведев, А. И. Ларионов, инженеры Ю. М. Романов, А. Н. Вахрушева, Т, И. Фролова, кандидаты техн. наук В. Ф. Степанова, А. П. Тарасова, Н. П. Жданова) совместно с ВНИИЖеле-зобетона МПСМ СССР (кандидаты техн. наук В. Г, Довжик, И. С. Хаймов, Ю. И. Долинский), Донецким Промстройниипроектом Госстроя СССР (инженеры В. И. Романов, С. Я. Хомутченко, канд. техн. наук В. Г. Брагинский), ВНИИГ им. Б. Е, Веденеева Минэнерго СССР (кандидаты техн. наук Ц. Г. Гинзбург, В. Б. Судаков, инженеры В. А. Карышева, О. М. Чуракова), Оргэнергостроем Минэнерго СССР (инж. В. Ф. Мигачев), Куйбышевским филиалом Оргэнерго-строя Минэнерго СССР (инженеры М. Ф. Козюк, Ю. М. Ереибург, А. Г. Еникеев), Днепропетровским инженерно-строительным институтом Минвуза УССР (канд. техн. наук А. М. Сергеев, чл.-корр. АН УССР Г. Д. Дибров), Новосибирским инженерно-строительным институтом Минвуза РСФСР (канд. техп. наук М. В. Балахнин, инж. А. П. Проталинский) при участии Тульского политехнического института Минвуза РСФСР (кандидаты техн. наук В. П. Куранов, В. М. Уруев), НИЛ ФХММ и ТП Главмоспромстройматериалов Мосгорис-полкома (кандидаты техн. наук В. Н. Россовскнй, А. В. Лифшиц. Л Б. Гольденберг, инженеры С. Л. Оганесянц, Г. А. Кузнецова, Т. Д. Семенова) комбината «Кузбассшахтострой» Минуглепрома СССР (канд. техн. наук С. И. Павленко).

При составлении Рекомендаций учтены работы Дальневосточного Промстройпиипроекта, Новокузнецкого филиала Шахтопроекта, Новокузнецкого отделения Уралниистромпроекта и др.

Все замечания и предложения просим направлять в НИИЖБ по адресу: 109389, Москва, 2-я Институтская ул., д. 6.

3

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Настоящие Рекомендации содержат указания по применению золы-уноса (далее — золы), шлака и золошлаковой смеси тепловых электростанций в тяжелых, легких (на пористых заполнителях) и жаростойких бетонах на основе портландцемента и шлако-портландцемента при изготовлении сборных и возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций и сооружений.

1.2.    Рекомендации распространяются на все виды бетонов, применяемых в различных областях строительства, за исключением сооружения верхнего слоя покрытия автомобильных дорог и аэродромов, устоев и пролетных строений мостов, оболочек градирен и стволов вытяжных (дымовых) труб, гидротехнических сооружений в частях, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию.

1.3.    Зола применяется в качестве добавки с целью замены части цемента в бетоне подводных и внутренних зон массивных гидротехнических сооружений, части цемента и части заполнителей в бетонах тяжелом, включая мелкозернистый, и легком.

Введение оптимального количества золы или золошлаковой смеси в бетоны улучшает удобоукладываемость, снижает усадку и водопроницаемость, обеспечивает требуемую прочность и может обеспечить морозостойкость бетона до Мрз 100—300, что должно быть подтверждено испытаниями морозостойкости такого бетона. Применение золы не оказьизает отрицательного действия на деформации ползучести, усадки и а а модуль упругости бетона обычного состава, повышает коррозионную стойкость железобетона и суль-фатостойкость бетона.

1.4.    Золошлаковая смесь и шлак применяются взамен тяжелых заполнителей природного происхождения (песка, гравия и щебня), легких (пористых) заполнителей искусственного изготовления (керамзит, аглопорит и др.), природного происхождения (пемза, туф и др.) или в сочетании с ними.

Золошлаковая смесь из отвалов содержит зерна крупного и мелкого заполнителей (шлаковый щебень и шлаковый песок), а также пылевидную золу-унос, которая является активным компонентом бетона.

Шлак плотный раздельного удаления, получаемый из расплава путем охлаждения в воде, применяется для обогащения мелких природных песков и как щебень мелкой фракции для тяжелых бето-

4

нов. Шлак пористый твердого удаления применяется в качестве крупного заполнителя в легких бетонах.

По виду сжигаемого топлива зола, шлак, щебень и песок из него, золошлаковая смесь подразделяются на: антрацитовые, образующиеся при сжигании антрацита, полуантрацита и тощего каменного угля; каменноугольные, образующиеся при сжигании камеи но го угля, кроме тощего; буроугольные, образующиеся при сжигании бурого угля.

Применение золы, золошлаковой смеси и шлака в качестве заполнителей позволяет получить бетоны с деформативными свойствами, близкими к свойствам бетонов на естественных заполнителях.

1.5.    С применением золы, золошлаковой смеси и шлака на цементном вяжущем могут изготавливаться бетоны марок по прочности М.50—M5Q0, по водонепроницаемости В2— В12 и по морозостойкости Мрз50—МрзЗОО, следующих видов:

а)    тяжелый или легкий с добавкой золы взамен части цемента, а также части цемента и части заполнителей;

б)    мелкозернистый плотностью 1800—2200 кг/м³ на золошла-ковой смеси взамен мелкого природного песка;

в)    тяжелый с комбинированными заполнителями из золошлаковой смеси или плотного шлака в сочетании с природными заполнителями;

г)    легкий с комбинированными заполнителями из золы, золошлаковой смеси или пористого шлака в сочетании с природными или искусственными пористыми заполнителями;

д)    жаростойкий с комбинированными заполнителями в сочетании золы с жаростойкими заполнителями;

е)    ячеистый.

1.6.    Прочность, водонепроницаемость, морозостойкость и другие физико-механические характеристики бетонов с использованием золошлаковых материалов должны отвечать требованиям государственных стандартов, технических условий и рабочих чертежей на изготовляемые конструкции и возводимые сооружения, что устанавливается проведением соответствующих испытаний контрольных образцов бетона и готовых железобетонных изделий.

1.7.    Бетоны с использованием золы и золошлаковых смесей не разрешается применять для конструкций, армированных термически упрочненной сталью, склонной к коррозионному растрескиванию.

1.8.    Проектирование конструкций из бетонов с использованием золошлаковых материалов следует выполнять в соответствии со СНиП 2,03.01—84, СНиП 2.03.11-85, СНиП И-56-77, СНиП И-3-79*

1.9.    При использовании золы, золошлаковой смеси и шлаков в легких, жаростойких, ячеистых бетонах и бетоне гидротехнических сооружений следует учитывать рекомендации, приведенные в СНиП

б

Ш-15-76, СНиП III-16-80, СНиП Ш-45-76, СИ 156-79, СИ 277-80, СИ 483 76, СИ 488-76 и Руководствах [3, 5J.

1.10. При переработке отходов ТЭС и приготовлении бетонов следует соблюдать Правила техники безопасности и производственной санитарии на заводах и заводских полигонах железобетонных изделий. *

2. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ ДЛЯ БЕТОНА

2.1.    Материалы для приготовления бетона должны отвечать требованиям, изложенным в государственных стандартах на эти материалы.

При несоответствии отдельных составляющих бетсн материалов требованиям ГОСТ и ТУ необходимо провести их испытание в бетонах и дать технико-экономическое обоснование целесообразности нх применения.

2.2.    В качестве вяжущего для приготовления бетонов следует применять портландцемент, портландцемент с минеральными добавками и шлакопортландцемент, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 10178—76 с иэм. и пуццолановый портландцемент по ГОСТ 22266— 76 с изм.

2.3.    Для приготовления тяжелого бетона следует применять гравий, щебень и песок, удовлетворяющие соответственно ГОСТ 8267-82, ГОСТ 8268-82, ГОСТ 8736-85, ГОСТ 10260-82 и ГОСТ 10268-80.

2.4.    Для приготовления легкого бетона следует применять пористые заполнители, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 9757-83, ГОСТ 25820-83 и требованиям стандартов или ТУ на отдельные виды пористых заполнителей.

2.5.    Выбор исходных материалов для приготовления жаростойкого бетона следует осуществлять в соответствии с требованиями СН 156-79 и ГОСТ 20955-75 с нзм, ГОСТ 20956-76 с изм.

2.6.    Зола в зависимости от области применения подразделяется на классы: А — для тяжелого бетона, Б — для легкого бетона и виды: 1 — для армированных (железобетонных) конструкций, II — для неармирзванных (бетонных) конструкций, III — для конструкций гидротехнических сооружений.

В зависимости от класса и вида зола должна удовлетворять требованиям ГОСТ 25818-83, приведенным в табл. 1.

Зола улавливается из отходящих газов с помощью электрофильтров, имеет высокую степень дисперсности. В других видах золоуловителей (скрубберы, циклоны) улавливается более крупная зола, которая может быть использована в легких бетонах (зола класса Б), а также в тяжелых бетонах при дополнительном ее измельчении в шаровых или вибромельницах (зола класса А).

6

Таблица 1

№ п. п. Показатели Значения показателей для вида я класса 1 II III А Б А I 1 в А 1 Содержание S102-{-AI*0*-f-Fe2Oa не менее, % по массе: в антрацитовой и камеи- 70 70 Не нормиру* 70 ноугольной в буроугольной 50 50 еп я 50 2 Содержание сернистых и 3 3 3,5 зй> 3 3 сернокислых соединений в перерасчете на SOs не более, % по массе: в том числе сульфидной серы не более 1% Содержание свободного ок 3 3 5 5 2 4 сида кальция (СаОсв) не более, % по массе Содержание оксида магния 5 5 5 5 5 5 (MgO) не более, % по массе Потери при прокаливании (п. п. п.) для золы не более, % по массе: антрацитовой 15 15 20 20 5 каменноугольной 7 7 10 10 5 буроугольной 5 5 5 5 3 6 Влажность не более, % по 3 3 3 3 3 7 массе Удельная поверхность, см*/г: не менее 2800 1500 2800 1500 2800 8 не более Остаток на сите К« 008 не 15 4000 15 4000 15 более, % по массе

Примечания: 1. Зола» добавляемая к цементу, должна выдерживать равномерность изменения объема в смешанном вяжущем при испытании образцов кипячением в воде. Допускается содержание в золе свободного оксида кальция или оксида магния в количествах, превышающих указанные в таблице, если обеспечивается равномерность изменения объема образцов при испытании их в автоклаве при давлении 2,1 МПа, при атом золу смешивают е цементом в отношении, которое предполагают использовать в бетоне.

2.    Для жаростойких бетонов содержание Al_sO« должно быть не менее 20%, а п.п.п. — не более 8% по массе (СН 166-79).

3.    Удельная поверхность золы для легких бетонов марки М150 и ниже должна составлять, как правило, 1500—1000 см>/г, а для марки бетона М200 н выше — не менее 2500—4000 см’/г.

4.    Возможность применения любой золы в случае отклонения от показателей. приведенных в табл. 1, должна быть подтверждена специальными исследованиями.

7

Таблица 2

Компоненты химического состава, % 1. - SiO, AI.O, Fe«0, CaO MfO SO, к*> Na£> П. 1». (1. Sail Месторождение 46—55 22-39 5—17 2-5 До 091 0,2—2,4 0,2—1,6 0.2—1 0,1-0,7 0,2—1,3 2—4 Подмосковное 55-58 28-32 9—18 1—6 До 2 0,2—3 0,2—2 1,5-5 0,5—2 0,5—22 2—4 Донбасс 50-64 48-30 4—15 2—10 До 1 0,5—2,5 0,3—2,2 1,3—2,4 0,5—1.3 3—22 1,5—3 Кузбасс 40-65 4—10 6—14 20—25 3—13 3—6 0,9—5 0,3-1,5 0,2—0,5 До 2 До 2.5 1.5— 3 1.5— 3 Канско-Ачинское, Ирша-Бородинское 21—32 13—16 34—46 6-13 3,8—6 2,3—9 0,2-0,6 0,2—0,6 Назаровское 33—57 17—29 11—28 3—11 До 1 0,5—3 0,3—1,7 1—3 0,5—1 До 3 1,5—3 Львовско-Волынс- кое 59-61 57—65 55-63 46-55 25-26 22—30 19- 25 20- 30 5-6 2—13 7—12 9—14 3-4 0,3—2 2- 7 3— 8 д^! 1-1.2 0,1—2 0,5-3 1—3 0,8 0,1—2 1—4 1.6—1,7 0,3-1,4 1-3 До 3,5 1 0,1—0,6 1—3 4—12 0,3-5 2—3 0,5 2—4 Карагандинское Экибастузское, Воркутинское, Богословско-Челя- бинское 56-62 22 1—10 5-6 — 1,5-2 До 1 До 3 — — — Печерско-Интинс- кое StS ООО» 27-32 31,2 8,78 5,6 15,1 4,6 — 4,03 2 2,61 0,24 0,41 3,47 3,47 1,18 7.11 — Ангренское Таш-Кумырское и Кокянгакское 19-34 3-9,3 3,5—5,3 32—59 — 2—6,4 До 10 1-6 0,3-4 До 3 2—4 Прибалтийские сланцы 39-9 10,6 7,6 27,6 2,7 7.5 2,3 2,3 1.84 Сызранские и Каш* пирские сланцы