Розділ 3 - Зола в цементному бетоні Портленда - Факти про золу для машинобудівників - Переробка

Факти про летючу золу для інженерів шосе

Розділ 3 - Зола в цементному бетоні Портленда

Вступ

Застосування летючої золи у портландцементному бетоні (ПХК) має багато переваг та покращує експлуатаційні якості бетону як у свіжому, так і у затверділому стані. Використання золи в бетоні покращує працездатність пластикового бетону, а також міцність і довговічність затверділого бетону. Використання золи-золи також є економічно вигідним. При додаванні золи до бетону кількість портландцементу може бути зменшена.

цементному

Переваги свіжого бетону. Як правило, летюча зола приносить користь свіжому бетону за рахунок зменшення потреби у змішуванні води та покращення поведінки пасти. Отримані переваги такі:

    Покращена працездатність. Частинки сферичної золи сферичної форми виконують роль мініатюрних кулькових підшипників всередині бетонної суміші, забезпечуючи тим самим мастильний ефект. Цей самий ефект також покращує прокачуваність бетону за рахунок зменшення втрат на тертя в процесі накачування та плоскодобутості.

Малюнок 3-1: Зола, що політає, покращує технологічність дорожнього бетону.

Зниження потреби у воді. Заміна цементу летючою золою зменшує потребу у воді для даного спаду. Коли летюча зола використовується приблизно на 20 відсотків від загальної кількості цементу, потреба у воді зменшується приблизно на 10 відсотків. Більш високий вміст золи призводить до вищих скорочень води. Зниження потреби у воді майже не впливає на усадку/розтріскування сушіння. Відомо, що частина летючої золи зменшує усадку при висиханні в певних ситуаціях.

Знижена теплота гідратації. Заміна цементу такою ж кількістю летючої золи може зменшити тепло гідратації бетону. Це зменшення тепла гідратації не погіршує довгострокового збільшення міцності та довговічності. Знижена теплота гідратації зменшує проблеми підвищення температури в бетонних масивах.

Переваги затверділого бетону. Однією з головних переваг золи є її реакція з наявним вапном та лугом у бетоні, утворюючи додаткові цементуючі сполуки. Наступні рівняння ілюструють пуццоланову реакцію золи, що вилітає, з вапном з утворенням додаткового в'яжучого речовини силікату кальцію (C-S-H):

(зволоження)
Цементна реакція:C3S +H → C-S-H + CaOH
Реакція Пуццолана:CaOH +S → C-S-H
кремнезем з зольних компонентів
  • Підвищена гранична міцність. Додаткове сполучне речовина, що утворюється в результаті реакції летючої золи з наявним вапном, дозволяє золі бетону продовжувати набирати міцність з часом. Суміші, призначені для отримання еквівалентної міцності в ранньому віці (менше 90 днів), в кінцевому рахунку перевершать міцність прямих цементно-бетонних сумішей (див. Рисунок 3-2).

Рисунок 3-2: Типовий приріст міцності зольного бетону.

  • Знижена проникність. Зменшення вмісту води у поєднанні з виробництвом додаткових цементуючих сполук зменшує порову взаємозв'язок бетону, тим самим зменшуючи проникність. Знижена проникність призводить до поліпшення довгострокової довговічності та стійкості до різних форм погіршення стану (див. Рисунок 3-3)

Рисунок 3-3: Проникність зольного бетону.

  • Покращена довговічність. Зменшення вільного вапна і, як наслідок, збільшення цементних сполук у поєднанні зі зменшенням проникності підвищують міцність бетону. Це дає кілька переваг:
    • Покращена стійкість до ASR. Зола реагує з наявними в бетоні лугами, що робить їх менш доступними для реакції з деякими мінералами кремнезему, що містяться в заповнювачах.
    • Покращена стійкість до сульфатної атаки. Летюча зола викликає три явища, що покращують стійкість до сульфатів:
      • Летюча зола споживає вільне вапно, що робить його недоступним для реакції з сульфатом
      • Знижена проникність запобігає проникненню сульфату в бетон
      • Заміна цементу зменшує кількість реактивних алюмінатів
    • Покращена стійкість до корозії. Зниження проникності збільшує стійкість до корозії.

    Рисунок 3-4: Золотий бетон застосовується в умовах сильної експозиції
    такі як палуби та пристані мосту Саншайн Скайвей в затоці Тампа.

    Вимоги до дизайну та специфікації суміші

    Процедури дозування сумішей зольного бетону (FAC) обов'язково дещо відрізняються від процедур для звичайних PCC. Основні вказівки щодо вибору пропорцій бетону містяться в Посібнику з практики бетону Американського інституту бетону (ACI), розділ 211.1. Агенції автомобільних доріг зазвичай використовують варіації цієї процедури, але основні концепції, рекомендовані ACI, широко визнані та прийняті. Про пропорціонування в ACI 232.2 дуже мало.

    Летюча зола використовується для зниження вартості та поліпшення продуктивності PCC. Як правило, від 15 до 30 відсотків портландцементу замінюється золою, а ще більший відсоток використовується для масового розміщення бетону. Вилученому цементу замінюють еквівалентну або більшу вагу золи. Співвідношення заміщення летючої золи до портландцементу зазвичай становить 1: 1 - 1,5: 1.

    Структуру суміші слід оцінювати з різними відсотками летючої золи. Криві часу та сили можна побудувати для кожної умови. Щоб відповідати вимогам специфікації, розробляються криві для різних коефіцієнтів заміщення та вибирається оптимальний коефіцієнт заміщення. Структуру суміші слід виконати із застосуванням запропонованих будівельних матеріалів. Рекомендується, щоб випробовуваний зольний бетон включав місцеві матеріали в оцінку експлуатаційних характеристик.