Применение горелых пород

Высокая химическая и адсорбционная активность, адгезия к высокомолекулярным соединениям, относят горелые породы к лучшим наполнителям в асфальтовых вяжущих. Использование горелых пород в качестве заполнителей в бетонах подтверждает их эффективность (особенно жаростойких).

Горелая порода как активная минеральная добавка для вяжущих систем:

- известково-глинитные вяжущие - 10...30 % извести в зависимости от активности ГП и до 5 % гипса. Для обеспечения достаточной воздухостойкости породы должны содержать Аl₂O₃ не менее 14 %, содержание СаО увеличивается до 50 % . По прочности на сжатие вяжущее соответствует маркам М50 и М100. При нормальной температуре прочность растет медленно и к 3 месяцам достигает 2…3-х кратного увеличения по сравнению с 28 сутками. При пропаривании прочность увеличивается в 1.5…3 раза к 28 суток, а при автоклавировании в 4…5 раз;

• Сульфатно-глинистые вяжущие –это композиционное вяжущие, состоящее из:

• двуводного гипса – 50…65 % ;

• горелой породы – 15…40 % ;

• активизатора – ПЦ клинкер 10…20 %.

Безобжиговые сульфатно-глинитные вяжущие относятся к группе гидравлических вяжущих, твердение которых обусловлено за счет химического взаимодействия гипсового камня, ПЦ и горелой породы, а также процессами перекристаллизации двуводного гипса. В воздушных сухих условиях, прочность невелика, R = 5…7 МПа, причем к 60 суткам нарастание прекращается. Во влажных условиях наблюдается длительный рост прочности к 28 суткам – 20 МПа и 1 году – 40 МПа. Прогрев при t > 100С нежелателен, так как приводит к дегидратации гипса.

Накоплен положительный опыт применения широко распространенной разновидности горелых пород – глиежей – как гидравлических добавок к портландцементу и пуццолановому портландцементу. Реакционная способность добавок возрастает по мере повышения их дисперсности. Как и золы ТЭС, глиежи вводятся в пуццолановый портландцемент в количестве 25…40%. Глиежи в меньшей степени, чем другие добавки осадочного происхождения, увеличивают Водопотребность цемента и соответственно Водопотребность бетонных смесей, деформации усадки и набухания бетона.

Широкое использование горелых пород затруднено из-за их неоднородности состава и наличия некоторого количества несгоревшего топлива.

Также немаловажным является наличие различных веществ, которые характеризуются как вредные или опасные.

Основные вредные примеси.

Наибольшую опасность для человека представляют радиоактивные соединения тория, урана, стронция, цезия, канцерогенные соли ванадия, бериллия, теллура, сурьмы, бора, кадмия, никеля, свинца, селена, фосфора, хлора, фтора, отравляющие соединения мышьяка, висмута, меди, особенно нитрат натрия, разрушающий механизм кроветворной системы живых существ.

Отходы добычи и обогащения угля

По химическому составу отходы близки к радиационному глиняному сырью. Как вредная примесь в них присутствует сера, которая находится в сульфатных и сульфидных соединениях. Эти отходы в основном применяют в производстве стеновых керамических материалов и пористых заполнителей. Входя в состав шихт они выполняют роль отощающих и выгорающих добавок. При получении кирпича пластическим способом величина добавки составляет – 10…30 %.

Отходы дробят, измельчают в молотковых, шаровых и других мельницах. Считают, что присутствие топливо-содержащей добавки при равномерном обжиге улучшает прочностные показатели до 70…40 %, экономит топливо до 30 %.

В керамическом кирпиче следует отметить два основных процесса:

I – взаимодействие конс. остатков (С) с наиболее легковосстанавливающимися соединениями

II – выгорание С и удаление из черепка.

Восстановление железа (FeO) способствует более активному взаимодействию с глинистыми минералами ; возникают прочные соединения. FeO более активный плавень.

II I

Fe₂O₃ Fe₃O₄ , FeO FeO, Fe (горит)

Fe₃C

О₂ СО С

СО₂ СО₂ СО

Область О₂ Область СО Область С