Альтернатива цементу или раствор из золы и его применение

Альтернатива цементу или раствор из золы и его применение

Золобетон представляет собой разновидность лёгких бетонов, в качестве заполнителя у которого выступает зола. Подобные составы применяются в качестве основного материала для сооружения конструкций ограждающего типа. Поставляются они в форме крупных блоков.
Используется цементный золобетон для сооружения промышленных и жилых объектов.

Свойства и особенности золобетона

Значение прочности золобетона варьируется в диапазоне от 40 до 100 кг/см2, при этом объёмный вес составляет 900-1400 кг/м. Необходимо акцентировать внимание на одном важном моменте – верхняя прослойка золобетона зачастую не отличается высокой прочность по направлению монтажа. Частично это обусловлено свойством материала активно впитывать в свою структуру влаги и воды из окружающего пространства.
Пористость золобетона варьируется в пределах от 50 до 60%. Материал представляет собой состав с большим количеством мелких пор, которые словно капилляры пронизывают материал. Значение водопоглощения для золобетона не превышает 45%.

Посредством термической обработки указанное значение можно сократить до 30%, при этом наружная прослойка будет иметь влажность на уровне 35%. Рассматриваемый материал очень медленно выделяет в окружающее пространство влагу, что существенно затрудняет процесс сушки материала. В естественных условиях золобетон теряет до 4% влажности в год.

Технические характеристики и состав материала

Для подготовки цементного состава на основе золы, применяют золу, полученную в процессе сжигания углей в специализированных печах и установках. Специалисты рекомендуют использовать цемент М400, при естественной концентрации воды. Если говорить об ориентировочном расходе цементного состава и извести, то они берутся в пропорциях 0.7 к 0.3.

Рекомендованный расход цемента и извести составляет (из расчёта на 1 м3 бетона):

  • 420 кг золы;
  • 750 кг известкового или доломитового щебня;
  • 200 кг цемента марки М500;
  • 100-120 л чистой воды.

При изготовлении состава в указанных пропорциях обеспечивается плотность на уровне 1500 кг/м3.

Подбирая состав золобетона важно принимать во внимание одно важное обстоятельство – объёмное значение веса золы не должно превышать 40% от заявленного объёмного веса золобетона. Что касается сухих тонкомолотых и вяжущих ингредиентов, то их доля в итоговом составе не должна превышать 1-3%.

Как изготовить золобетон своими руками

Для производства золобетона собственными руками необходимо придерживаться простой последовательности действий.

  1. В смесительную установку выливают небольшую часть чистой воды.
  2. Затем добавляют вяжущие ингредиенты и тщательно перемешивают с водой.
  3. Раствор на основе цемента смешивают с золой и остальной частью воды.
  4. На основание барабана подается зола, а затем 2/3 воды.
  5. Состав перемешивают на протяжении последующих 3-х минут.
  6. Затем вносят вяжущие компоненты и выливают воду.
  7. Ингредиенты тщательным образом перемешивают.

В случае возникновения необходимости, в итоговый состав вносят специализированные минеральные добавки. Опытные мастера предпочитают смешивать их с чистой водой, которой заливают барабан установки. Как вариант, их добавляют вместе с жидкостью при последней заливке воды.

Комбинированный метод производства золобетонов
Золобетон можно изготовить и комбинированным способом. Части компонентов предварительно разламывают на специальных бегунах. Полученный помол добавляют к немолотым компонентам, находящимся в мешалке, после чего осуществляется следующая последовательность действий:

  • в основание барабана вносят специальный заполнитель;
  • состав заливают 2/3 чистой воды;
  • ингредиенты тщательным образом смешивают на протяжении последующих 3-х минут.

На следующем этапе в барабан мешалки подается смесь и оставшуюся воду. Компоненты окончательно перемешивают между собой. Золобетонный состав готовят в течение 1-2 минуты, при условии, что перемешивание осуществляется в автоматическом порядке.

Если говорить о тепловлажностной обработке готовых решений, полученных из золобетонов, ее осуществляют по аналогии с лёгкими бетонами.

Особенности золобетона

Учёные, занимавшиеся исследованиями золобетонов, сделали ряд очевидных выводов относительно возможностей и свойств, рассматриваемого материала. Состав, полученный из портландцемента способен в течение продолжительного периода сохранять свои первоначальные характеристики, при условии эксплуатации в условиях воздушно-сухой среды.

Высокой устойчивостью к воздействию влаги отличаются автоклавные золобетоны. Что касается характеристик морозостойкости и водостойкости, то они напрямую зависят от вяжущих ингредиентов, добавок. Если в состав добавить шлкопортландцементы, то пострадают в первую очередь водостойкость и морозостойкость.

Характерная особенность золобетонных конструкций – высокая степень водопоглощения. Как следствие, возникает острая необходимость в предварительной гидрофобизации наружных зон. Если применяется металлическая арматура, ее также необходимо защитить от коррозии. Золобетоны отличаются сравнительно высокое распространение в строительной отрасли. Рассматриваемый материал используют в форме ячеистых блоков.
Учёные исследовали объекты, возведенные с применением золобетонов спустя 15 лет после их ввода в эксплуатацию. Явных структурных нарушений, ослаблений или разрушений не было выявлено. Исключением из правил являются только те участки стен, которые оставались необработанными и незащищенными от влаги.
Опытные мастера настоятельно рекомендуют не использовать легкие бетоны на основе золы для возведения наружных стен. Главное условие – правильно подобрать состав и придерживаться проверенной временем технологии производства материала. Подготовленные блоки отличаются высокой долговечностью и фероустойчивостью.

Известково-зольный цемент, производство и применение известково-зольного цемента.

Известково-зольным цементом называется гидравлическое вяжущее вещество, получаемое либо совместным помолом сухой топливной золы или шлака с известью (негашеной, гашеной или гидравлической), либо тщательным смешением в сухом виде тех же раздельно измельченных материалов.

Весовое содержание извести в известково-зольном цементе колеблется примерно в таких же пределах, что и в известково-пуццолановых цементах. Для улучшения свойств известково-зольного цемента допускается добавка до 5% гипса.

Каменные угли ряда месторождений представляют собой тесную смесь горючих веществ, глины и некоторых примесей. Топливные шлаки и золы значительно отличаются друг от друга по составу и структуре в зависимости от вида сжигаемого топлива, степени его дисперсности, конструкции сжигающих устройств, скорости охлаждения и ряда других факторов. Главнейшими составными частями топливных шлаков и зол являются обожженное глинистое вещество, стекловидная составляющая, кварц, оплавленные шарики, содержащие кристаллы магнетита, несгоревший уголь и органическое вещество, пропитывающие пористые зерна. Качество золы как активной минеральной добавки снижает примесь несгоревшего угля.

Известково-зольный цемент выгодно отличается от известково-глинитного тем, что зола не требует специального обжига и нуждается лишь в помоле.

Зола-унос, получаемая при сжигании угля в пылееугольных топках в условиях высоких температур, почти не обладает свойствами активной минеральной добавки. Поэтому вяжущее на ее основе при обычных температурах, твердения отличается малой активностью. Однако зола-унос — эффективный материал для изготовления изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке, в особенности автоклавной.

Известково-зольный цемент — медленно схватывающееся и медленно твердеющее вяжущее вещество. Он содержит больше глинозема, чем известково-пуццолановые цементы, а потому сравнительно более стоек при хранении на воздухе. Однако и его прочность при этом постепенно уменьшается. Для достижения воздухостойкости извести в известково-зольном вяжущем должно быть не менее 30%.

В зависимости от механической прочности известково-зольный цемент делится по стандарту на две марки: 25 и 50. Цементы этих марок через 7 суток должны иметь прочность при сжатии не ниже 10 и 20 кг/см 2 , а при растяжении -2 и 4 кг/см 2 соответственно для марок 25 и 50. Остальные требования стандарта на известково-зольный цемент аналогичны требованиям на известково-пуццолановый цемент. Полученные при испытании известково-зольного цемента в трамбованных образцах из растворов жесткой консистенции марки 25 и 50 соответствуют примерно маркам 15 и 25 при испытании образцов из растворов пластичной консистенции.

Удельный вес известково-зольного цемента колеблется в пределах 2,4-2,8. цвет этого цемента из-за наличия остатков несгоревшего угля темно-серый.

Известково-зольный цемент применяют в тех же случаях, что и другие цементы, получаемые на основе извести и гидравлических добавок.

Более эффективно вяжущее, получаемое на основе топливных зол и шлаков, содержащих не менее 15% СаО, например сланцевая зола. Такая зола, измельченная в порошок, обладает способностью самостоятельно затвердевать.

На основе золы эстонского сланца-кукерсита в зависимости от условий сжигания можно получить различные вяжущие вещества-кукермиты. В состав неорганической части сланца (кукерсита) входят 50-70% углекислого кальция; 25-35% глинистых включений и мелкозернистого кварца примерно 3% углекислого магния; 3-4% пирита, гипса и других материалов. При сгорании сланцев их неорганическая часть обжигается, образуя двухкальциевый силикат и однокальциевый алюминат. К сланцевым золам добавляют 20-30% активных минеральных добавок, положительное действие которых вызвано тем, что кукермиты содержат свободную известь, которая вступает во взаимодействие с гидравлическими добавками, в результате чего образуются гидросиликаты и гидроалюминаты кальция. Для ускорения твердения и повышения морозостойкости к гидравлическим кукермитам добавляют 25 или 50% цемента.

Вяжущие свойства могут приобрести и золы других видов топлив, если их смешивают до сжигания с известняком, причем оба материала должны быть тонко измельчены. Сжигая уголь с добавкой известняка, можно таким образом получать на теплоэлектроцентралях вяжущее вещество, называемое ТЕЦ-цементом. Способ изготовления последнего был разработан Э. З. Юдовичем и П. Д. Кевешем. В состав этого вяжущего входят частицы золы, свободная СаО, силикаты, алюминаты и ферриты кальция, образовавшиеся при сжигании пылевидной смеси угля и. известняка в результате взаимодействия между известью и составными частями золы. Этот цемент отличается неравномерностью изменения объема при обычных условиях твердения из-за значительного содержания свободной окиси кальция.

Вяжущий материал, аналогичный известково-зольному цементу, можно получить, используя очажные остатки кирпичеобжигательных кольцевых печей, представляющие собой золу, полученную от сжигания топлива, с некоторым количеством боя кирпича. Как показали работы ВНИИ Строма, после измельчения очажных остатков совместно с известью получается известково-очажный цемент с более высокой прочностью, чем обычный известково-зольный цемент, особенно при тонком помоле. Из очажных остатков известеобжигательных кольцевых печей можно путем измельчения без добавки извести получить цемент удовлетворительного качества.

Исследовать процесс твердения известково-зольных вяжущих затруднительно. Это объясняется их принадлежностью к сложной системе: СаО-А l 2О3-Fе2О3-SiO2-SО3 – H2O, в которой образуются различные стабильные и метастабильные соединения.

В начальном периоде твердения известково-зольных вяжущих при обычных температурах (20 0 С) в случае добавки или наличия гипса образуется гидросульфоалюминат кальция (3СаО*Аl2О3*3CaSO4*31H2O), а при отсутствии гипса — гидроалюминат кальция (4СаО*Аl2О3*13H2O). В процессе дальнейшего твердения возникают гидросиликаты кальция и карбонат кальция.

Пропаривание (при 95 0 С) приводит к образованию гидроалюмината кальция 3СаО*Аl2О3*6Н2О или (при наличии гипса) твердого раствора 4СаО*АI2О3*13Н2О и 3СаО*АI2О3*CaS04*12Н2О. Наряду с этими соединениями образуются также гидросиликаты кальция.

При автоклавной обработке (175 0 С и выше) образуются гидроалюмосиликаты кальция-гидрогранаты типа 3СаО*А l 2О3 * n Si02 (6-2 n ) Н2О и гидросиликаты тоберморитовой группы с частичным замещением Si02 на АI2О3. Количество связанного в гидрогранатах кремнезема увеличивается с повышением температуры и увеличением времени автоклавной обработки.

Воздухостойкость изделий, полученных на основе известково-зольных вяжущих, определяется стойкостью возникающих при их твердении гидратных новообразований по отношению к воздействию углекислого газа. Гидросульфоалюминаты и гидроалюминаты кальция сравнительно быстро разлагаются влажным углекислым газом. Гидрогранаты же являются соединениями, устойчивыми против воздействия влажного углекислого газа, причем стойкость, гидрогранатов возрастает с увеличением содержания в них кремнезема. Автоклавные изделия, в которых образуются гидрогранаты и гидросиликаты типа тоберморита с частичным замещением Si02 на Аl2О3, являются полностью воздухостойкими.

Альтернатива цементу или раствор из золы и его применение

«И сказали друг другу: наделаем кирпичей и обожжём огнём. И стали у них кирпичи вместо камней» (Ветхий завет, Бытие, 11-3)

Данный материал является логическим продолжением статьи о самане и публикуется как продолжение к статье daMIR’а с его разрешения ;).

Речь у нас пойдет не о домах и об убежищах, а об использовании «нанотехнологий» в строительстве — о строительных смесях и бетонах. В основном конечно о строительных смесях, т.к. бетон это строительная смесь с наполнителем.

Для начала о паре вещей, на которые мало кто обратил внимание в статье daMIR’а. А именно «трамбуют, заливают 6-миллиметровым слоем известкового раствора нормальной жирности и укладывают очередной слой грунта», «если к землебиту добавить 1-2 мешка цемента то стоять будет вечно» и одному не напечатанному комментарию моего коллеги (озвученному в беседе) который посоветовал добавлять немного перепревшего навоза в саман.

Дело в том что во всех этих случаях применялась добавка связующего вещества (неорганического или органического), которые значительно повышали влагостойкость и прочность стен из самана. А о крепости строительных смесей на основе извести можете судить сами на примере Римского Колизея – там камни соединены подобным раствором.

Ну а теперь собственно к делу.

Честно говоря я хотел начать изложение с ОФИЦИАЛЬНОЙ истории цемента и предложить использовать после БП промежуточный результат данной эволюции. Но позавчера я посмотрел 4 серию цикла «История. Наука или вымысел» под названием «Алхимия пирамид» и это перевернуло все мои мысли.
В данном фильме рассказывается о гипотезе французского химика Иосифа Давидовича, подтвержденной группой исследователей российской академии наук о том что пирамиды были построены из бетона (искусственного камня – т.е. цемента с наполнителем, прошу не путать с портландцементом). Если Вы не сможете посмотреть этот фильм ознакомится с гипотезой можно например здесь , здесь или здесь . В фильме и статьях подробно описываются доказательства этого.

Весь сыр бор из за того что современная технология производства цемента (портландцемента) требует достаточно сложных промежуточных технологий для создания температур обжига около 1450 градусов, что не возможно было в древнем Египте. Давидович предположил, что египтяне использовали ХОЛОДНУЮ технологию цемента (то есть смесь из природных материалов не обжигалась, но также под воздействием воды превращалась в камень) и назвал ее геополлимерный(указывая что в состав входят и менеральные и органические вещества) цемент, он даже ее продемонстрировал.

ВОТ ОНО –думаю. Найду рецепт и все будет ГУД.

Но не все так просто – свой рецепт Давидович не раскрывает, кто либо другой рецепт этот особо не ищет – по причине того что дешевле портландцемента вряд ли что-то будет, а исследования требуют денег. В этом заинтересованы только историки. Да и материалы для изготовления геополимерного цемента будут гораздо дороже чем для современных цементов.

Короче рецептуры именно Давидовича в открытых источниках нет. Дошло до того что некоторые личности с физикохимическим образованием утверждают что сама идея цемента с основным вяжущим веществом не подвергаемым термической обработке – абсурдна. Оставим это на их совести — это не моя цель. Моя цель найти легко доступный аналог портландцемента.

Сам же приведу для начала рецепт египетского бетона от других египтологов, которые независимо от Давидовича пришли к «бетонной гипотезе» египетских пирамид:
1) 5% ила из Нила, 5% пыли известняка остальное известняковым гравием. Растирали известняк до состояния пудры. В качестве связующего египтяне использовали речной ил.
2) Поваренная соль, зола, дробленый известняк и известь. Соотношение не приводится но думается мне что аналогично первому рецепту сам известняк должен быть не просто измельчен, но и в нем должна присутствовать известняковая пыль. А зола и соль как сможете прочитать далее и сейчас добавляются в цементы в ничтожных количествах для изменения свойств цемента.

И пару простеньких БПшных рецептов:
Есть такая книга «Энциклопедия забытых рецептов» 1994 года выпуска, и хотя в ней собраны рецепты кустарей и ремеслиников конца 19 начала 20 века, некоторые вещи возможно использовать и после БП. Залез в раздел цементов и нашел там рецепт водостойкого белого цемента для БП: 75% мела + 25% обожженного до красного каления каолина. И все. По мне так не сильно затратно – меловые горы в природе существуют, а каолин (белую глину) вполне реально заменить другой обожженной глиной.
Плиний (Древний Рим) приводит состав гидротехнического бетона из извести, пуццоланы(горные породы, состоящие из рыхлых продуктов вулканич. извержений пепла, пемзы и др. в СССР месторождения П. и трасса имеются па Сев. Кавказе (г. Нальчик), в Крыму (гора Карадаг) и Армянской ССР) и битого туфа в пропорции 1:2:1

А что же нам делать, если нет рядом ни Нила ни меловых гор. Наши предки, например, в цемент добавляли толченый чеснок или белок яйца. Я сначала думал, что это сильно затратно, но как оказалась органического связующего возможно добавлять всего около от 0,1 до 1 процента от общей цементной массы для увеличения прочности, если оно вводится параллельно с неорганическим.

Поэтому после всего прочитанного я решил наплевать на историю цемента и попытаться изучить закономерности составления цементных смесей. Что из этого получилось судить вам.

Для начала определился с требованиями — строительная смесь после БП должна удовлетворять следующим требованиям:
• Доступное сырье, отсутствие дорогих/редких или сложно получаемых компонентов.
• Достаточно простая технология производства
• Прочность современного портландцемента для меня не нужна. И хотя даже сейчас стоят здания «на яйце», отковырять от стены которых кусок цемента не совсем легко. Такая крепость без соблюдения сложной рецептуры не достижима. Да и нужна ли? Посмотрите на настоящие камни египетских пирамид – скажем честно — крошится. И кстати если вы откроете любой учебник по бетону, то там написано что такие параметры бетона как прочность, водоустойчивость и т.д. ВО МНОГОМ зависят от наполнителя (гравия, керамзита и т.д.), а не только от цемента.

Определим, что именно называем цементом — порошкообразный строительный вяжущий материал, который — обладает гидравлическими свойствами. То есть при взаимодействии с водой или другими жидкостями цемент образует пластичную массу (цементное тесто), которая, затвердевая, превращается в камнеподобное тело.

Для начала немного теоретической части, естественно не моей, и кстати большая половина касалась штукатурки. Но сами знаете «муж да жена – одна сатана».

Вяжущие материалы в зависимости от происхождения подразделяются на неорганические — известь, гипс, цементы, растворимое стекло и органические — битумы, дегти и смолы.
Добавки к вяжущим — материалы, добавляемые к растворам для ускорения или замедления твердения вяжущих, а также специальные добавки.

Неорганические гидравлические вяжущие смеси, которые нас могут заинтересовать это известково-шлаковые, известково-пуццолановые(вулканические), известково-зольные вяжущие и гидравлическая известь.

В зависимости от свойств добавок их можно разделить на следующие группы: активные минеральные добавки; поверхностно-активные добавки; добавки для ускорения и замедления схватывания вяжущих.

Активными минеральными гидроизоляционными добавками называют природные или искусственные вещества, которые при смешивании в тонкоизмельченном виде с известью-пушонкой и затворении водой образуют тесто, способное после твердения на воздухе продолжать твердеть и под водой.
Активные минеральные добавки применяют при производстве различных видов цемента для экономии его расхода и расхода других вяжущих при приготовлении раствора и для придания растворам гидроизоляционных свойств.
К природным активным минеральным добавкам относятся породы осадочного происхождения
— диатомиты — твердые породы, состоящие преимущественно из скопления микроскопических панцирей диатомитовых водорослей и содержащие главным образом кремнезем в аморфном состоянии; — трепелы — горные породы, состоящие из микроскопических, преимущественно округлых, зерен и содержащие главным образом кремнезем в аморфном состоянии;- опоки — уплотненные диатомиты и трепелы;- породы вулканического происхождения;- пеплы — породы, содержащие алюмосиликаты и находящиеся в природе в виде рыхлых, частично уплотненных отложений;- туфы — уплотненные и сцементированные вулканические пеплы;- пемзы — камневидные породы, характеризующиеся пористым губчатым строением – ил (и хотя это органика, это я сам воткнул сюда, т.к. это единственное что представляю как выглядит и где искать 😉 )

К искусственным активным минеральным добавкам относятся:- кремнеземные отходы — вещества, богатые кремнекислотой, получаемые при извлечении глинозема из глины;- обожженные глины — продукт искусственного обжига глинистых пород (керамзита, глинита, цемянки) и самовозгорающиеся в отвалах пустых шахтных пород (глинистых и углистых сланцев);- топливные золы и шлаки — побочный твердый продукт, образующийся после сжигания при определенной температуре некоторых видов топлива, в составе минеральной части которых преобладают кислотные окислы;- доменные гранулированные шлаки — кислые и основные, получаемые при выплавке чугуна и превращаемые в мелкозернистое состояние путем их быстрого охлаждения
(Примечание: а по мне после БП проще всего размельченный кирпич, тем более понятно где его брать или пережженная глина)

Поверхностно-активные добавки — это преимущественно органические вещества, способные изменять связь между водой и поверхностью частиц вяжущего. Тут было мно че написано не понятного – не буду приводить, просто сажу что можно поэкспериментировать с мылом или спиртом – теоретически их не большая прибавка может ОЧЕНЬ сильно изменить свойства цемента.

И наконец добавки для ускорения и замедления схватывания вяжущих веществ
Для замедления схватывания гипса применяют следующие замедлители: водный раствор животного клея (мездровый, костный) 10%-ной концентрации, гашеную известь, щелок.
Водный раствор клея вводят из расчета 0,2-0,5% (на сухое вещество) от массы гипса; это удлиняет срок схватывания на 20-30 мин. В летнее время ввиду склонности к загниванию эту добавку готовят из расчета не более трехдневной потребности.
Гашеную известь вводят в количестве 5-20% от массы гипса -время схватывания гипса замедляется на 15-20 мин.
Щелок вводят в растворы в количестве 1-2% массы гипса.

Возможно добавление еще и органических вяжущих материалов — вещества орг. происхождения, способные переходить из пластич. состояния в твердое или малопластичное в результате полимеризации или поликонденсации. По сравнению с минер. вяжущими материалами они менее хрупки, имеют большую прочность при растяжении. К ним относятся продукты, образующиеся при переработке нефти (асфальт, битум – сложновато будет сделать), продукт термич. разложения древесины (деготь – намного более интересно). (Ил я перенес на верх, хоть и не научно – зато более реально). И те же небезызвестные: толченый чеснок, белок яйца, навоз и т.д.

Ну и наконец — Практические советы или несколько частностей о вяжущих материалах:

Глина. — это мягкая, мелкодисперсная разновидность горных пород. При разведении водой образует пластичную массу, легко подвергающуюся любому формообразованию. При обжиге глина спекается, твердеет и превращается в камневидое тело, а при более высоких температурах обжига расплавляется и может достичь стекловидного состояния.
Глина состоит из различных минералов, поэтому бывает разного цвета. Служит вяжущим материалом для приготовления глиняных растворов, применяемых при кладке печей, штукатурке, изготовлении кирпича, глинобитных стен, глиносоломенной кровли и других работах.
Глина имеет свойство впитывать воду до определенного предела, после которого она уже не в состоянии ее впитывать или пропускать через себя. Это свойство глины используется для создания насыпных гидроизоляционных слоев.

Гипс. Сырьем для получения строительного гипса служит природный гипсовый, или, как его часто называют, алебастровый камень. Залежи гипсового камня имеются во многих районах страны. Изготавливается путем обжига и помола или помола и обжига.
В зависимости от условий термич. обработки, скорости схватывания и твердения гипсовые вяжущие материалы могут быть:
1) быстросхватывающимися, быстротвердеющими и низкообжиговыми (т-ра обжига 110-190°С). К низкообжиговым относятся строительный, формовочный, высокопрочный гипсы и гипсоцементно-пуццолановое (вулканические) вяжущие.
2) медленносхватывающимися и медленнотвердеющими высокообжиговыми (т-ра обжига 600-900°С). Ангидритовые вяжущие используют после совместного помола с катализаторами твердения- известью, обожженным доломитом и др. Гипсо-во-ангидритные вяжущие материалы применяют для изготовления панелей, перегородок, плит, стеновых камней, архитектурно-декоративных изделий, моделей и форм в фарфоро-фаянсовой и керамич. пром-сти, ортопедич. корсетов и др.

Известь. Известь и микробов убивает, и воздух от вредных аэрозолей очищает лучше всяких кондиционеров с фильтрами.
Процесс производства извести не трудный, но для него нужна печка и уголь. Процесс выжигания происходит при температуре от 800 и выше. На дровах такой режим трудно создать. В обыкновенной домашней печке за одну топку можно выжечь килограмм-полтора сырья. Из него получится после гашения примерно полведра известковой сметаны или ведро извести для побелки.
В среднем печку топят пять-шесть месяцев в году. Нетрудно подсчитать, сколько можно выработать за отопительный сезон. Хватит на добрую стройку.
Сырьем для производства извести служат известковые камни. Отличают их от простых камней тем, что они легче бутовых камней и гранита и на вид серо-голубого цвета. Легко царапается металлическими предметами. И самое главное, если на них капнуть кислоту, то они начинают шипеть и пениться, но это концентрированную кислоту – ее после БП достать согласитесь сложно. Поэтому могу рассказать для поиска еще вот что: известняк осадочные породы, которые образовались уплотнением осадков мировых океанов. Поэтому при ударе молотком они раскалываются слоями И еще такими камнями очень часто делают железнодорожные насыпи. Иногда такой щебенкой делают поверхностную обработку автодорог. Если в вашей местности есть завод по производству силикатного кирпича, то вообще отлично. Это производство использует то сырье, которое вы ищите. Думаю, что способ «приобрести» камни с завода вы найдёте.
Процесс выжигания такой: уголь должен быть просеян на сите с ячейкой 10 на 10 мм. Известковые камни не толще 20 мм, 10-15 мм — ещё лучше. Большие камни легко долбятся молотком, по слоям.
Растапливаете печку. Засыпаете ведро угля, когда хорошенько разгорится, разровняйте топку кочергой, насыпьте еще полведра угля. После этого начинаете закладывать сырьё на уголь, раскладывайте равномерно в один слой, после этого дайте печке снова разгореться, после этого засыпьте полведра угля так, чтобы сырьё накрылось. После этого возьмите пару совков того угля, что отсеяли (пыли) и насыпьте сверху, чтобы жар продержался до утра. Утром можете начинать вынимать.
Выемку лучше делать специальными клещами. После того как камни вытащили, осмотрите их. Хорошо отожженные камни белого цвета и гораздо легче сырья.
Затем известь следует разгасить. Процесс гашения ведут на улице. В металлическую посуду надо залить воды, а затем туда понемногу сваливают полученную продукцию. Разложение извести идет очень бурно, поэтому следует быть очень осторожным.
Через пару дней известь готова к применению. Погашенная известь превращается в тесто, которое можно хранить много лет. От продолжительного хранения свойства извести могут даже улучшиться. Для получения вяжущего раствора известковое тесто смешивают с песком. Такой раствор используют при кладке фундаментов под печи, дымовых труб высотой до 4-5 м и применяют для оштукатуривания стен домов и печей.

Для повышения водостойкости известковых растворов, в них вводят тонкомолотые обожженную глину, бой кирпича или вулканические породы (пепел). При тонком подборе рецептуры можно получить изобретенную в 1756 году англичанином Д. Смитом гидравлическую известь. Получаемую обжигом известняка с глинистыми примесями — продукт умеренного обжига (не до спекания) мергелистых известняков (мне к сожалению это ничего не говорит), содержащих от 6 до 20 % глинистых примесей. Гидравлическая известь имеет свойство затвердевать не только на воздухе, но и в воде.

В конце статьи хочу привести метод выяснения оптимальной пропорции компонентов бетона.
В основе его лежит метод подбора состава бетона по абсолютным объемам, который предполагает полное отсутствие пустот при приготовлении бетонной смеси.
Все что нам потребуется это — ведро, литровая банка и, собственно те наполнители, из которых будет состоять бетон, как правило, это щебенка, цемент, песок, и вода.
Для начала, посчитаем сколько в ведре умещается банок воды, выливая их туда одну за другой. Получим, к примеру, 10 штук. Запишем.
Затем, наполним ведро щебнем до краев и будем наливать в него воду банкой наполненной тоже всклянь, чтобы знать, каким объемом воды мы наполнили ведро. Когда вода достигнет краев, запомним количество залитой воды. Это будет объем пустот, после загрузки щебня. Допустим, получили 5 банок.
Теперь вывалим все из ведра, банку вытрем насухо и засыплем в ведро столько банок песка, сколько залили в заполненное щебнем ведро, в нашем случае 5 штук.
Снова заливаем воду и считаем банки, пока вода не достигнет поверхности песка. Скажем, получили 3. Эта цифра покажет нам объем цемента, который потребуется для заполнения всех оставшихся пустот, после загрузки щебня и песка.
Вот собственно и все. В нашем случае (для наших щебня и песка) пропорции заполнителей и цемента для нашего бетона будет следующими: щебень – 10 частей, песок – 5 частей, цемент – 3 части.
Заметим, что за прочность бетона на сжатие отвечает, в основном щебень, поэтому от качества щебня будет зависеть и прочность бетона. В результате использования щебня, мы улучшим такие характеристики как: прочность, долговечность, понизим усадку и ползучесть бетона, а также сэкономим цемент – самый дорогостоящий компонент в составе бетона.
Мелкие заполнители отвечают за прочность бетона на сдвиг, для этого они должны равномерно и плотно заполнить пустоты между зернами щебня.
Что касаемо раствора для укладки кирпича или камня, то методика аналогична, но меряем только песок цемент и воду.

И наконец, все это ТЩАТЕЛЬНО перемешиваем – это и есть секрет удачных строителей.

В самом конце скажу, что как сами уже догадались я не все это сам придумал – источников было ОЧЕНЬ много, поэтому могут быть ошибки. Но моей главной целью было показать, что в случае необходимости замену цементу можно придумать и показать возможные направления поиска, как сказал один из коллег, когда все наладится 😉

Бетон без цемента или производство бетона из золы

Инженеры Университета Райса (США) создали достойную альтернативу использования цемента при производстве бетона. Появилась реальная возможность сделать бетон практически экологически чистым продуктом применяя летучую золу вместо цемента.

В настоящее время при производстве бетона используют портландцемент 60-70% от общего состава бетонной смеси, но что если использовать летучую золу вместо портландцемента. При использовании летучей золы получается эффект – 2 в одном (2 in 1), а именно, отсутствие выделений CO2 и экономичное решение при тех же химических характеристиках, что и при использовании портландцемента.

По данным Национальной ассоциации сборных железобетонных конструкций, производство цемента составляет почти 5% мировых выбросов CO2

Рассмотрим более подробно.

Летучая зола, представляет собой продукт результата сжигании угля и мелких частиц сжигаемого топлива, которые покидают угольные котлы вместе с дымовыми газами. Она очень легкая и похожа на пыль (Рис.1). Пепел, который остаётся на дне котла, называется донной или нижней золой. На ее основе американские исследователи сделали экологически чистый экономичный бетон.

По данным Американской ассоциации по проблемам угольной золы около 43 % отходов сжигания угля перерабатывается. В Европе по оценке Европейской ассоциации по утилизации продуктов горения угля около 43 % летучей золы используется для производства строительных материалов. В России перерабатывается лишь 4-5 % угольной золы.

«Промышленность обычно смешивает от 5 до 20 % летучей золы в цемент, чтобы сделать ее зеленой, но значительная часть смеси по-прежнему остается цементом», – говорится в релизе, доцент кафедры гражданской и экологической инженерии и материаловедения и наноинженерии Роузбех Шахсавари.

Более ранние попытки заменить портландцемент на другую вяжущую смесь требовали дорогостоящих активаторов на основе натрия. Его обилие полностью снижала экологическую выгоду альтернативы. Поэтому ученые искали другой рецепт смеси. Специалисты из Университета Райса воспользовались статистическим методом Тагути 1 , чтобы определить оптимальную композицию вещества. По словам участника исследования Роузбеха Шазавари (Rouzbeh Shahsavari), это улучшило структурные свойства композитов и привело к балансу летучей золы, диоксида кремния, оксида кальция и пятипроцентного натриевого активатора.

Шахсавари отмечает, что во время исследования было несколько проблем.

«[Одна из] наших двух основных проблем заключалась в том, как не использовать портландцемент и при этом по-прежнему получать достаточные механические свойства (поскольку летучая зола обычно смешивается с портландцементом в определенной пропорции)», – объясняет он по электронной почте. Другая проблема, с которой столкнулась команда, заключалась в том, чтобы «использовать как можно меньше активаторов, поскольку они дороги, а также не могут быть доступны в изобилии», – добавляет он.

В настоящее время исследователи находятся в процессе подачи заявки на патентную защиту и изучают экономические способы расширения своего процесса.

«Наша работа обеспечивает жизнеспособность проекта для эффективной и рентабельной активации этого типа летучей золы с высоким содержанием кальция, прокладывая путь для экологически ответственного производства бетона», – говорится в заявлении Shahsavari. «Будущая работа будет оценивать такие свойства, как долговременное поведение, усадка и долговечность».

Исследователи надеются включить другие промышленные отходы в цементные материалы, в конечном итоге заменяя цемент.

«Мы надеемся, что расчетные и экспериментальные данные и стратегии данной работы обеспечат платформу для превращения других отходов, таких как шлак (из сталелитейной промышленности), рисовая шелуха в структурные связующие вещества, полностью заменив цемент», – добавляет он в своем письме.

Японский ученый Г. Тагучи в 1960 г. высказал мысль, что качество не может более рассматриваться как мера соответствия требованиям проектной/конструкторской документации. Соблюдения качества в терминах границ допусков недостаточно. Необходимо постоянно стремиться к номиналу, к уменьшению разброса даже внутри границ, установленных проектом. Метод Тагучи позволяет ранжировать приоритеты в программе управления качеством

Материалы были взяты из новостных источников:
Американское керамическое общество Статья в журнале Журнал Journal of the American Ceramic Society от 13.06.2018

Угольная зола как наполнитель для бетона

Угольная зола является побочным продуктом работы угольных электростанций. Это остаточные твердые отходы, образующиеся при сжигании угля. Десятки миллионов тонн золы ежегодно попадают на свалки. Но исследователи из Дрексельского университета (Drexel University) считают, что нашли применение порошкообразным отходам, которые могут сделать бетон более долговечным и прочным.

Открытие представляет собой метод превращения золы в специальную бетонную добавку, которая помогает укрепить его внутреннюю структуру, способствуя равномерному процессу твердения изнутри. По словам исследователей, эта добавка может сократить время затвердевания бетона и повысить его долговечность за счет снижения вероятности образования трещин.

Правильное использование технологических отходов

Бетон изготавливается из смеси мелкого порошка и крупных частиц породы, называемых наполнителями, связанными минеральным клеем, называемым «цементирующей матрицей», состоящим из цемента и воды . Компоненты образуют прочную внутреннюю структуру бетона, поскольку цементирующая матрица затвердевает, связывая ингредиенты вместе в процессе, называемом отверждением. Чтобы бетон достиг максимальной прочности, цемент должен тщательно перемешиваться с водой в процессе отверждения, чтобы он весь затвердевал одновременно.

«Это очень важная часть процесса, потому что, если бетон высыхает слишком быстро во время его отверждения, из-за нехватки воды, он может образовать трещины и другие дефекты. Эти трещины при высыхании приводят к тому, что поверхность становится восприимчивой к агрессивному проникновению жидкости, создавая проблемы долговечности бетона, такие как коррозия, повреждение солью или оттаивание, – сказал Ягхоб Фарнам, главный исследователь этой работы.

Чтобы обеспечить равномерное отверждение, подрядчикам приходится делать ряд вещей, в том числе постоянно перемешивать бетон, покрывать его мембраной, чтобы он оставался влажным, погружать его в воду или создавать лужи воды на его поверхности. Все эти стратегии требуют времени и ресурсов и являются достаточно сложными. Чтобы облегчить процесс, исследователи разработали концепцию внутреннего отверждения, в которой для облегчения процесса отверждения используется пористый легкий наполнитель. Компонент может поддерживать постоянный уровень влажности внутри бетона, чтобы помочь ему равномерно отвердевать изнутри.

Легкие пористые заполнители, созданные исследователями из Дрексельского университета , могут быть разных размеров и с разной конфигурацией пор, специально разработанной для улучшения отверждения бетона.

Бетонная промышленность имеет ограниченный доступ к натуральным и синтетическим легким наполнителям из-за ее зависимости от ограниченных источников материала наполнителя. Лаборатория Фарнама хотела разработать продукт, который имел бы оптимальные характеристики для смешивания, прочности и пористости, и найти способ сделать его из отходов.

«Решение, которое мы придумали, заключалось в переработке отходов – угольной золы, в пористый, легкий наполнитель с превосходными эксплуатационными характеристиками, который можно производить при меньших затратах, чем существующие природные и синтетические варианты», – сказал Фарнам. «Этот материал и процесс не только пойдут на пользу бетонной промышленности, улучшив качество их продукции, но и помогут не допустить попадания угольной золы на свалки».

Материал, который они придумали, называется «сферический пористый реактивный компонент» – сокращенно SPORA. Он произведен путем объединения золы с химическими веществами, которые облегчают спекание и склеивание наполнителя, в крошечные сферы, а затем их термообработкой при температуре 1160 градусов по Цельсию в течение нескольких минут.

Конечный продукт представляет собой гранулированный наполнитель, который может удерживать почти половину своего веса по воде, что лучше, чем у традиционных легких наполнителей. И, что важно, он может выделять эту воду с постоянной скоростью в цементирующую матрицу изнутри по мере ее отвердевания.

Переработка отходов, таких как угольная зола, не только снижает стоимость изготовления легкого наполнителя, но также гарантирует, что производители бетона будут иметь к нему доступ. опубликовано econet.ru по материалам techcrunch.com

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление – мы вместе изменяем мир! © econet

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Золобетон. Кто то имел опыт работы с таким материалом?

Привет всем. Интересует такой вопрос – кто то на практике сталкивался с таким материалом как золобетон?

ибо живя в угольном регионе – кол-во золы от сгорания углей в ТЭС дочерта, ввиду чего хотелось бы применить золу как наполнитель бетона.

порыл инет, нашел такой вот состав из расчета на 1 куб бетона:

200 кг Цемента 500
750 кг щебня – доломит/известняк
420 кг золы
90-130 литров воды. обещают плотность 1500 кг/куб и марку для бетона – 120 кг/см кв. а для блоков – 70 кг/см. кв.

Кто уже имел опыт общения с таким вот материалом, особенно интересуют вопросы его морозостойкости и гигроскопичности.
пока что в раздумьях – на внешние стены (несушки) для 1-этажного здания (монолит с армированием) стена 150 мм. или же блоки из Мечты застройщика. в полблока, с заливкой армопояса. и колон ж/б из щебневого бетона. (хотя, судя по заявленной марки – 120 – для армопояса и золобетон мона запользовать).

06.04.2010, 16:58#1

07.04.2010, 09:43#2

Легкий бетон, заполнителем в котором является зола, называется золобетоном. Наибольшее распространение золобетоны получили как материал для ограждающих конструкций в виде крупных блоков для стен жилых и промышленных зданий.

Прочность золо’бетона обычно находится в пределах от 35 до 100 кГ/см2 при объемном весе от 900 до 1 400 кгмъ. Верхние слои по направлению укладки обычно имеют меньшую прочность вследствие обогащения их водой. Золобетон обладает пористостью порядка 50—60% с весьма мелкими порами и капиллярами и сильно развитой их поверхностью. Из-за большой пористости водопоглощение золобетона достигает 43% и более. Влажность золобетона после тепловой обработки 30—40%, причем влажность в наружном слое (на глубину до 5—7 см) на 2—4% меньше, чем во внутренних слоях. Сорбцион-ная влажность золобетона достигает –

20%. Из-за указанных особенностей структуры золобетон плохо отдает влагу, что очень затрудняет сушку изделий из золобетона. При естественном выдерживании влажность золобетона снижается на 3—4% в год.

При изготовлении золобетона из зол от сжигания углей в топливных установках ориентировочный расход цемента марки 400 при оптимальном водосодержании, приготовлении золобетонной смеси в мешалках и твердении изделий в естественных условиях или при пропаривании в камерах может быть принят согласно табл. 5-46.

Ориентировочный расход цемента и извести (в соотношении 0,7 : 0,3) при приготовлении золобетонной смеси (из угольных зол) в бегунах и твердении изделий в естественных условиях или при пропаривании в камерах в зависимости от качества золы может назначаться по данным табл. 5-47.

Ориентировочный суммарный расход цемента и ‘извести при приготовлении золобетонной смеси (из угольных зол) в мешалках и запаривании изделий в автоклавах при 8ат в течение 6—8 ч приведен в табл. 5-48.

При подборе состава золобетона следует учитывать, что объемный вес золы или смеси ее с другими заполнителями должен быть примерно на 30—40% меньше заданного

объемного веса плотного золобетона [Л. 7].

Приведенные выше данные являются ориентировочными и могут служить лишь для предварительного подбора -исходного состава золобетона. Оптимальный состав назначается после испытания прочности и морозостойкости трех серий образцов, изготовленных одна по исходному составу и две с расходом вяжущих, отклоняющимся на ±15%.

При изготовлении золобетонов вяжущие материалы и сухие тонкомолотые гидравлические и пластифицирующие добавки дозируют по весу с точностью ±1%; сухая зола — также по весу с точностью до ±3,0%. Воду и водные растворы ускорителей твердения или поверхностно-активных и пластифицирующих добавок дозируют по объему с точностью ±1%.

Порядок операций при приготовлении золобетонов:

ври влажной золе и сухих вяжущих: в барабан смесительной установки выливается часть воды, затем подают вяжущие и производится их перемешивание с водой, в цементный раствор загружается зола и остальная

часть воды и производится перемешивание смеси;

при сухой золе и сухих вяжущих: в барабан сначала подают золу, затем выливают 2/з установленного количества воды и производят перемешивание в течение 2—3 мин, после этого загружают вяжущие, выливают остальную часть воды и производится окончательное перемешивание золобетона.

При необходимости введения в смесь минеральных добавок мокрого помола их лучше смешивать с водой, залитой в барабан, или разбавлять частью воды и заливать в барабан вместе с последней порцией воды.

Читайте также:  Декоративная штукатурка Волна и способы её нанесения
Ссылка на основную публикацию
07.04.2010, 10:12#3