Угольная зола как наполнитель для бетона
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.
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.
https://econet.ru/articles/ugolnaya-zola-kak-napolnitel-dlya-betona