ЗАСТОСУВАННЯ ЗОЛИ-ВИНОСУ У ВИРОБНИЦТВІ БЕТОНУ: КОМПЛЕКСНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ЕКОЛОГІЧНИХ ПЕРЕВАГ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ МАТЕРІАЛУ
DOI:
https://doi.org/10.32782/apcmj.2024.3.12Ключові слова:
летюча зола, продукти спалювання вугілля, композити, бетон, ремонт дорожнього покриття, бетонне покриття, аеродромне покриття, дорогиАнотація
Це дослідження присвячене доцільності використання летючої золи для часткової заміни портландцементу в бетонній промисловості та її впливу на властивості бетону. Дослідження зосереджується на сталості виробництва бетону за рахунок покращення екологічних показників, зменшення споживання природної сировини, зниження споживання енергії та скорочення викидів CO2 і пилу. Дослідження починається з огляду майбутнього бетону як основного будівельного матеріалу. У ньому пропонується використовувати летючу золу як часткову заміну портландцементу. Летуча зола розглядається як економічно ефективний і легкодоступний альтернативний матеріал, особливо в термоелектричних проектах. Щоб дослідити це, в даному дослідженні було проведено серію експериментів для визначення оптимальної пропорції бетону та оптимального відсотку золи, що буде використовуватися. У дослідженні використовувався трифакторний експериментальний план для оптимізації рецептури бетону за допомогою математичних і статистичних методів. Основна увага була зосереджена на впливі вмісту золи, водоспоживання та співвідношення заповнювачів на структуру та властивості бетону. Результати експериментів показують, що введення золи-винесення покращує рухливість бетонних сумішей і не знижує міцність бетону, замінюючи цемент в певних межах. Крім того, в ході дослідження було вивчено вплив добавок на властивості бетону. Пластифікатор LST-E та повітровтягувальна добавка SNV були використані для оцінки їх впливу на міцність бетону на стиск, водонепроникність та морозостійкість. Результати показали, що використання цих добавок дозволяє зменшити кількість цементу при збереженні необхідної рухливості бетонної суміші. У дослідженні також розглядалося виділення тепла під час твердіння бетону. Було показано, що використання летючої золи для заміни частини цементу може зменшити виділення тепла з бетону. Крім того, підвищення температури твердіння бетону може зменшити кількість гідроксиду кальцію, що утворюється під час гідратації, таким чином покращуючи корозійну стійкість бетону та сталевої арматури в агресивних середовищах. Отже, це дослідження демонструє доцільність використання золи-виносу як часткової заміни портландцементу у виробництві бетону, що не тільки покращує оброблюваність і довговічність бетону, але й сприяє зниженню витрат і впливу на навколишнє середовище. Дослідження показує, що використання золи-виносу в дорожньому та аеродромному будівництві є перспективним, особливо в збірних попередньо напружених плитах і монолітних цементобетонних покриттях.
Посилання
Celik, K., Meral, C., Petek Gursel, A., Mehta, P. K., Horvath, A., & Monteiro, P. J. M. (2015). Mechanical properties, durability, and life-cycle assessment of self-consolidating concrete mixtures made with blended Portland cements containing fly ash and limestone powder. Cement and Concrete Composites, 56, 59–72. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2014.11.003
Schöler, A., Lothenbach, B., Winnefeld, F., & Zajac, M. (2015). Hydration of Quaternary Portland cement blends containing blast-furnace slag, siliceous fly ash and limestone powder. Cement and Concrete Composites, 55, 374-382. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2014.10.001
Bieliatynskyi, A., Yang, S., Pershakov, V., Akmaldinova, O., Krayushkina, K., & Shao, M. (2022). Prospects for the use of ash and slag waste in the construction of Road Pavement. The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering, 17(4), 80–94. https://doi.org/10.7250/bjrbe.2022-17.580
Bieliatynskyi, A., Yang, S., Pershakov, V., Shao, M., & Ta, M. (2022b). Study of concrete properties based on crushed stone sand mixture and fiber of fly ash of thermal power plants. Science and Engineering of Composite Materials, 29(1), 412–426. https://doi.org/10.1515/secm-2022-0167
Bieliatynskyi, A., Yang, S., Pershakov, V., Shao, M., & Ta, M. (2022). The use of fiber made from fly ash from power plants in China in road and airfield construction. Construction and Building Materials, 323, 126537. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.126537
Bieliatynskyi, A., Yang, S., Pershakov, V., Shao, M., & Ta, M. (2022a). Comparative analysis of the influence of various materials on the state of the roadside environment during the road repair. Environmental Science and Pollution Research, 30(6), 15523–15530. https://doi.org/10.1007/s11356-022-23212-4
Crispino, M., Toraldo, E., Giustozzi, F., & Mariani, E. (2016). Recycled concrete mixes for slip-form paving of roads and airports. Key Engineering Materials, 711, 730-736. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.711.730
Promsawat, P., Chatveera, B., Sua-iam, G., & Makul, N. (2020). Properties of self-compacting concrete prepared with ternary Portland cement-high volume fly ash-calcium carbonate blends. Case Studies in Construction Materials, 13. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2020.e00426
Nasir, M., Johari, M. A., Maslehuddin, M., Yusuf, M. O., & Al-Harthi, M. A. (2020). Influence of heat curing period and temperature on the strength of silico-manganese fume-blast furnace slag-based alkali-activated mortar. Construction and Building Materials, 251, 118961. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118961
Saraswathy, V., Muralidharan, S., Thangavel, K., & Srinivasan, S. (2003). Influence of activated fly ash on corrosion-resistance and strength of concrete. Cement and Concrete Composites, 25(7), 673–680. https://doi.org/10.1016/s0958-9465(02)00068-9
Justnes, H., Skocek, J., Østnor, T. A., Engelsen, C.J., & Skjølsvold, O. (2020). Microstructural changes of hydrated cement blended with fly ash upon carbonation. Cement and Concrete Research, 137, 106192. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2020.106192
Fang, X., Xuan, D., & Poon, C. S. (2017). Empirical modelling of CO2 uptake by recycled concrete aggregates under accelerated carbonation conditions. Materials and Structures, 50(4). https://doi.org/10.1617/s11527-017-1066-y
