УДК 691.322
Иржи Брожовски
Технический университет Брно, строительный факультет, Чешская республика
1. Введение
При производстве энергии и тепла из угля возникает значительное количество отходов. 
В основном существуют два главных способа их устранения – хранение на свалках или же применение этих отходов в качестве сырья в разных отраслях промышленности.
В строительстве эти отходы можно использовать прямо в виде строительного материала, например для засыпки, дорожного полотна и т.д. или в качестве сырья при производстве строительных материалов. В последние годы использование отходов как вторичного сырья снова является актуальным. Основным недостатком отходов этого вида сырья является изменчивость его свойств. Одной из отраслей производства строительных материалов, в которой можно использовать некоторые виды промышленных отходов, является и производство бетона.
В статье приводятся результаты исследований применения котельного шлака из отвала в Ославанах в качестве крупного заполнителя в бетоне марки С20/25 (Б 25), применяемого для производства потолочных плит заводского изготовления.
2. Состав бетона, методика испытаний
a) Исходные материалы
— Портландский цемент CEM I марки 42,5 R.
— Котельный шлак из Ославан фракция 0/8 мм.
— Крупный заполнитель фр. 4/11 мм, 8/16мм Желешице (естественный).
— Мелкий заполнитель фр. 0/4 мм Братчице (естеств.).
— Минеральный порошок – отход из производства щебня (Желешице).
— Пластификатор Аддимент БВ 1.
Переменные в составе бетона :
— Мелкий заполнитель фр. 0/ 4 мм.
— Крупный заполнитель фр. 4/ 11мм.
— Котельный шлак фр. 0/ 8мм.
б) Состав бетона
Состав исследованных бетонов приводится в табл. 1. В бетонах заменялся естественный заполнитель котельным шлаком следующим образом: Крупный заполнитель фракция 4/11 мм шлаком в следующем количестве: 25%- 50% -75% — 100%. Жесткость бетона постоянная: V1 по ВeБe.
в) Методика испытаний
1) Бетонная смесь — жесткость определялась методом ВеБе в соответствии с ЧСН ЕН 12350 — 3
2) Затвердевший бетон — определялись следующие характеристики:
— Плотность D – по ЧСН ЕН 12350 — 7.
— Прочность на сжатие fc,cu — по ЧСН ЕН 12390-1.
— Динамический модуль упругости Ebu по скорости ультразвука V – ЧСН 73 1371, ЧСН ЕН 12504-4.
— Усадка бетона УБ – по ЧСН 73 13320.
3. Результаты испытаний бетонов
Состав исследуемых бетонов приведен в табл. 1 и результаты испытаний затвердевшего бетона приводятся в табл. 2.
В рис. 1 и 2 приводится зависимости прочности на сжатие и динамического модуля упругости от содержания котельного шлака.
В рис. 3 и 4 приводится сравнение изменения прочности на сжатие и динамического модуля упругости бетонов в зависимости на содержании котельного шлака (эталонный бетон – бетон не содержащий котельный шлак Б01).
4. Оценка результатов испытаний
— Прочность на сжатие – c увеличением содержания котельного шлака заменяющего крупный заполнитель фр. 4/11 мм наблюдалось понижение прочности на сжатие. При замене 50% этой фракции заполнителя котельным шлаком прочность в возрасте 28 суток понизились на 5,0 МПа и при полной замене заполнителя фр. 4/11 мм котельным шлаком прочность бетона в возрасте 28 суток понизилась на 6,4 МПа.
— Объемный вес – с увеличением доли котельного шлака объемный вес уменьшался.
— Динамический модуль упругости – у динамического модуля упругости наблюдалась тенденция его понижения прямо пропорционально содержанию котельного шлака.
— Усадка бетона – повышение содержания котельного шлака приводило к увеличению усадки бетона. Наиболее значительное увеличение усадки бетона по сравнению с эталонным бетоном наблюдалось в возрасте 3 суток, в последствии усадка уменьшалась.
5. Выводы
Было установлено, что с повышением содержания котельного шлака заменяющего крупный заполнитель фракции 4/11мм уменьшается прочность на сжатие, объемный вес и динамический модуль упругости по сравнению с эталонным бетоном (бетон содержащий только естественный заполнитель.). Одновременно увеличение содержания шлака вызвало увеличение усадки затвердевшего бетона, что в значительной степени проявилось в возрасте бетона 3 суток. Увеличение было прямо пропорционально увеличению содержания шлака в бетоне.
Марка прочности бетона по сравнению с эталонным бетоном понизилась как максимум на одну марку.
С точки зрения требований на марку бетона C 20/25 можно достичь требуемых параметров только у бетона содержавшего 25% котельного шлака вместо естественного заполнителя фракция 4/11 мм.
Работа была осуществлена благодаря поддержке проекта MSM 0021630511 „Прогрессивные строительные материалы с использованием строительных отходов и их влияние на долговечность конструкций“.
Библиографический список
1. Р. Дрохитка и кол., Прогрессивные строительные материалы с использованием строительных отходов и их влияние на долговечность конструкций. И. Брожовски: Часть 3 Долговечность бетонов. Технический университет Брно, 2006, Годовой отчет проекта ВВЗ ЦЕЗ МСМ: 0021630511 (на чешском)
2. И. Брожовски. Влияние добавки золы как заменителя части мелкого заполнителя в бетоне на его сульфатостойкость // Долговечность строительных конструкций. (Теория и практика защиты от коррозии). Междунар. Конф. Волгоград, 2002.- С. 195-201.
