Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2022
Идентификатор DOI: 10.15372/KhUR2022414
Ключевые слова: composite cement, high calcium fly ash, superplasticizer, flowability, compressive strength, композитный цемент, высококальциевая летучая зола, суперпластификатор, растекаемость, прочность на сжатие
Аннотация: Систематически охарактеризованы дисперсные фракции промышленных высококальциевых летучих зол (ВКЛЗ), селективно отобранных в виде фракций 1-4 (Фр1-Фр4) на 1-4 полях электрофильтров установки золоулавливания Красноярской ТЭЦ-2. Определены параметры растекаемости зольных растворов, приготовленных из 100 % каждой из фракций при соотноПоказать полностьюшении вода/связующее = 0.5. Установлено, что величина растекаемости снижается с увеличением удельной поверхности ВКЛЗ от Фр1 к Фр4. Определены параметры цементно-зольных растворов с замещением цемента на 50 и на 20 % каждой из четырех фракций ВКЛЗ. Установлено, что при содержании 20 % ВКЛЗ величина растекаемости цементно-зольных растворов всех фракций удовлетворяет требованиям ГОСТ 1581-2019 для тампонажных цементов. Показателям прочности на сжатие на вторые сутки твердения удовлетворяют образцы на основе тонкодисперсных фракций Фр3 и Фр4. На основе фракции Фр4 приготовлены образцы композитных зольно-цементных составов высокой прочности - более 50 МПа на 28 сутки твердения. В частности, высокая величина прочности на сжатие (62-90 МПа) достигнута для композитных цементов с содержанием 80 и 90 % зольной фракции Фр4 в присутствии суперпластификатора Melflux 5581 F, который способствует эффективному диспергированию в жидкой фазе тонкодисперсной ВКЛЗ, более быстрому и полному взаимодействию активных компонентов с образованием упрочняющих гидратных фаз. Добавка 5 % микрокремнезема, способствующая образованию дополнительного количества гидросиликатов кальция, позволила достигнуть повышения прочности до 108 МПа. Полученные результаты показали, что тонкодисперсные ВКЛЗ могут применяться в качестве компонентов тампонажных цементов для повышения растекаемости цементно-зольных растворов и для улучшения прочностных свойств высоконаполненных зольно-цементных композитных материалов. The dispersed fractions of industrial high-calcium fly ash (HCFA), selectively collected in the form of fractions 1-4 (Fr1-Fr4) on fields 1-4 of the electrostatic precipitators of the ash collecting unit at the Krasnoyarsk TPP-2, are systematically characterized. The fluidity parameters of ash mortars prepared from 100 % of each of the fractions at a ratio of water/binder = 0.5 were determined. It has been established that the value of fluidity decreases with an increase in the specific surface area of the fractions from Fr1 to Fr4. The parameters of cement-ash mortars with the replacement of cement by 50 and 20 % of each of the four fractions were determined. It has been established that at a 20 % HCFA content, the fluidity of cement-ash mortars of all fractions meets the requirements of GOST 1581-2019 for oil well cements. The samples based on finely dispersed fractions Fr3 and Fr4 meet the requirements for compressive strength on the second day of hardening. The specimens of ash-cement composites with high strength, more than 50 MPa for the 28th day of hardening, were prepared on the basis of the Fr4 fraction. In particular, high compressive strength (62-90 MPa) has been achieved for composite cements containing 80 and 90 % of the Fr4 fraction of HCFA in the presence of the superplasticizer Melflux 5581 F, which promotes efficient dispersion of finely dispersed HCFA in the liquid phase, faster and more complete interaction of active components with the formation of hardening hydrated phases. The addition of 5 % microsilica, which promotes the formation of an additional amount of calcium hydrosilicates, made it possible to achieve an increase in strength up to 108 MPa. The results obtained show that finely dispersed HCFA can be used as the components of oil well cements to improve the flowability of cement-ash slurries and improve the strength properties of highly filled ash-cement composite materials.
Журнал: Химия в интересах устойчивого развития
Выпуск журнала: Т. 30, № 5
Номера страниц: 559-566
ISSN журнала: 08698538
Место издания: Новосибирск
Издатель: Сибирское отделение РАН, Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН, Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН