Содержание исследований

разделе 2.3 второй главы); 

Ц
, 

П
, 

ЗУ
, 

ЗРШ
, 

С388
, 

ПТВ
- соответственно, истинные плотности цемента, песка, золы-
уноса, золы рисовой шелухи, суперпластификатора ACE 388 и полипропиленовых 
тонкодисперсных волокон, г/см
3
(таблица 3.1); 
ВВ - объем вовлеченного воздуха, л. 

---

78 
Таблица 3.1 - Истинная плотность использованных сырьевых материалов 
Сырьевые материалы 
Ц 
П 
ЗУ 
ЗРШ 
В 
С388 
ПТВ 
Истинная плотность, г/см
3
3,13 
2,62 
2,36 
2,31 
1 
1,1 
0,91 
О
пределение водоцементного соотношения. Из уравнения Боломея-Скрамтаева для МЗБ следует:
28
ц
28
28
сж ,б
ц
A R
В
,
Ц
R
0,8А R




(3.2) 
где: 
28
сж,б
R
– прочность бетона на сжатие в возрасте 28 суток, равная, 70 МПа; 
28
ц
R
– активность цемента в возрасте 28 суток, по таблице 2.6 главы 2 находим значение 
28
ц
R
51,1 МПа;

А – коэффициент, характеризующий качество используемых заполнителей и равный 0,75 
при использовании материалов среднего качества [21].
Следовательно: 
В
0,38.
Ц

При определении максимальной дозировки золы-уноса в составе вяжущего для получения 
высокопрочного мелкозернистого бетона требуемой средней прочности в возрасте 28 суток, 
соответствующей классу прочности на сжатие В55 и равной 70,6 МПа, водоцементное (В/Ц) и 
песчано-вяжущее (П/Вяж) отношения являлись постоянными, равными, соответственно, 0,38 и 1,0. 
Также количество суперпластификатора С388 и объем вовлеченного воздуха были выбраны 
постоянными и равными, соответственно, 1% от массы цемента и 5% от объема бетонной смеси. 
Расход золы-уноса ТЭС «Вунг Анг» варьировался в пределах от 40% до 60% от массы 
портландцемента. С помощью метода абсолютных объемов и на основании приведенных выше 
данных был выполнен расчет составов мелкозернистых бетонных смесей для получения МЗБ, 
обладающих средней прочностью на сжатие, соответствующей классу В55, результаты которого и 
результаты испытаний прочности на сжатие полученных мелкозернистых бетонов в возрасте 28 
суток представлены в таблице 3.2. 
Таблица 3.2 - Составы и прочности на сжатие мелкозернистых бетонов
№ 
п/п 
ЗУ
Ц
В
Ц
П
Вяж
(*)
Составы бетонных смесей, кг/м
3
Прочность бетона на сжатие 
в возрасте 28 суток, МПа 
Ц 
ЗУ 
П 
В 
С388 
1 
2 
3 
Средняя 
1 
0,4 
0,38 
1,0 
656 
262 
918 
249 
6,6 
76,8 
76,1 
75,8 
76,2 
2 0,45 
638 
287 
925 
242 
6,4 
73,4 
74,0 
73,3 
73,6 
3 0,50 
621 
311 
932 
236 
6,2 
71,7 
72,1 
72,5 
72,1 
4 0,55 
605 
333 
938 
230 
6,1 
70,6 
70,3 
71,5 
70,8 
5 
0,6 
590 
354 
944 
224 
5,9 
66,7 
65,1 
65,9 
65,9 
Примечание.
(*)
Вяж = Ц + ЗУ. 

---

79 
Графическая зависимость прочности на сжатие полученных мелкозернистых бетонов в 
возрасте 28 суток нормального твердения от отношения 
ЗУ
Ц
в составе вяжущего представлена на 
рисунке 3.1. 
Рисунок 3.1 - Влияние отношения 
ЗУ
Ц
в составе вяжущего на прочность
на сжатие мелкозернистых бетонов 
На основе полученных экспериментальных результатов можно сделать вывод, что 
максимальная дозировка ЗУ ТЭС «Вунг Анг» в составе вяжущего для получения 
высокопрочного мелкозернистого бетона требуемой средней прочности на сжатие в возрасте 28 
суток, соответствующей классу В55 и равной 70,6 МПа, находится в пределах 45% ÷ 55% от 
массы портландцемента. Если количество золы-уноса превышает этот предел, то это приводит к 
снижению прочности бетона на сжатие ниже указанного значения, что не позволяет считать 
полученный бетон высокопрочным, поскольку его средняя прочность на сжатие будет меньше 
средней прочности, соответствующей начальному классу высокопрочных бетонов В55 [182]. 
Результаты изучения влияния включения в состав вяжущего золы-уноса ТЭС «Вунг Анг» 
на кинетику набора прочности образцами МЗБ-бетонов в нормальных условиях твердения 
изображены на рисунке 3.2. 
На рисунке 3.2 видно, что чем больше доля золы-уноса в вяжущем, тем меньшую 
прочность обретают мелкозернистые бетоны к одному и тому же сроку их твердения. 

---

80 
Рисунок 3.2 - Кинетика твердения МЗБ-образцов
(
В/Ц= 0,38; С388/Ц = 0,01 и П/Вяж = 1,0, где Вяж=Ц+ЗУ) 
Исходные соотношения сырьевых компонентов по массе в мелкозернистой бетонной смеси, 
выбранные для проектирования состава ММЗБ в результате проведенных исследований и анализа 
научно-технической литературы, приведены в таблице 3.3. 
Таблица 3.3 - Соотношения использованных сырьевых материалов 
Отношения 
В
Ц
П
ПМ
(*)
ЗУ
Ц
ЗРШ
Ц
С388
Ц
ПТВ
Ц
ВВ 
Величина 
0,38 
1,0 
0,5 
0,1 
0,01 
0,015 
2% 
Примечание.
(*)
ПМ = Ц+ЗУ+ЗРШ.
По результатам проведенных испытаний водопотребность разработанного вяжущего, 
состоящего из портландцемента и золы-уноса ТЭС «Вунг Анг» в соотношении ЗУ/Ц = 0,5, для 
получения цементного теста нормальной густоты составила 31,6%. 
3.2.1. Получение золы рисовой шелухи и ее механоактивация в лабораторных условиях во 
Вьетнаме 
Использованная в данной диссертации зола рисовой шелухи (ЗРШ) была получена из рисовой 
шелухи – отхода обработки риса, выращенного на севере Вьетнама. Рисовая шелуха сушилась и 
затем сжигалась в лабораторной печи при температуре 800
0
С с последующим быстрым 
охлаждением и измельчением полученного продукта в вибрационной мельнице в течение от 30 мин. 
до 2 ч. для получения механоактивированной золы рисовой шелухи в виде тонкого порошка. Схема 
процесса получения и механоактивации золы рисовой шелухи представлена на рисунке 3.3. 

---

81 
Рисунок 3.3 - Технологическая схема получения механоактивированной ЗРШ
из рисовой шелухи
Эффективность механоактивации золы рисовой шелухи в зависимости от 
продолжительности помола с точки зрения повышения ее пуццоланической активности можно 
оценить совокупностью действия двух факторов: 
- экстенсивного - увеличением площади удельной поверхности частиц ЗРШ; 
- интенсивного - ростом растворимости в водно-щелочной среде содержащегося в ней 
аморфного кремнезема
. 
3.2.1.1. Влияние продолжительности механоактивации золы рисовой шелухи на изменение 
площади удельной поверхности ее частиц 
Средний размер частиц золы рисовой шелухи и площадь их удельной поверхности, а также 
гранулометрический состав без механоактивации и после механоактивации в течение от 30 до 120 
мин. путем ее помола в вибрационной мельнице, определенные с помощью лазерного 
анализатора частиц «Coulter LS Particle Size Analyzer», приведены в таблице 3.4 и на рисунке 3.4. 
Таблица 3.4 – Физические характеристики золы рисовой шелухи
Зола рисовой шелухи 
Средний 
размер частиц, 
мкм 
Удельная 
поверхность, 
м
2
/г
ЗРШ без механоактивации (ЗРШ- 0) 
7,782 
9,567 
ЗРШ, механоактивированная в течение 30 мин. (ЗРШ-30) 
3,966 
13,014 
ЗРШ, механоактивированная в течение 60 мин. (ЗРШ-60)
2,854 
14,480
ЗРШ, механоактивированная в течение 90 мин. (ЗРШ-90) 
2,880 
14,465 
ЗРШ, механоактивированная в течение 120 мин. (ЗРШ-120) 
2,897 
14,455 
Рисовая шелуха 

---

82 
Рисунок 3.4 - Гранулометрический состав ЗРШ- 0, ЗРШ - 30, ЗРШ - 60, ЗРШ - 90 и ЗРШ - 120 
На основе полученных экспериментальных результатов (таблица 3.4, рисунок 3.4) можно 
сделать вывод, что наименьший размер частиц золы рисовой шелухи, а следовательно их 
наибольшая удельная поверхность достигаются при длительности помола в течение 60 мин. Более 
продолжительный помол в течение 90 и 120 мин. не приводит к дальнейшему уменьшению 
размеров частиц золы, что можно объяснить их агрегатированием. 
3.2.1.2. Влияние продолжительности механоактивации золы рисовой шелухи на 
растворимость аморфного кремнезема 
С помощью фотоколориметрического метода было изучено влияние продолжительности 
механоактивации золы рисовой шелухи на растворимость содержащегося в ней аморфного 
кремнезема. 
Для этого по полученным результатам определения оптической плотности градуировочных 
растворов, представленным в таблице 3.5, строили градуировочный график зависимости оптической 
плотности от массы растворенного оксида кремния, изображенный на рисунке 3.5. 
Таблица 3.5 - Оптическая плотность градуировочных растворов и растворов золы рисовой шелухи 
с различной продолжительностью механоактивации 
Точка на градуировочном графике 
А 
Б 
В 
Г 
Д 
Оптическая 
плотность 
градуировочных
растворов 
0 
0,092 
0,195 
0,255 
0,450 
Оптическая плотность растворов 
золы рисовой шелухи
ЗРШ-0 
ЗРШ-30 
ЗРШ-60 
ЗРШ-90 
ЗРШ-120 
0,175 
0,205 
0,230 
0,225 
0,215 

---

83 
Рисунок 3.5 - Градуировочный график зависимости оптической плотности от содержания в 
растворе оксида кремния 
Таблица 3.6 - Масса пробы в зависимости от содержания оксида кремния 
Массовая доля оксида кремния, % 
Масса навески, г 
Свыше 40 до 50 включительно 
0,15 
Свыше 50 до 70 включительно
0,10 
Свыше 70 до 85 включительно
0,07 
На основе данных таблицы 3.6 [127] навески золы рисовой шелухи с различной 
длительностью механоактивации массой 0,07 г, взвешенные с точностью до 0,0001 г, помещали в 
мерные колбы вместимостью 250 см
3
с пришлифовальными стеклянными пробками, доливали до 
метки раствор гидроокиси натрия с концентрацией 100 г/дм
3
и оставляли на 30 суток для 
растворения содержащегося в ЗРШ аморфного кремнезема. Дальнейшие операции выполняли по