За одиннадцатую пятилетку в нашей стране было выпущено 635 млн. т це­мента, из которых около 80 % израс­ходовано на капитальное строительст­во, изготовлено более 1,5 млрд. м3 бе­тонов и растворов разных видов.

За этот период только для тяжелого бетона и растворов потребовалось бо­лее 1 млрд. м3 крупного заполнителя, около 0,8 млрд. м3 природных песков. По самым скромным оценкам, иа такое количество бетонов потребовалось бо - лс-е 0,2 млрд. т уел. топлива, основная часть которого приходится на долю цемента в бетоне и на тепловлажност­ную обработку.

Объемы производства бетона в теку­щей пятилетке и последующие годы су­щественно увеличатся, и это потребует огромных материальных и энергетичес­ких ресурсов. В других отраслях на­родного хозяйства выпуск основной про­дукции сопровождается образованием большого количества отходов (вскрыш­ные породы, отходы камнедробления, шлаки черной и цветной металлургии, золы ТЭС и т. д.). Только небольшая их часть утилизируется. Происходит, с одной стороны, уменьшение природных ресурсов и вынужденное применение заполнителей, зачастую не отвечающих требованиям стандартов, а с другой — растут горы отвалов из отходов, часто вполне пригодных в технологии бето­нов.

Среди промышленных отходов наибо­лее широко используются металлурги­ческие шлаки. Они идут на производ­ство цемента, заполнителей, минераль­ных волокон и т. д.

На тепловых электростанциях страны образовалось в 1987 г. более 110 млн. т золошлаковых отходов, а к 1990 г. их количество возрастет до 155 млн. г. В отвалах скопилось более 1 млрд. т зо­лошлаковых отходов. В технологии бе­тона и железобетона в 1987 г. израс­ходовали около 3,5 млн. т таких отхо­дов, в том числе примерно 1 млн. т су­хой золы-уноса, остальное — отвальная золошлаковая смесь. Эффективность на­личия золы в бетоне объясняется тем. что она выполняет роль полифункцио нального компонента — функции запол­нителя, активной минеральной добавки, пластификатора и микронаполнителя. Бетонные смеси с золами обладают большей связностью, лучшей перекачи - ваемостью, меиыним водоотделеиием и расслоением. Бетон имеет при этом большую прочность, плотность, водоне­проницаемость, стойкость к некоторым видам коррозии, меньшую теплопровод­ность.

Наиболее хорошо организована ути­лизация золошлаковых отходов на Ук­раине в 1987 г. для бетона н желе­зобетона использовали 1,8 мли. т (13% годового выхода). В Главкиевгорстрое золу применяют на всех заводах ДСК треста «Стройдеталь» для легких и тяжелых бетонов сборных и монолит­ных конструкций, а также для строи­тельных растворов. В Главкиевгорстрое с 1984 по 1987 г. объем использования отходов составил 6,2; 18,5; 33,7 и

44 тыс. т. Благополучно положение дел в Ростовской и Свердловской областях. В то же время в наиболее богатой золошлаковыми отходами Казахской ССР, где находятся электростанции, работающие на высокозольных экибас - тузских углях, в дело идет не более

1 % годового выхода.

Однако ие все золошлаковые отходы пригодны для бетонов, особенно арми­рованных вследствие своего химическо­го состава. Наиболее эффективны кис­лые золы и золошлаковые смеси ТЭС, не обладающие вяжущими свойствами; их пуццоланическая активность прояв­ляется во взаимодействии с цементным вяжущим. В зависимости от этой ха­рактеристики по отношению к конкрет­ному цементу, водопотребности и удо - боукладываемости бетонной смеси, рас­ходу вяжущего, условиям и длительно­сти твердения удается сократить рас­ход цемента на 10...40 %. При опти­мальном содержании золы (150... ...200 кг/м3 бетона) расход цемента при температуре пропаривания 80„.90°С можно снизить на 60... 120 кг/м3 При

60.. .70°С экономия цемента уменьшает­ся до 30...50 кг/м3.

Наиболее стабильную экономию це­мента дает сухая зола-унос. В настоя­щее время в Минэнерго СССР ее отбор организован на 30 электростанциях в объеме более 6 млн. т, причем только половина пригодна без ограничения для производства железобетона. Фак­тически на эти цели расходуется лишь 30 % сухой золы, что связано с нуж­дами в золах других отраслей народ­ного хозяйства и недостатками в орга­низации ее поставок. С учетом этих факторов при намечаемом к 1990 г. увеличении выпуска сухой золы мож­но изготовить 15...20 млн. м® бетона и железобетона, сэкономить 1,5...2 млн. т цемента. Поэтому необходимо наряду с сухой золой повсеместно задейство­вать отвальную золу и золошлаковые смеси.

На предприятиях Донбасса и При­днепровья золошлаковые смеси с со­держанием шлака 20...50% складиру­ют и транспортируют как обычные за­полнители и вводят их в состав бетона в количестве 200...600 кг/м3, что снижа­ет расход цемента на 20...йЯ кг/м!. Смеси с малой долей шлака после ре­конструкции складов и системы подачи можно применять как заполнители. По­скольку в межсезонье бывают перебои, заслуживает внимания технология вве­дения отвальной золы в виде зольной пульпы, освоенная на Казанском заво­де ЖБК-1 и других предприятиях.

В последнее время в качестве компо нента бетона начинают вводить отходы с высокой степенью дисперсности (20 тыс. м2/кг и более). Характерным представителем таких материалов явля­ются отходы производства ферросили­ция — порошкообразный кремнезем,

Содержащий до 85...95 % аморфного

5Ю2. Несмотря на то, что большая дисперсность несколько увеличивает во - допотребиость бетонных смесей, высо­кая реакционная способность порошко­образного кремнезема и его роль как наполнителя существенно повышают

Плотность, морозостойкость, водонепро­ницаемость и прочность. Экономия це­мента при введении 5... 10 % массы це­мента порошкообразного кремнезема'

Составляет 20...35 %.

В технологии легких бетонов эконо­мия материально-энергетичеекях ресур­сов связана с расходом и энергоемко­стью не только цемента, но и пористых заполнителей. Это в первую очередь ка­сается керамзитобетона, доля которого составляет 70...80 % общего выпуска легкобетониых конструкций. Для умень­шения расхода цемента и керамзита следует использовать при приготовле­нии керамзитобетонов золы ТЭС. При введении их в количестве 100... ...200 кг/м-’ можно отказаться от обжи­гового или дробленого керамзитового песка я снизить расход цемента на

5.. .10 % для бетонов классов В3,5... ...ВТ. З (однослойные панели) и на 15... -30% для бетонов классов В10...В15 (многослойные панели). Конструкцион­но-теплоизоляционные керамзитобетоны с пониженной плотностью следует при­готовлять на золах ТЭС или керамзи­товом песке с обязательным введением воздухововлекающих добавок. Расход цемента для таких бетонов ие должен превышать 180...200 кг/м3, а необходи­мая прочность обеспечивается высоко­температурной тепловой обработкой.

Для конструкционных легких бетонов кромг зол ТЭС для снижения расхода цемента эффективны суперпластифика­торы и модифицированные технические лигносульфонаты, а также крупные по­ристые заполнители повышенной проч­ности. Для бетонов классов В10...В25 увеличение прочности пористого запол­нителя по сравнению с минимально до­пустимой по ГОСТ 25820—83 снижает расход цемента на 25...35 % - При на­меченном на 1990—1995 гг. ежегодном выпуске 30.-.40 млн. м3 конструкции и изделий из легких бетонов массовым внедрением ресурсосберегающих прие­мов и мероприятий можно сэкономить

1.. .2 мли. т цемента.

Экономия материальных и энергети­ческих ресурсов в бетонах связана с развитием цементной промышленности. При этом можно выделить трн принци­пиальных направления; лучшая адапта­ция видомарочного ассортимента цемен­тов к запросам потребителей, снижение приведенных топливно-энергетических затрат на 1 т цемента, улучшение ка­чественных показателен цемента.

Согласно прогнозу, к 1995 г. потреб­ность в цементе марки 300 составит

34.. .38 млн. т (ие меиее 23 % общего выпуска). Она может быть удовлетво­рена производством малоклинкерных цементов (30...35 % клинкера) с введе­нием местных добавок, приготовленных на помольных установках в местах мас­сового потребления. При использования 30 % клинкера средней активности и таких добавок, как золы ТЭС, домен­ный, феррохромовый или вулканический шлак и другие местные материалы, ак­тивность цементов составляет 23...32 при нормальном твердении и 28..35 МПа после пропаривания. С учетом неболь­шой доли клинкера суммарные приве­денные энергозатраты по сравнению с шлакопортландцементом марки 300 со­кращаются на 20...23 %.

Снижение энергозатрат на 1 т цемен­та достигается при сухом способе про­изводства, однако для этого необходи­мы большие капитальные затраты. Вы­пуск тонко. чолотых цементов с дисперс­ностью более 400 м2/кг также снижает суммарные затраты. При этом расход клинкера на 1 м3 бетона сокращается примерно на 20 %. Прн повышении дис­персности до 450...500 м2 кг шлако - портландцемент марки 400 можно по­лучить при введении до 55..60 % шла­ка вместо 39 % в настоящее время.

Активность при пропаривании замет­но влияет на расход цемс-нта в бето­не, подвергаемом ТВО, что предусмат­ривает СНиП 5.01.23—83. Повышение активности цемента при пропаривании является трудной задачей. В каждом конкретном случае приходится осуще­ствлять индивидуальные мероприятия (оптимизация в пределах, допускаемых сырьевой базой химико-минералогичес­кого состава клинкера, дисперсности цемента, вида и количества добавок и др.). При введении добавок, повышаю­щих ведопотребность цемента (трепел или опока), в некоторых случаях целе-

Сообразен их предварительный обжиг при 600,..300°С.

Вследствие целенаправленной работы активность цемента при пропаривании на Брянском, Здолбуновском, Коркинс­ком, Себряковоком и других заводах удалось повысить на 1...6 МПа и по­лучить цементы более высокой группы.

Наиболее существенная экономия це­мента достигается прн введении в бе­тон цементосберегающих компонентов: суперпластификаторов (С-3, 40-03,

10-03, Дофен и др.) — 15...25 %, эф­фективных пластификаторов (ЛСТМ-2, ЛТМ, НИЛ-20, ХДСК и др.) — 5...15 %, зол ТЭС — 10...20%.