Durante la combustión del combustible, se producen productos de desecho, que se denominan cenizas volantes. Se instalan dispositivos especiales junto a los hornos para atrapar estas partículas. Son un material de dispersión que tiene componentes menores de 0,3 mm.
¿Qué son las cenizas volantes?
La ceniza volante es un material fino con partículas de pequeño tamaño. Se forma durante la combustión de combustibles sólidos a temperaturas elevadas (+800 grados). Contiene hasta un 6% de sustancia no quemada y hierro.
La ceniza volante se forma al quemar impurezas minerales que se encuentran en el combustible. Para diferentes sustancias, su contenido no es el mismo. Por ejemplo, en la leña, el contenido de cenizas volantes es solo del 0,5 al 2 %, en la turba para combustibles del 2 al 30 %, y en la hulla y del 1 al 45 %.
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La ceniza volante se forma durante la combustión del combustible. Las propiedades de la sustancia obtenida en calderas difieren de las creadas en el laboratorio. Estas diferencias afectan a las características físico-químicasy composición. En particular, cuando se quema en un horno, las sustancias minerales del combustible se derriten, lo que conduce a la aparición de componentes de un material compuesto sin quemar. Este proceso, que se denomina subcombustión mecánica, se asocia con un aumento de la temperatura en el horno de hasta 800 grados o más.
Para capturar las cenizas volantes se necesitan dispositivos especiales, que pueden ser de dos tipos: mecánicos y eléctricos. Se consume una gran cantidad de agua durante la operación de la GZU (10-50 m3 de agua por 1 tonelada de cenizas y escorias). Esta es una desventaja significativa. Para salir de esta situación se utiliza un sistema inverso: el agua, después de ser purificada de las partículas de ceniza, vuelve a entrar en el mecanismo principal.
Características principales
- Trabajabilidad. Cuanto más finas sean las partículas, mayor será el efecto de las cenizas volantes. La adición de ceniza aumenta la homogeneidad de la mezcla de concreto y su densidad, mejora la colocación y también reduce la cantidad de agua de mezcla con la misma trabajabilidad.
- Reducir el calor de hidratación, que es especialmente importante en la estación calurosa. El contenido de cenizas de la solución es proporcional a la disminución del calor de hidratación.
- Absorción capilar. Agregar un 10% de cenizas volantes al cemento aumenta la absorción capilar de agua en un 10-20%. Esto, a su vez, reduce la resistencia a las heladas. Para eliminar esta deficiencia, es necesario aumentar ligeramente la entrada de aire mediante aditivos especiales.
- Estabilidad en aguas agresivas. Los cementos, que tienen un 20% de ceniza, son más resistentes a la inmersión en ambientes agresivos.agua.
Pros y contras de usar cenizas volantes
La adición de cenizas volantes a la mezcla tiene varios beneficios:
- Se reduce el consumo de clinker.
- La molienda mejora.
- Aumenta la durabilidad.
- Mejora la trabajabilidad para facilitar el pelado.
- Se reduce la contracción.
- Reduce la generación de calor durante la hidratación.
- Aumenta el tiempo de craqueo.
- Mejora la resistencia al agua (tanto limpia como agresiva).
- La masa de la solución disminuye.
- Aumenta la resistencia al fuego.
Además de las ventajas, también existen algunas desventajas:
- La adición de ceniza con alto contenido de subcombustión cambia el color del mortero de cemento.
- Disminuye la resistencia inicial a bajas temperaturas.
- Reduce la resistencia a las heladas.
- Aumenta el número de ingredientes en la mezcla que necesitan ser controlados.
Tipos de cenizas volantes
Existen varias clasificaciones mediante las cuales se pueden clasificar las cenizas volantes.
Según el tipo de combustible que se quema, las cenizas pueden ser:
- Antracita.
- Carbón.
- Carbón marrón.
Según su composición, la ceniza es:
- Ácido (hasta un 10 % de óxido de calcio).
- Básico (óxido de calcio superior al 10%).
Según la calidad y el uso posterior, se distinguen 4 tipos de cenizas, de I a IV. Y el último tipo de cenizautilizado para estructuras de hormigón que se utilizan en entornos hostiles.
Procesamiento de cenizas volantes
Para fines industriales, las cenizas volantes sin tratar son las más utilizadas (sin moler, tamizar, etc.).
Cuando se quema combustible, se produce ceniza. Las partículas ligeras y pequeñas se alejan del horno debido al movimiento de los gases de combustión y son capturadas por filtros especiales en los colectores de cenizas. Estas partículas son cenizas volantes. El resto se llama ceniza seca de selección.
La relación entre las fracciones indicadas depende del tipo de combustible y de las características de diseño del propio horno:
- con remoción de sólidos, 10-20% de ceniza permanece en la escoria;
- con eliminación de escoria líquida - 20-40%;
- en hornos tipo ciclón - hasta un 90%.
Durante el procesamiento, pueden entrar en el aire partículas de escoria, hollín y cenizas.
Las cenizas volantes de la selección seca siempre se clasifican en fracciones bajo la influencia de los campos eléctricos que se crean en los filtros. Por lo tanto, es el más adecuado para su aplicación.
Para reducir la pérdida de materia durante la calcinación (hasta un 5%), las cenizas volantes se homogeneizan necesariamente y se clasifican en fracciones. La ceniza que se forma tras la combustión de carbones de baja reactividad contiene hasta un 25% de la mezcla combustible. Por lo tanto, se enriquece adicionalmente y se utiliza como combustible energético.
¿Dónde se utilizan las cenizas volantes?
Las cenizas son ampliamente utilizadas en diversas áreas de la vida. Puede ser construcción, agricultura, industria, saneamiento
La ceniza volante se utiliza en la producción de ciertos tipos de hormigón. La aplicación depende de su tipo. La ceniza granulada se utiliza en la construcción de carreteras para la base de estacionamientos, sitios de almacenamiento de desechos sólidos, ciclovías, terraplenes.
La ceniza volante seca se usa para fortalecer los suelos como un aglutinante independiente y una sustancia de endurecimiento rápido. También se puede utilizar para construir presas, diques y otras estructuras hidráulicas.
Para la producción de hormigón hidráulico se utiliza la ceniza como sustituto del cemento (hasta un 25%). Como agregado (fino y grueso), la ceniza se incluye en el proceso de producción de hormigón de ceniza y bloques utilizados en la construcción de muros.
Ampliamente utilizado en la producción de hormigón celular. La adición de cenizas a la mezcla de hormigón celular aumenta su estabilidad agregativa.
Las cenizas en la agricultura se utilizan como fertilizantes potásicos. Contienen potasio en forma de potasa, que es fácilmente soluble en agua y disponible para las plantas. Además, la ceniza es rica en otras sustancias útiles: fósforo, magnesio, azufre, calcio, manganeso, boro, micro y macro elementos. La presencia de carbonato de calcio permite el uso de cenizas para reducir la acidez del suelo. La ceniza se puede aplicar para varios cultivos en el jardín después de arar, se puede usar para fertilizar círculos de árboles y arbustos alrededor de los troncos, así como para rociar prados y pastos. No se recomienda utilizar la ceniza simultáneamente con otros fertilizantes orgánicos o minerales (especialmente fósforo).
La ceniza se usa parasaneamiento en ausencia de agua. Aumenta el nivel de pH y mata los microorganismos. Se utiliza en letrinas, así como en lugares de lodos de depuradora.
De todo lo anterior, podemos concluir que una sustancia como las cenizas volantes es ampliamente utilizada. El precio varía de 500 r. por tonelada (con gran venta al por mayor) hasta 850 rublos. Cabe señalar que cuando se utiliza el autoenvío desde regiones distantes, el costo puede variar significativamente.
GOST
Documentos que controlan la producción y procesamiento de cenizas volantes desarrollados y vigentes:
- GOST 25818-91 "Cenizas volantes de centrales térmicas para hormigón".
- GOST 25592-91 "Mezclas de cenizas y escorias en TPP para hormigón".
Para controlar la calidad de las cenizas producidas y mezclas con su uso, se utilizan otros estándares adicionales. Al mismo tiempo, también se realizan muestreos y todo tipo de mediciones de acuerdo con los requisitos de GOST.
