ВВЕДЕНИЕ

Характерной приметой последних десятилетий в мировой практике становится ужесточение требований к качеству строительных материалов, и особенно к их экологической безопасности. Для цемента эта проблема связана со снижением содержания в нем водорастворимого Cr (VI). Согласно Директиве ЕС 2003/53/ЕС запрещено поставлять на рынок и использовать цементы, в которых концентрация водорастворимого Cr (VI) превышает 0,0002% (2 мг/кг цемента).

Глава 1. Использование техногенных промышленных отходов в качестве корректирующих добавок в цементы для снижения содержания водорастворимого Cr (VI)

Характерной приметой последних десятилетий в мировой практике становится ужесточение требований к качеству строительных материалов, и особенно к их экологической безопасности. Для цемента эта проблема связана со снижением содержания в нем водорастворимого Cr (VI). Согласно Директиве ЕС 2003/53/ЕС запрещено поставлять на рынок и использовать цементы, в которых концентрация водорастворимого Cr (VI) превышает 0,0002% (2 мг/кг цемента).

Появление водорастворимого Cr (VI) в клинкере и цементе связано, как правило, с рядом факторов, основными из которых являются взаимодействие сырьевой смеси с огнеупорами печей для обжига клинкера, а также присутствие ограниченного количества хрома в сырьевых материалах.

Оба фактора оказывают влияние на увеличение содержания хрома Cr (VI) в цементах, производимых в Республике Беларусь. Для футеровки большинства печей по обжигу клинкера используют хроммагнезитовые огнеупоры. Как показывают проведенные исследования, содержание водорастворимого Cr (VI) в сырьевых материалах колеблется в широких пределах: в глине -- 0,5--1,5; в пиритных огарках -- 0,3--0,7; в золошлаковой смеси -- 0,4--0,7 мг/кг. Особенно высокое содержание водорастворимого Cr (VI) -- 0,6--7,5 мг/кг обнаружено в пыли газоочистки, которая также используется в качестве одного из компонентов цементной сырьевой смеси. Именно этим можно объяснить достаточно высокое содержание водорастворимого Cr (VI) в производимых заводами Республики Беларусь цементах, в которых содержание водорастворимого Cr (VI) колеблется от 4 до 30 мг/кг цемента.

Таким образом, проблема снижения содержания водорастворимого Cr (VI) в цементах является актуальной для Беларуси. Она может быть решена различными путями, основными из которых являются замена хроммагнезитовых огнеупоров на огнеупоры, не содержащие хром, а также ввод добавок «дехроматоров» при помоле клинкера.

Именно последний способ снижения содержания водорастворимого Cr (VI) в цементах нашел широкое применение в промышленности. В качестве дехроматора чаще используют сульфат двухвалентного железа, который вводится либо в цемент при помоле клинкера, либо в бетонную смесь. Однако ввод данной добавки не всегда бывает эффективным: сульфат Fe (II) быстро окисляется на воздухе до сульфата Fe (III) и при такой степени окисления не способен восстанавливать Cr (VI) до безопасного Cr (III).

Как показали проведенные исследования, в качестве дехроматора может быть использован сернистый плав, являющийся отходом производства нефтепродуктов. По своим свойствам плав соответствует требованиям ГОСТ 127.1-93 «Сера техническая». Содержащиеся в добавке соединения серы имеют степень окисления 0 и 2, за счет чего их действие на восстановление Cr (VI) до Cr (III) более эффективно, чем сульфата Fe (II). Ввод добавки в количестве 0,3--0,8% массы клинкера (в зависимости от концентрации водорастворимого Cr (VI) в клинкерах) позволил снизить в цементах содержание водорастворимого Cr (VI) до нормируемых значений -- не более 2 мг/кг цемента.

Исследованиями также установлено, что ввод добавки не приводит к снижению качества цемента (не уменьшает прочность цемента как в ранние сроки твердения, так и в возрасте 28 суток).