ДАРХАНЫ ДУЛААНЫ ЦАХИЛГААН СТАНЦЫН ХАЯГДАЛ ҮНСИЙГ БАРИЛГЫН

МАТЕРИАЛЫН ҮЙЛДВЭРЛЭЛД АШИГЛАХ ТЕХНОЛОГИЙН СУДАЛГАА

Оюунбилэг.Д

ШУТИС ДаТСТехнологийн салбар oyunbileg@stda.edu.mn

Хураангуй:

Уг өгүүлэлд Дарханы ДЦС-ын үнсэн санд хуримтлагдсан үнсийг барилгын

материалд ашиглах боломжийг судалсан үр дүнгийн талаар тусгана. Судалгааны

ажлаар үнсэн санд он удаан жилээр хуримтлагдсан үнсний хими – эрдэс зүйн

найрлага, физик механик шинж чанарыг тодорхойлж, хаягдал үнсийг ашиглан

барилгын материалд тухайлбал барьцалдах материалд цементийн орцыг хэмнэх,

бетоны найрлага дахь цементийн орц эсвэл дүүргэгчийн орцыг хэмнэхэд гарах

физик механик шинж чанар болон эдийн засгийн үр ашгийг судалсан болно.

Дарханы ДЦС-ын хаягдал үнсний химийн найрлага нь жингийн хувиар: SiO2-

55.26%, CaO-6.46%, Fe2O3-9.93%, Al2O3-20.94%, Na2O-2.47%, K2O-1.17%, P2O5-

0.72%, SO3-0.37%, ШЖХ-2.6%болохыгтогтоосонбөгөөдэрдэсзүйннайрлагынхувьд

голчлон кварц болон анортитыг талст хэлбэрээр агуулсан аморф бүтэцтэй

бөмбөлөг хэлбэртэй нь Рентген-дифрактограм болон электрон микроскопын

судалгаагаар илэрхий болсон. Судалганы ажлын дүнд Дарханы ДЦС-ын хаягдал

үнсийг барилгын материалд ашиглах боломжтой болохыг тогтоов. Тухайлбал:дан

портландцементийн хувьд 0-30% хүртэл үнсээр орлуулах, бетоны хувьд элсний

жингийн 50% хүртэл хаягдал үнсээр орлуулах бүрэн боломжтой. Түлхүүр үг: үнс,

цемент, бетон

I. Оршил

Дэлхий нийтийн чиг хандлага нь барилга байгууламжид “ногоон-хоѐрдогч

түүхий эдийг ашигласан технологи” нэвтрүүлэхийг уриалан дэмжиж байна. Манай

улсын хувьд ажиллаж байгаа ДЦС-уудаасгарсан хаягдал үнс шааргыг төдийлэн үр

дүнтэй ашиглахгүй байсаар өнөөдрийг хүрсэн байгаа нь нэг талаас үнсийг

барилгын материалд ашиглах хууль тогтоомж эрх зүйн орчин бүрдээгүй, нөгөө

талаасаа судлаач- үйлдвэрлэлийн хооронд нь уялдаа холбоо байхгүй байсантай

холбоотой гэж үзэж байна. Харин 2014 онд үнс шааргыг ашиглах хууль эрх зүйн

орчин нь бүрдэж, үнсийг барилгын материалд ашиглах стандарт батлагдан гарсан

нь барилгын материал үйлдвэрлэгчдийн өмнө үнсийг зөв зүй зохистой ашиглах

боломж нээгдлээ. Дэлхий дахины хувьд хоѐрдогч түүхий эд болох ДЦС-ын үнс

шааргыг ашиглаад хэдэн арван жил болжээ. Манай Монгол улсын хувьд хаягдал

үнсний зөвхөн 5%-ийг л барилгын материалд ашиглаж байна гэсэн тооцоо байдаг

[1].

Дархан-Уул аймгийн хувьд ДЦС нь1971 онд ашиглалтанд орсон бөгөөд тэр цагаас

хойш хаягдал үнсээ усаар зайлуулан үнсэн санд хуримтлуулж өнөөдрийн

байдлаар энэ нь ойролцоогоор 4 сая.тн хэмжээнд хүрч 2 га газрыг эзэлж байна.

ДЦС-ын үнсийг дотор нь үнс зайлуулж байгаа системээс нь хамаараад

дэгдэмтгийй үнс /fly ash/, усаар зайлуулсан доод үнс /bottom ash/ гэж 2 ангилдаг.

Манай Монгол Улсын хувьд Улаанбаатархотынзөвхөн 4-р цахилгаанстанц л

үнсийгутаанаас ялгах шүүлтүүрээр тоноглогдсон бөгөөд бусад цахилгаан станцаас

нарийн ширхэгт үнсийг ялган авах боломжгүй юм. Ерөнхийд нь цахилгаан станцын

шатаалтын хаягдлыг нүүрсний шаталтын дагавар бүтээгдэхүүн (coal combustion

byproducts) гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнд нь үнс болон шааргын аль аль нь багтдаг.

Зарим эрдэмтдийн үзэж байгаагаар нүүрсний шаталтын дагавар бүтээгдэхүүн нь

жилд 600 сая тонноор хаягддаг бөгөөд үүнээс 500 сая тонн буюу 75-80% -ийг

нарийн ширхэгтэй үнс (fly ash) эзэлдэг. Асар их хэмжээгээр хаягдаж буй үнсийг

дахин ашиглах хувь хэмжээ дэлхий нийтэд харилцан адилгүй байдаг ба дэлхийн

дунджаар 16%-ийг ашигладаг [1]. Үнс нь хаягдаж буй хэмжээгээрээ дэлхийн 5 дахь

том түүхий эдийн нөөц гэж тооцогддог [2].

Барууны өндөр хөгжилтэй улсуудад цахилгаан станцын хаягдал үнсэнд зориулсан

үнсэн сан байгуулах газрыг бараг олгохоо больсон болон байгаль орчин

хамгааллын өндөр шаардлагаас болж үнсийг хадгалах бус, харин дахин

боловсруулж ашиглах шаардлагатай болжээ. Иймээс эдгээр улсуудад, цахилгаан

станцын үнсийг хаягдал бус, харин түүхий эд гэж үзэн үүнийг олон янзаар ашиглаж

байна. Ер нь дэлхийн бусад бетонд хэрэглэх үнс нь стандартчлагдсан байдаг ба

ASTM C618-08a (American Society for Testing and Materials) стандартыг хэрэглэдэг

(Standard specification for coal fly ash and raw or calcined natural pozzolan for use in

concrete). Энэ стандартын дагуу цахилгаан станцын хаягдал үнсийг 3 хувааж

үздэг[4]. Гэхдээ энэхүү хаягдал үнсний стандарт нь зөвхөн нарийн ширхэгтэй буюу

Улаанбаатарын 4-р цахилгаан станцын шүүлтүүрийн үнсэнд хамааралтай ба үнсэн

санд хадгалагдах Дарханы ДЦС-ын хувьд цахилгаан станцын үнсний хувьд

хэрэгжих эсэх нь тодорхойгүй юм. Мөн манай улсад цахилгаан станцын үнсийг

ашиглахад хамгийн их саад болж байгаа хүчин зүйл нь нийгэмд тархсан үнсэнд

агуулагдах цацраг идэвхт бодисын өндөр агуулгын тухай ойлголт юм. Иймд

Дарханы ДЦС-ын үнсэн санд агуулагдах хаягдал үнсний цацрагийн хэмжээг

тогтоон улмаар барилгын материалд нэмэлт хэлбэрээр ашиглах боломжтой

эсэхийг тодруулах нь байгаль орчны хамгааллын төдийгүй эдийн засгийн ач

холбогдолтой нь тодорхой юм.

Үнсийг ашиглан цементийг орлуулан хэрэглэвэл бетон зуурмаг дахь цементийн

агуулалт багасах бөгөөд үүний үр дүнд эдийн засгийн хэмнэлт гарах мөн

цементийг бага хэрэглэвэл цементийн үйлдвэрлэлээс ялгарах нүүрсхүчлийн хийн

(СО2) багасна. Хүлэмжийн хий нь байгаль орчинд маш их хөнөөлттэй бөгөөд

дэлхийн цаг агаарын дулааралд онцгой хувь нэмэр үзүүлдэг тул дэлхийн

нийтээрээ нүүрсхүчлийн хийгүй үйлдвэрлэл эрхлэх, хийгбагасгах тал дээр KIOTO –

гийн протоколыг гарган дэмжиж байгаа билээ.

Энэхүү судалгааны зорилго нь Дарханы цахилгаан станцын үнсний хими, эрдэс

зүйн найрлага болон цацрагийн судалгаа явуулж бетонд нэмэлт хэлбэрээр

ашиглах боломжтой эсэхийг тогтоох явдал юм.

II. Судалгааны хэсэг.

Ашигласан түүхий эд

Дарханы ДЦС-ын хаягдал үнс

“Эрэл” ХХК – ийн 42,5 ангийн портландцемент

Нарийн ширхэгтэй дүүргэгч-кварцын элс

Элс: “Дархан карьер” ХК-ийн угаасан элс

Том дүүргэгч: “Сонголон хайрхан” ХК-ийн дайрга

Химийн нэмэлт: BASF “Gelenium”уян налархайжуулагч

2.1. Түүхий эдийн тодорхойлолт

ДЦС-ын үнс

Физик шинж болон химийн анализын дүнг 1-р хүснэгтэнд үзүүлэв. Химийн

анализын дүнгээс харахад ASTM С-618 стандартын дагуу уг үнс нь олон улсын

ангиллын “F” бүлгийн үнсэнд багтах нь тодорхой юм.

1-р хүснэгт

Дарханы ДЦС-ын үнсний физик шинж ба химийн найрлага

Физик чанар Хаягдал үнс

Bottom ash

Нягт, гр/см3 3,8

Асгаасны нягт, гр/см3 1.07

Завсар хоорондын зай, % 52.86

Хувийн гадаргуу, см2/гр 2140

Өнгө Хар саарал

Хөөлт,% 2

Хувийн гадаргуу, см2/г 2040

Цахиурын исэл, SiO2 55.26

Хөнгөнцагааны исэл, Al2O3 20.94

Төмрийн исэл, Fe2O3 9.93

Кальцийн исэл, CaO 6.46

Магнийн исэл, MgO 2.11

Калийн исэл, K2O 1.17

Натрийн исэл, Na2O 2.47

Марганцийн исэл, Mn2O3 0.06

Шатаалтаас гарах алдагдал, ШГА 2.16

Шохойшингээлт,мг/ 50,1

Үнсний Рентген-диффрактометрийн зургийг 1-р зурагт үзүүлэв. Үнсэнд агуулагдах

голлох талст нэгдэл нь кварц бөгөөд маш бага хэмжээгээр анортит бас ажиглагдаж

байна. ДЦС-ын хаягдал үнс нь аморф хэсэг болон талст хэсэг нь голчлон кварцаас

тогтсон нийлмэл бүтэцтэй гэж дүгнэж болохоор байна.

Зураг 1. Дарханы ДЦС-ын үнсний Рентген-диффрактограмм.

Үнсний гадаад хэлбэр нь бетонд нэмэлт болгон ашиглахад үлэмж хэмжээгээр

нөлөөлж болно гэж Дир (Dhir) үзсэн байна [5].Түүний үзсэнээр бөмбөлөг хэлбэртэй

гадаад дүрс нь бетоны усны зарцуулалтыг багасгах үйлчлэлтэй (ball bearing effect)

бөгөөд бат бөхийн үзүүлэлтэнд сайнаар нөлөөлнө. Туршилтанд хэрэглэсэн

цахилгаан станцын үнсний гадаад дүрсийг электрон микроскопоор ажигласныг 2-р

зурагт харуулав.

Зураг 2. Дарханы ДЦС-ын цахилгаан станцын үнсний гадаад төрх

Үнсний гадаад дүрс нь бөмбөлөг болон давхарласан наалдинга, тэгш бус

хэлбэртэй байна. Энэ нь уг үнс тодорхой хэлбэрээр бетонд шаардагдах усны

хэмжээг багасгах үйлчилгээтэй байж болох нь харагдаж байна.

Дарханы ДЦС нь Шарын голын нүүрсийг түлш болгон хэрэглэдэг бөгөөд зохих

хэмжээний цацраг идэвхтэй юм. Үнсэнд үзсэн цацраг идэвхийн хэмжээг 2-р

хүснэгтэнд үзүүлэв.

2-р хүснэгт

Дарханы ДЦС-ын дээжинд байгалийн цацраг идэвхт элемент тодорхойлсон

дүн

№ Дээжийн нэр

Изотопын идэвхи

С egu, Бк/кг 226Ra,

ppm

232Th, ppm 40K, Бк/кг

1 Үнс 196,6 141,2 387,0 408,2

2 Үнсэн нэмэлттэй

цемент 94,0 40,3 217,8 201,3

Үнсэнд агуулагдах цацраг идэвхийн хэмжээ нь төдийлөн их биш нь харагдаж

байна. Монгол улсад мөрдөгдөж буй керамик, тоосго ба гулдмай, техникийн

шаардлага MNS-138:99 стандартын дагуу цацрагийн хувийн бодит идэвхжил нь

хүний амьдран буй орон сууцанд ашиглаж буй материалд 370 Бк/кг-аас ихгүй

байна гэж заасан байдаг. ЭндээсДарханы ДЦС-ын үнсийг портландцементэд

нэмэлт болгон хэрэглэхэд эрүүл ахуйн хувьд сөрөг нөлөө үзүүлэхгүй.

Дарханы ДЦС-ын хаягдал үнсний химийн идэвхийг шохой шингээх аргаар

тодорхойлоход санд хадгалагдсан үнсний хувьд шохой шингээлт 50,1 байгаа нь

MNS 2319-86 стандартын дагуу барьцалдах материалд хэрэглэх идэвхт эрдэст

нэмэлтийн шаардлагыг хангаж байна.

MNS 974:2008 “Эрэл” ХХК – ийн 42,5 ангийн портландцемент

Нарийн ширхэгтэй дүүргэгчээр кварцын элсийг сонгон авав (3-р хүснэгт).

3 – р хүснэгт

Элсний ширхэглэлийн бүрэлдэхүүн

Дээж

Ширхэглэлийн бүрэлдэхүүн, % Асгаасны

нягт, кг/м3

Туйлын

нягт, кг/м3 0,08-

0,5мм

0,5-

1,0мм 1-2мм

2мм

дээш

Кварцын

элс 33 33 33 0 1600 2630

2.2. Судалгааны ажлын аргачлал

Судалгааг үндсэн 2 хэсэгтэй явуулсан.

1-р хэсэгт портландцементэд үнсний орцын нөлөөг судалж, оновчтой найрлагыг

тогтоох, 2-р хэсэгт үнсийг портландцементийг биш нарийн дүүргэгчийг элсний

жингийн 50% хүртэл нэмж өгөх найрлагыг оновчлох

Туршилтанд цемент:элсний харьцааг 1:3 гэж авсан бөгөөд цементийн жингийн

30% хүртэлх хувийг хаягдал үнсээр орлуулав. Цементийн жингийн 1,2%-д нь

суперпластификатор С-3 ашиглалаа. Зуурмагийг 4х4х16см– ийн хэмжээтэй

стандарт гулдмай сорьц бэлтгэн 24 цагийн турш ердийн нөхцөлд бэхжүүлсэний

дараа хэвнээс нь салгаж стандарт нөхцөлд арчилгааг хийж, 7, 14, 28 хоногийн

дараах шахалтын бат бэхийн үзүүлэлтийг ШУТИС ДаТС-ийн Барилгын

материалын сорил шинжилгээний итгэмжлэгдсэн лабораториор хийлгэв /1-р

хэсэг/. Түүнчлэн бетоны найрлага дахь портландцементийг орлуулах биш

дүүргэгчийг орлуулах замаар элсний жингийн 30% хүртэл үнсийг нэмж мөн

шахалтын бат бэхийг туршив /2-р хэсэг/.

III. Судалгааны ажлын үр дүн

Үнсний хувьд он удаан жил үнсэн санд хадгалагдсан тул юуны өмнө химийн

идэвхийг нь тодорхойлж, шаардлагатай бол химийн идэвхийг нь сэргээх

шаардлагатай юм. Химийн идэвхийг сэргээх олон аргууд байдгаас механик

идэвхжүүлэлийн аргыг сонгон авч хувийн гадаргууг нь 3100 см2/г болтол нунтаглаж

өгсөн. Нунтаглалт хийгээгүй үнсийг ВА-1, нунтаглалт хийсэн үнсийг ВА-2 гэж

тэмдэглэв.

А. Портландцементийн жингийн хувьд үнс нэмсэн судалгааны үр дүн

3.1. Зуурмагийн хэвийн өтгөрөлт ба барьцалдах хугацаа

Зуурмагийн хэвийн өтгөрөлт ба барьцалдах хугацааг тодорхойлсон дүнг 4 – р

хүснэгтэд үзүүллээ.

Судалгаанд хэрэглэсэн цементийн хэвийн өтгөрөлт нь 26,8% байсан бол үнсэн

сангийн хаягдал үнстэй зуурмагийнх 27,8% - 28,5%-ийн хооронд байна. Зуурмаг

дахь үнсний орц нэмэгдэх тусам хэвийн өтгөрөл нэмэгдэж байгаа нь үнсний зарим

жижиг хэсгүүдийн нарийн нүх сүвэнд ус адсорбцлогдож ус шингээлт нэмэгдсэнтэй

холбоотой. Харин нунтагласан үнстэй зуурмагийн хувьд 26,3%-25,0% болж байгаа

нь үнсний орц нэмэгдэх тусам хэвийн өтгөрөл багасах хандлага ажиглагдаж

байна.Энэ нь нунтаглах процессийн үед жижиг нүх сүвний хэмжээ буурч,

сийрэгжилт нь багассантай холбоотой.

4 – р хүснэгт

Зуурмагийн хэвийн өтгөрлийг тодорхойлсон дүн

Зуурмаг Хэвийн

өтгөрөлт, %

Барьцалдаж

эхлэх хугацаа,

мин

Барьцалдаж

дуусах хугацаа,

мин

Цемент 26,8 87 165

BA1 – 10% 27,8 104 180

BA1 – 20% 27,8 116 195

BA1 – 30% 28,1 127 210

BA1 – 40% 28,2 129 218

BA1 – 50% 28,5 134 225

BA2 – 10% 26,3 94 165

BA2 – 20% 26,1 102 180

BA2 – 30% 26,6 113 195

BA2 – 40% 25,0 115 210

BA2 – 50% 25,0 120 218

Цементэн зуурмагийн барьцалдаж эхлэх ба дуусах хугацаа нь 87 ба 165 мин,

нунтаглаагүй үнсэнд 104 – 134 мин, 180 – 225мин, нунтагласан үнстэй зуурмагт 94-

120мин, 165 – 218мин байна. Нунтаглаагүй үнс–цементэн зуурмагийн барьцалдах

хугацаа нь портландцементийнхтэй харьцуулахад удаан байгаа нь C3S – алитын

бэхжилттэй холбоотой буюу зуурмагийн эрт үеийн бат бэх нь бага байна.

3.2 Үнсний орцын нөлөө

Портландцементэн зуурмагийн шахалтын бат бэхэд үнсний орцын нөлөөг

тодорхойлох зорилгоор цементийн жингийн 10-50%-д үнсийг орлуулан зуурмаг

бэлтгэсэн.

5 – р хүснэгт

Зуурмагийн шахалтын бат бэх ба үнсний орцын хамаарал

№ Зуурмаг У/Ц+Ү

Шахалтынбатбэх, МПа - хувь%

3 хоног 7 хоног 14 хоног 28 хоног 90 хоног 120 хоног

МПа хувь МПа хувь МПа Хувь МПа хувь МПа хувь МПа хувь

1 Цемент 0.7 23.5 100 31.4 100 40.8 100 43.6 100 46.5 100 46.5 100

Зураг

3

7

BA1 -

10% 0.7 19.4 83 25.12 80 33 81 40.5 89 41.2 93 42 95

8

BA1 -

20% 0.7 10.7 46 15.3 49 23.2 57 34.6 76 40.7 89 40.8 89

9

BA1 -

30% 0.7 7.2 31 10.9 35 14.6 36 20.5 45 33.9 73 37.2 80

10

BA1 -

40% 0.7 6.5 27 9.42 30 13 32 15.5 34 16.2 35 16.2 35

11

BA1 -

50% 0.7 5.4 23 7.85 25 11.8 29 13.6 30 14.8 32 15.3 33

Зураг

4

12

BA2 -

10% 0.7 20.6 88 26.6 85 35.5 87 43.3 95 43 92 49 106

13

BA2 -

20% 0.7 13.1 56 18.2 58 26.5 65 36.1 79 42.7 92 43.2 93

14

BA2 -

30% 0.7 11.7 50 16.3 52 23.6 58 31.6 69 40.1 88 40.9 88

15

BA2 -

40% 0.7 7.05 30 10 32 14.7 36 17.3 38 17 41 19.5 42

16 BA2 - 0.7 6.11 25 8.7 28 13 32 15 33 15.2 36 16 37

50%

3-р зураг.Портландцементийн шахалтын бат бэхэд үнсний (ВA1) орцын нөлөө

4-р зураг. Портландцементийн шахалтын бат бэхэд үнсний (ВA2) орцын нөлөө

Судалгааны ажлын үр дүнгээс харахад зуурмаг дахь хаягдал үнсний орц

нэмэгдэхэд бат бэхийн үзүүлэлт ерөнхийдөө буурч байна. Тухайлбал: зуурмаг

дахь үнсэн сангаас авсан үнсний орц 10%, 20%, 30%, 40%, 50% байх үеийн 28

хоногийн шахалтын бат бэхийн 30 – 89% - ийг авч байна. Харин энэ үнсийг

нунтагласан үед 28 хоногийн бат бэх нь нунтаглаагүй үнснийхээс 3-24% - иар илүү

нэмэгдсэн байна. Гэвч портландцементтэй харьцуулахад 4-6% -иар бага байна.

Хэдийгээр тийм боловч үнсний хожуу үеийн бэхжилтийн үед буюу 90, 120 хоногийн

бат бэхийн өсөлт нь 10%, 20%, 30% - ийн хувьд стандарт зуурмагийн шахалтын

бат бэхтэй адил түвшинд гүйцэж очсон байна. Тухайлбал: 10%, 20%, 30%

идэвхжүүлсэн үнсний 120 хоногийн бат бэх нь 49МПа, 43,2МПа, 40,9МПа байна.

Энэ нь пуццоланжих урвал илүү сайн явагдаж байгааг харуулж байна. Цементийг

0

10

20

30

40

50

0 10 20 30 40 50

Шахал

ты

н б

ат б

эх,

МП

а

Үнсний орц, %

3 хоногийн дараа

7 хоногийн дараа

14хоногийн дараа

28хоногийн дараа

90хоногийн дараа

120хоногийн дараа

0

10

20

30

40

50

0 10 20 30 40 50 60

Шахал

ты

н б

ат б

эх,

МП

а

Үнсний орц, %

3 хоногийн

дараа 7 хоногийн

дараа 14хоногийн

дараа 28хоногийн дараа 90хоногийн

дараа

бүрдүүлэгч эрдсүүд усанд уусч гидролиз ба гидратацийн урвалд орсноор ялгарах

Са(ОН)2 – той үнсний найрлагад байгаа аморф төлөвт нэгдлүүд урвалд орж бат

бэх сайтай шинэ нэгдлүүд үүсгэж байгаа учир үнсийг тодорхой хязгаарын дотор

нэмэхэд цементийн бат бэх буурахгүй байна. Нөгөө талаар цементийн

ширхэгүүдийн завсар хооронд үнсний маш нарийн ширхэглэлтэй хэсгүүд орж

цементийн чулууг нягт бүтэцтэй болгож бат бэх сайжрах нөхцлийг бүрдүүлж

байна.

3.3 Гидратацийн зэрэг

Гидратацийн зэргийг цементийн усжих хурдаар нь портландцементийн

усжилтын хурд эхэн үедээ С3А > C4AF > C3S > C2S гэсэн байдалтай байдаг бол

сүүл үедээ C3S> С3А > C4AF > C2S байдалтай болдог. Гидратацийн зэргийг

тодорхойлсоноор цементийн эрдсүүд нийт авах ѐстой усныхаа хэдэн хувийг авсан

байна вэ? гэдгийг олж тогтоох явдал юм. Сорьцын 7, 28 хоногийн гидратацийн

зэргийг 6-р хүснэгтэнд үзүүлэв.

6– р хүснэгт

Гидратацийн зэрэг тодорхойлсон үр дүн

№ Зуурмаг гидратацийн зэрэг

7 хоног 28 хоног

1 Портландцемент 0.6 1

7 BA1 - 10% 0.40 0.89

8 BA1 - 20% 0.25 0.76

9 BA1 - 30% 0.18 0.45

10 BA1 - 40% 0.15 0.34

11 BA1 - 50% 0.13 0.3

12 BA2 - 10% 0.43 0.95

13 BA2 - 20% 0.29 0.79

14 BA2 - 30% 0.26 0.69

15 BA2 - 40% 0.16 0.38

16 BA2 - 50% 0.14 0.33

Судалгаанаас харахад портландцемент нь 28 хоногтоо химийн холбоотой усаа

бүрэн авсан байна. Харин цемент – үнсэн зуурмагийн хувьд үнсний орц нэмэгдэх

тусам гидратацийн зэрэг нь буурч байна. Энэ нь цементийн орц багассантай

холбоотойгоор түүний эрдсүүд (С3А, C4AF, C3S, C2S) – ийн үүсэлт удааширсантай

холбоотой.

3.4. Дотоод бүтцийн судалгаа

Туршилтын дүнд гарган авсан чанарын шаардлага хангасан сорьцын хувьд

X Ray шинжилгээг хийлгэсэн болно.

5-р зураг. 28 хоногийн дараах эрдсийн үүсэлтийн зураг.1-ердийн портландцемент,

2- 10%-ийн үнс агуулсан нэмэлттэй портландцемент, 3-30%-ийн үнс агуулсан

Рентгендифрактометрийн шинжилгээний бичлэг дээр үндсэн гидросиликат

нэгдлүүд үүссэн байгаа нь харагдаж байгаа бөгөөд харин ердийн

портландцементэд илэрч байсан чөлөөт Ca(OH)2 – ийн оргил шугам үнс нэмсэн

үед байхгүй болсон байна. Энэ нь гидратацийн дүнд үнсэнд агуулагдах эрдсүүд нь

портландцементийн чөлөөт эрдсүүдтэй компенсацлагдан химийн урвалд сайн

орсныг гэрчилж байна. Эндээс хаягдал үнсийг боловсруулан цементийн жингийн

10-30%-д нэмж өгөхөд бүтцийн өөрчлөлт гарахгүй гэж дүгнэж болно.

Б. Бетоны найрлага дахь элсний жинд үнс нэмсэн судалгааны үр дүн

Бэлтгэсэн түүхий эд материалаар 250 маркийн бетонсорьц бэлтгэж ДЦС-ын

хаягдал үнсийг элсний жингийн 10-50%-д нэмж шахалтын бат бэхийг туршсан үр

дүнг 7-р хүснэгт, 6-р зурагт үзүүлэв. Бетоны найрлагад элсийг орлуулж байгаа

үнсний хувьд ямар нэг боловсруулалт хийлгүйгээр хэрэглэсэн болно.

7-р хүснэгт

Бетоны шахалтын бат бэхийн судалгаа

Элсийг

орлуулсан

үнс, %

Шахалтын бат бэх

7 хоног 28хоног 60хоног 90хоног

МПа хувь МПа хувь МПа хувь МПа хувь

0 20,4 100 26,54 100 29,2 100 33,3 100

10 20,26 99 25,47/95,9 95,9 28,9 98,9 35,43 106

20 20,11 98,5 25,21/94,9 94,9 27,6 94,5 34,55 103

30 19,59 96 23,46/88,3 88,3 25,6 87,6 33,0 100

40 18,9 92 21,25/80 80 24,6 84,2 32,37 98

50 16,8 82 20,48/77 77 23,9 81,8 32,1 96

Туршилтын дүнгээс элсийг үнсээр орлуулсан хувь нэмэгдэхэд эхний 28 хоногийн

бат бэхийн үзүүлэлт нь 4,1-13%-иар буурч байгаа боловч хожуу үеийн бэхжилт нь

буюу 90 хоногийн дараах бэхжилт нь үнсгүй бетоны бат бэхийг гүйцэж 6%-иар

илүү гарч байгааг харж болно.

6-р зураг. Элсний жингийн 0-50%д үнс орлуулсан бетоны шахалтын бат бэх

Тухайлбал: элсний жингийн 10%, 20%, 30%-д үнс агуулсан бетон зуурмагийн бат

бэх нь 35.43, 34.55, 33.0 МПа гарч байгаа нь үнс нэмээгүй бетон зуурмагийн

үзүүлэлтээс их утгатай байна. Эндээс Дарханы ДЦС-ын хаягдлыг бетон дахь

элсний жингийн 30% хүртэлх хувьд нэмж өгөхөд физик механик шинж чанарын

үзүүлэлтүүд нь стандарт шаардлагыг хангаж байгаа тул үнсийг хэрэглэх бүрэн

боломжтой юм.

Дүгнэлт

15

20

25

30

35

40

0 10 20 30 40 50

шах

алты

н б

ат б

эх,

МП

а

үнсний орц, %

7

28

60

90

1. Дарханы ДЦС – ын дэгдэмтгий үнс нь пуццолан шинж чанартай (шохой

шингээлт 50,1)байгаа нь түүнийг портландцементийн орцыг хэмнэн

орлуулан ашиглах бүрэн боломжтой.

2. Үнсэн санд хадгалагдсан үнсний химийн идэвхийг механик аргаар

идэвхжүүлэхэд байгаа нь зуурмагийн шахалтын бат бэх сайжирч байна.

3. Үнсийг портландцементийн 10 – 30% - д орлуулан хэрэглэхэд стандартын

шаардлагыг бүрэн хангаж чадна. Цаашдын бэхжилтэнд тухайлбал 120

хоногийн дараах бэхжилт нь 49МПа байгаа нь портландцементийн

зуурмагтай харьцуулахад 5% - иар их утгатай гарч байна.

4. Үнсийг бетоны найрлага дахь элсний жингийн 10 – 50% - д орлуулан

хэрэглэхэд стандартын шаардлагыг бүрэн хангаж чадна. Цаашдын

бэхжилтэнд тухайлбал 90 хоногийн дараах бэхжилт нь 35,43МПа байгаа нь

дан портландцементэн бетонтой харьцуулахд 6% - иар их утгатай гарч

байна.

5. Бетоны найрлага дахь цементийг үнсээр орлуулсан байгаа тохиолдолд

элсийг үнсээр орлуулах боломжгүй гэдгийг анхаарах нь зүйтэй.

6. Байгаль орчны экологийн тэнцвэрт байдлыг хадгалахад тус нэмэр болно.

Он удаан жил хадгалсан үнс нь салхи шуурганд хийсэж, тоосонцор үүсэх

болон хөрс усны бохирдлыг багасгаж чадна.Түүнчлэн дан портландцемент

дээр үнс нэмж хийснээр цементийг хэмнэх, үйлдвэрлэлээс гарч байгаа

хүлэмжийн хийг багасгахад нэмэр болох, элсний оронд хэрэглэснээр

байгалийн түүхий эдийг хэмнэх гэсэн өндөр ач холбогдолтой

7. Үйлдвэрлэлийн хаягдлыг хоѐрдогч түүхий эд болгон ашиглаж байгаа учраас

үйлдвэрлэн гаргаж буй бүтээгдэхүүний өөрийн өртөг буурах боломжтой

Ашигласан ном хэвлэл

1. Ж.Тэмүүжин. Барилгынматериалдүнсхэрэглэхболомж, barilga.mn

2. M.Ahmaruzzaman, A review on the utilization of fly ash, Progress in Energy and

Combustion Science 36 (2010) 327-363.

3. A.B.Mukherjee, B.Zevenhoven, P.Bhatttachaya, K.S.Sajwan, R.Kikuchi, Mercury

flow via coal and coal utilization by-products: a global perspective, Resource

Conservation and Recycling, 52 (2008) 571-591

4. American Society for testing and materials.1997. ASTMC618.Standart

Specification for coal ash and raw or calcind natural pozzolan for use mineral

admixture in portlandcement concrete, pp 298-296

5. N.J.Chapman, Mechanical and mechanochemical processing of fly ash for use in

con crete. MSc thesis, University of Western Australia, 1999