Шлакобетон состав: Как сделать шлакобетон и где его можно применять

Как сделать шлакобетон и где его можно применять

При строительстве малоэтажных сооружений невысокие нагрузки на стены позволяют существенно расширить ассортимент материалов, из которых можно возводить стеновые и другие строительные конструкции. Это относится и к шлакобетону, который хоть и принадлежит к категории тяжёлых бетонов, но имеет гораздо меньший вес, чем аналоги на традиционных заполнителях – гравии и щебне природного происхождения. Из молотого шлака может быть изготовлен и полноценный вяжущий компонент – шлакощелочной цемент, способный качественно заменить традиционный портландцемент.

Требования к шлаку

Шлак – это сопутствующий продукт, представляющий собой сплав различного рода оксидов, образующийся при высокотемпературной обработке сырья. В зависимости от состава сырьевых материалов шлак может быть основным или кислым.

Для производства шлакобетона подходит не любое сырьё. Основным требованием к шлаку является отсутствие в сплаве оксидов химических соединений, отрицательно воздействующих на характеристики получаемого строительного материала. Особые требования предъявляются и к чистоте шлака. Он должен быть свободен от земли, глины, золы и иного мусора.

Для производства шлакобетона применяют шлаки металлургической и топливной промышленности.

Применение металлургического шлака даёт возможность получать более прочный бетон. Из шлаков топливной промышленности наиболее подходящим сырьём являются продукты горения антрацитных пород. Непригодны для производства бетона продукты сгорания бурых углей, так как они содержат примеси, присоединенные к шлаку на основе неустойчивых связей.

Желательно, чтобы при хранении шлак около трёх раз перемещали с места на место. Такая мера позволяет достигнуть высокой степени очистки материала от примесей извести и серы.

Предназначенный для производства бетона шлак не менее полугода должен храниться на открытом воздухе. За этот период материал приобретает необходимые свойства, а под воздействием атмосферных осадков он освобождается от вредных компонентов.

Для благоустройства территории идеально подходит штампованный бетон. Узнайте из нашей статьи о нюансах его изготовления и штамповки.

Опилкобетон — стройматериал, обладающий высокими санитарно-гигиеническими характеристиками. Здесь Вы можете ознакомиться с рецептом и технологией производства опилкобетона.

Высокую надежность и низкую стоимость плит перекрытия Вам предлагает компания Навигатор.

Шлаки остаются пригодными для производства шлакобетона до тех пор, пока сохраняется их кристаллическая структура и не проявляются признаки распада, которые возникают при переходе одних соединений материала в другие под влиянием влаги и газов, находящихся в воздухе. Новые соединения имеют больший объём, чем первоначальные, поэтому такой переход сопровождается растрескиванием и разрушением кусков шлака.

Особенности изготовления шлакобетона

В зависимости от размеров зерен шлак для шлакобетона разделяют на щебень, имеющий фракцию 5-40 мм, и песок с гранулами до 5 мм. Применение шлакового песка повышает такие показатели бетона, как прочность и плотность. Благодаря использованию шлакового щебня получают более лёгкий бетон с высокими теплоизоляционными свойствами, но более низкими прочностными характеристиками.

Для приготовления шлакобетона используют два вида сит: с крупными (40 х 40 мм) и мелкими (5 х 5 мм) ячейками.

• Для изготовления наружных стен для бетона берут 7 частей крупного и 3 части мелкого шлака.
• Для внутренних стен пропорция фракций будет несколько иной: 6 частей крупных зёрен и 4 части мелких.

Увеличить прочность шлакобетона можно заменой пятой части самой мелкой фракции на обычный песок и исключением из состава смеси наиболее крупных зёрен шлака.

Для снижения стоимости сооружения из шлакобетона возможно использование в его составе сочетания двух вяжущих компонентов: цемента и глины, цемента и извести. Оптимальные пропорции компонентов вяжущего в шлакобетоне: цемент – не менее 2/3 от объёма вяжущего, известь – не более 1/3.

Добавки глины и извести не только удешевляют строительство, но и делают стены более сухими и тёплыми. Известковый шлакобетон, вяжущее которого состоит из 1/3 извести и 2/3 глины, твердеет гораздо дольше цементного, но в дальнейшем он имеет более высокие прочностные характеристики.

Перед установкой перекрытий со времени сооружения стен из известкового шлакобетона должно пройти не менее трёх месяцев. Такие стены необходимо начинать возводить в начале тёплого периода года, чтобы успеть закончить работы до наступления морозов.

Известь можно не добавлять, но в этом случае смесь не будет обладать достаточной пластичностью и её невозможно будет перемешать до образования однородного цвета массы.

Качество перемешивания оказывает существенное влияние на несущую способность строительных конструкций из шлакобетона.

Последовательность приготовления шлакобетона своими руками аналогична производству традиционного строительного материала:

• в сухом состоянии смешивают песок, цемент и шлак, который предварительно увлажняют;
• добавляют глиняное или известковое тесто, этот компонент способствует повышению пластичности смеси;
• заливают воду.

Использование шлакобетона при возведении различных строительных конструкций

Шлакобетон на сегодняшний день является одним из наиболее дешевых строительных материалов. Из шлакобетона изготавливают не только стены, но и армированные плиты перекрытия. Если весь дом сооружается из облегченных материалов, то для устройства фундамента и пола также возможно использование шлакобетона.

Для возведения стен может быть применена монолитная технология с переставной опалубкой. Но всё большую популярность приобретают готовые стеновые и фундаментные блоки из шлакобетона.

Шлакобетон классифицируется по маркам. Марка 10 применяется в основном для теплоизоляции. Из шлакобетона марок 25 и 35 возводят не несущие конструкции, марка 50 применяется для изготовления армированных перемычек, внутренних и наружных несущих стен.

Главным преимуществом шлакобетона является его меньший удельный вес по сравнению с керамическим или силикатным кирпичом. Это свойство позволяет снизить нагрузку на фундамент и прочие несущие конструкции строения. Большие размерные параметры блоков способствуют сокращению временных и материальных затрат на их укладку. Шлакобетонные блоки удобны для транспортировки.

К недостаткам блоков из шлакобетона можно отнести их медленное твердение. Через месяц после изготовления этот материал приобретает всего половину своей марочной прочности.

Полное соответствие всем заложенным в данной марке характеристикам у шлакобетонных блоков наступает примерно через год после их изготовления.

Стены из шлакобетона гигроскопичны, легко впитывают воду, поэтому у такого сооружения крыша должна иметь свесы не менее 500 мм. Предохранять шлакобетонные элементы от воздействия влаги необходимо уже через 2-3 дня после их производства.

Наиболее высокой теплопроводностью обладает шлакобетон марки 10. Если вы хотите сами приготовить материал с повышенной теплоизоляцией, добавьте в вяжущее вещество известь или гипс.

Особенности шлакощелочного бетона

Высокие цены на портландцемент привели к поискам более дешевых типов вяжущего компонента. Одной из наиболее интересных находок можно назвать шлакощелочной цемент. История его использования началась в Германии ещё в начале девятнадцатого века, а в современных условиях он применяется на строительных площадках во всём мире. Создание таких цементов стало возможным благодаря установлению вяжущих способностей у соединений щелочных металлов, к которым относятся литий, натрий, калий, рубидий, цезий.

Шлакощелочной цемент – вяжущее высокой прочности, состоящее из молотого шлака и любой щёлочи – жидкого стекла, соды и других.

На базе шлакощелочного цемента получают железобетонные элементы с повышенной устойчивостью к химически агрессивным веществам. При их изготовлении могут быть использованы загрязненные глинистыми включениями наполнители.

Шлакощелочной бетон является незаменимым при возведении массивных объектов. Это связано с тем, что при изготовлении крупных элементов из бетона на портландцементе происходит выделение значительного количества тепла, при этом температура конструкции может достигать 80°С. Если охлаждение бетонного объекта произойдет слишком быстро, то могут образоваться деформационные трещины. Применение шлакощелочного бетона даёт возможность избежать возникновения этой проблемы.

Наиболее широкое применение получил шлакощелочной цемент на базе молотого металлургического шлака и соединений щелочных металлов, у которых преобладающими являются гидросиликаты кальция, а вспомогательными – гидроалюмосиликаты.

Достоинства бетона на основе шлакощелочного цемента

• Применение бетона на шлакощелочном цементе позволяет получать конструкции с меньшим количеством капиллярных пор, чем при использовании обычного бетона на портландцементе. Это свойство существенно снижает водопоглощение и повышает морозоустойчивость бетона, что способствует росту эксплуатационных качеств строительной конструкции.
• Коррозия арматуры в шлакощелочном бетоне протекает значительно медленнее, чем в традиционном материале.
• Прочность бетона на шлакощелочном вяжущем достигает 130 МПа.
• Бетонная смесь прекрасно укладывается, а изготовленные элементы хорошо обрабатываются.
• В первые сутки материал набирает около 30% прочности.
• Такие бетоны устойчивы к воздействию морской воды и некоторых других агрессивных сред – кислот, хлоридов, сульфатов.

Благодаря возможности управлять свойствами шлакощелочного цемента на разных стадиях структурообразования стало возможным получение вяжущих со специальными свойствами: жаро- и морозостойких, с повышенной коррозионной устойчивостью, безусадочных, с высокой скоростью твердения, тампонажных.

В строительной практике разрушение конструкций связывают сразу с несколькими видами коррозии бетона. Прочитайте в нашей статье, какие это виды и как грамотно с ними бороться.

Если Вы не знаете, чем заделать трещины в бетоне, здесь подробно описаны рецепты.

Предлагаем Вам раствор бетона по низким ценам с доставкой любыми видами спецтехники.

Состав возможных смесей шлакобетона

состав и пропорции, плотность материала и изготовление своими руками, рекомендации по выбору

На протяжении многих лет бетон являлся одним из наиболее востребованных строительных материалов, с помощью которого возводились всевозможные конструкции и постройки. В настоящее время у стройматериала есть масса разновидностей, имеющих ряд преимуществ и свойств. В их числе — высококачественный шлакобетон, который показывает отличные прочностные показатели и стоит сравнительно недорого.

Особенности и состав

Шлакобетон представляет собой очень популярный стройматериал, который продается по доступной цене и при этом соответствует всем нормам современного строительства. Из-за многих плюсов материал широко задействуется в разных строительных направлениях в том числе и в частном возведении домов. Застройщики массово покупают шлакоблоки и создают на их основе качественные постройки разного назначения. Многие начинающие мастера часто интересуются, можно ли изготовить своими руками шлакобетон?

Состав данного материала не содержит в себе труднодоступных или дорогих компонентов, поэтому решить такую задачу вполне возможно. Из названия становится понятно, что одним из ключевых элементов шлакобетона является промышленный шлак, т. е. всевозможные отходы. В их числе может быть обычная древесная зола. Роль вяжущей добавки исполняет цементная смесь повышенной марки. Еще к составу добавляют известь, воду, песок и ряд химических компонентов.

Перед тем как начать изготовление шлакобетона своими руками, нужно внимательно рассмотреть пропорции и состав. В настоящее время он сводится к следующему:

1. Цементная смесь будет использоваться в качестве вяжущего элемента и повышать прочностные характеристики будущей конструкции. Кроме этого, строители добавляют к шлакобетону и известь.
2. Что касается размеров зерен шлака, то они зависят от марки шлакобетона.
3. Зачастую в составе материала имеются такие добавки как кирпичная, бетонная или цементная крошка, перлит и отсев щебня.
4. Для повышения плотности можно задействовать наполнитель с небольшой фракцией. Если используются крупные фракции, это приведет к появлению противоположного эффекта: показатели теплоизоляции существенно вырастут, а прочность — упадет.
5. Промышленные производители шлакобетона добавляют в свое сырье всевозможные химические добавки. Их вариативность бывает чрезмерно высокой и зависит от индивидуальной рецептуры, которая используется торговой маркой. Основное предназначение таких элементов заключается в повышении пластичности, сокращении времени схватывания и твердения, улучшения качеств готовых блоков и т. д.
6. Если применять щелочной раствор, то это позволит получить высококачественный шлакощелочной бетон. В таком случае состав материала будет содержать в себе шлак, а также крупный или мелкий заполнитель. Среди ключевых свойств подобного стройматериала выделяют превосходную устойчивость к морозам и проникновению влаги. Его задействуют для возведения построек в экстремальных условиях эксплуатации в том числе и в северных регионах.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что состав и пропорции компонентов шлакобетона напрямую влияют на конечное качество и характеристики материала. Поэтому при самостоятельном изготовлении нужно тщательно подобрать состав и не отклоняться от рецептуры.

Свойства и технические характеристики

Готовый строительный материал может обладать разными свойствами. Чтобы найти оптимальный вариант для будущего проекта, нужно тщательно разобраться с его техническими характеристиками. Итак, шлакобетон может отличаться такими показателями:

1. Морозостойкость. Шлакобетонные блоки обладают разной маркой устойчивости к морозам. Зачастую она увеличивается вместе с плотностью и прочностью, а максимальное количество циклов, которое выдержит будущее изделие, варьируется от 15 до 50. Особую роль отыгрывает и индивидуальная рецептура производителя, ведь некоторые модели способны демонстрировать около 150 циклов.
2. Гигроскопичность. Еще одним рабочим свойством шлакоблоков является высокое водопоглощение. Материал способен впитывать влагу до семидесяти пяти процентов.
3. Проводимость тепла. Варьируется в зависимости от показателей удельного веса.
4. Значения плотности и коэффициент теплопроводности.
5. Эксплуатационный срок. Если возводить стеновые конструкции из шлакоблоков, срок их службы может превысить 100 лет.
6. Пропускание звука. Показатели звукопоглощения достигают 43 дБ.
7. Огнестойкость. Качественный материал без особых сложностей выдерживает контакт с огнем вплоть до 800 градусов Цельсия.

Согласно официальным стандартам, на основе шлакобетонного стройматериала можно возводить всевозможные помещения с максимальной этажностью до 3 этажей. Правда, это касается только несущих конструкций.

Габариты полнотелого изделия составляют 390х190х188 миллиметров. В свою очередь, пустотелые модели обладают шириной 120 или 90 мм.

Преимущества и недостатки

Нередко начинающие строители не могут определиться с выбором стройматериала для своего проекта. Это не странно, ведь вся продаваемая в гипермаркетах продукция может обладать и плюсами, и недостатками. Шлакобетон не исключение.

Если говорить о его плюсах, то они следующие:

1. Изделия из шлакобетона способны сохранять тепло, что обусловлено соответствующей плотностью.
2. Материал демонстрирует неплохие прочностные показатели. В связи с этим его внедряют для самых различных строительных работ.
3. Из-за высокой устойчивости к морозам шлакоблоки можно использовать в специфических климатических условиях, например, на Крайнем Севере.
4. На рынке предоставлены различные виды блоков и других изделий из шлакобетонного состава.
5. Сроки службы материала превышают сотню лет.
6. Монтаж и работа со шлакоблоками не требуют особых усилий или навыков. Из-за крупных габаритов процесс строительства существенно упрощается.
7. Немаловажным достоинством шлакобетонных блоков является устойчивость к огню и биологическая стойкость.
8. Если сравнивать стройматериал с другими, то он стоит гораздо дешевле, что снижает расходы на возведение постройки.
9. У шлакоблоков хорошее шумопоглощение и паропроницание.
10. Изготовить материал своими руками совсем несложно, т. к. технология производства предоставляется в свободном доступе и не имеет каких-либо секретов. Достаточно подготовить пропорции и найти пошаговое руководство по замешиванию.

Однако, как и у любой другой продукции, у шлакобетона есть и недостатки. К ним относятся следующие пункты:

1. Наличие усадки, что заставляет строителей начинать отделочные работы только по истечении определенного срока времени.
2. Для достижения марочной прочности нужно ждать несколько дней.
3. Если заниматься самостоятельным производством материала, то за процессом нужно постоянно следить, периодически смачивая изделия для предотвращения появления трещин.
4. Декоративные свойства шлакоблоков невысокие.
5. При высокой плотности шлакобетона его вес становится очень большим. Также повышается коэффициент теплопроводности, что заставляет строителя выполнять ряд работ по утеплению постройки.
6. Гигроскопичность — весомый недостаток материала.

Основные разновидности

После тщательного изучения состава шлакобетона, пропорций и характеристик, нужно разобраться с существующими разновидностями материала, который доступен на рынке. Шлакоблоки бывают пустотелыми и полнотелыми.

Первый тип обладает небольшим весом, т. к. в его составе присутствуют пустоты. Его отличает повышенная теплоэффективность, но небольшая плотность. Такие блоки незаменимы при сооружении частных домов, пристроек, гаражей и прочих промышленных конструкций.

Изделия полнотелого типа демонстрируют повышенную плотность. Однако это сказывается на весе и конструкционных свойствах. Из недостатков полнотелых блоков — низкая теплоэффективность. В большинстве случаев из такого сырья создают несущие конструкции разного назначения.

В зависимости от назначения шлакобетон может быть лицевым и рядовым. Первая разновидность имеет одну или 2 облицовочные поверхности, а рядовые применяются для основных кладочных работ.

Как уже говорилось раньше, при выборе состава можно использовать различные вяжущие добавки. Тип этих компонентов определяет торговую марку и свойства материала:

1. СКЦ — содержит в своем составе цементную смесь.
2. СКШ — изготовляется из шлака.
3. СКГ — создан на основе гипса.
4. СКИ — содержит известь.

Конструкции также могут быть стеновыми или перегородочными. Последний тип характеризуется небольшим диаметром и является незаменимым элементом для обустройства перегородок. С его помощью нередко создают основания зданий.

В строительной сфере широко распространены шлакоблоки из тяжелых и легких составляющих. Кстати, легкий бетон нередко называется «теплым». Он способен сохранять тепло внутри помещения, весит сравнительно немного, но не может похвастаться внушительность плотностью. Тяжелые конструкции обладают отличными прочностными показателями и большим весом. Их устойчивость к различным воздействиям и нагрузкам находится на высоком уровне.

Кроме традиционного исполнения, шлакобетон может предлагаться в виде плит. Такие конструкции заслуживают особого внимания, т. к. они характеризуются многими эксплуатационными свойствами и достоинствами. Их создают на основе шлакобетона с маркой не ниже М50. В качестве армирующего элемента задействуется стальная сетка с ячейками 10 на 10 сантиметров. Роль вяжущего компонента исполняет цементная смесь марки не меньше М25.

Технология изготовления

Создать шлакобетонный блок своими руками относительно несложно. Зная об основных тонкостях состава и пропорциях, а также найдя пошаговое руководство, можно решить такую задачу за короткий промежуток времени.

Для начала нужно подготовить специальное оборудование и материалы. К ним относятся:

1. Вибропресс.
2. Бетономешалка.
3. Заготовочная форма.

Также в строительных гипермаркетах доступны небольшие установки для массового производства блоков, которые повышают объемы производства в несколько раз. Что касается стационарного оборудования, то оно обладает колоссальной мощностью и работает в автоматическом режиме. Но для частных целей покупка таких систем нецелесообразна, т. к. стоимость установки очень высокая. В свою очередь, небольшой вибропресс или станок для создания бетона можно создать самостоятельно.

Рекомендации по выбору

При покупке материалов нужно руководствоваться некоторыми правилами и рекомендациями:

1. Лучше отказаться от просроченного сырья и материалов с недостаточно качественной консистенцией. В первую очередь нужно обращать внимание на состояние цементной смеси — она не должна иметь в своем составе комков.
2. Рекомендуется покупать компоненты у проверенных поставщиков. Такой подход позволит снизить затраты на доставку и получить экономию.

Пошаговое руководство

Доставив все нужные инструменты и материалы на объект, можно начинать производство шлакоблоков. Для начала нужно провести замес раствора, предварительно подготовив шлак и просеяв его через мелкое сито. Также на этом этапе нужно разделить его на две фракции — крупную и мелкую. Последней фракции должно быть в два раза больше, что положительно повлияет на прочностные свойства.

1. Для повышения плотности шлак можно покрыть водой и щелочным составом. Это снизит уровень гигроскопичности.
2. Дальше нужно смешать две фракции шлака и добавить оставшиеся компоненты. После появления однородной массы можно начинать заливать ее в формы.
3. Следующий этап заключается в уплотнении бетона с помощью вибропресса.
4. Как только бетон начнет частично застывать, его можно достать из формы.

В завершение остается просушить материал и дождаться окончательного затвердения. Вот и все — при небольших усилиях и минимальных затратах времени и финансов можно самостоятельно изготовить столь востребованный строительный материал.

Шлакобетон: состав и технические характеристики

Октябрь 28, 2014
Нет комментариев

Материал для формирования конструкций здания должен быть не только прочным, а и экономичным. Желательно использование для нужд строительства вторсырья других отраслей производства. Для наших широт с суровыми зимами крайне важны утепляющие свойства материала. Всеми перечисленными особенностями обладает шлакобетон.

Его характеристики позволяют использовать изделия, как для несущих, так и для ограждающих элементов. Все зависит от соотношения пропорций входящих в него веществ.

Шлакобетон — состав и пропорции

Определяет название материала присутствие в его составе топливных шлаков или отходов металлургической промышленности. Крупность зерен шлака составляет от 2,5 мм до 8мм. Так же для лучшего сцепления материалов применяется шлаковая пыль. Зерна отсеиваются при помощи сита. Точно так же просеиваются пылевые массы.

Благодаря легкости и пористости заполнителя конструкция получается легкой и имеет повышенные теплоизоляционные свойства.

Перед добавлением в раствор шлак необходимо смочить водой. Это обусловлено высокой пористостью материала. При сухом шлаке он будет хуже схватываться с бетоном, оставляя поры, заполненные воздухом. Такие изъяны конструкции снизят ее прочность. На смачивание 1м3 шлакового продукта уходит почти 80 л воды. Если шлак увлажнен под дождем дополнительное смачивание не нужно.

Так же в состав шлакобетона входит известь. Она может быт гашеной или не гашеной. Гашеную известь необходимо перед добавлением в раствор разбавить водой до консистенции молока. Масса извести это 1/3 от объема шлаковых продуктов. Для большей прочности в раствор добавляется 2/3 глины. Такой состав дольше набирает прочность, зато его прочностные характеристики увеличиваются.

Вода, применяемая для разбавления смеси, должна быть без органических примесей. Химический состав воды, при недопустимых примесях, может войти в реакцию с другими составляющими, приведя к нежелательным последствиям. Расход воды на 1м3 шлакобетона составляет примерно 200 литров. В это количество входит жидкость, которой разбавляют известь и вода, добавленная в шлак.

Марка цемента определяется работой конструкции и требованиями к ней. Доза цемента в составе раствор составляет 2/3 от объемного веса шлака.

Шлакобетон — технические характеристики

Основным отличием шлакобетона от обычного бетона на песчано-гравийном заполнителе является его легкость. Это уменьшает нагрузку на фундамент здания, позволяя сэкономить на материалах.

Шлакобетонные блоки легко монтируются и имеют разнообразие размеров и форм.  Так как, в основном, шлакобетон готовят на строительной площадке, опалубку под него делают там же.

Пористый заполнитель позволяет увеличить шумопоглащение конструкции. К тому же производятся пустотелые блоки для стен и перегородок. Они обеспечивают большее задержание тепла и не пропускают шумы. Срок эксплуатации шлакобетонных конструкций 100 лет, это больше чем многие строительные материалы.

В зависимости о марки цемента и добавление пластификаторов определяется морозостойкость конструкции. Для наружных стен используется количество циклов разморожения не менее 35, для севера не менее 50.

Шлакобетонные конструкции имеют высокую гигроскопичность. Необходимо обратить пристальное внимание на гидроизоляцию данного изделия. Зато стены из этого материала «дышат», не создавая препятствие парам. Шлакобетон, изготовленный в заводских условиях, имеет сертификат качества и отвечает всем характеристикам. Блоки, вылитые на стройплощадке обходятся дешевле, но определить их показатели и срок годности достаточно тяжело.

Загрузка…

Похожие материалы:

плюсы, минусы, состав и способы изготовления

Строительная индустрия широко использует шлакобетонные блоки, технические параметры которых позволяют выстраивать целостные постройки из материала и даже собирать фундамент. Современная промышленность научилась реализовывать в выпускаемом стройматериале нужные для строительства качества. Но несмотря на это, шлакобетон отличается не только положительными качествами, но и несколькими минусами.

Из чего состоит: состав

Шлакобетонные блоки производятся из шлаков и продуктов переработки от металлургических и промышленных отходов, подбирающихся по стандартам фракционности. Состав материала состоит из таких компонентов:

• Песок. Фракция зерна песочной массы напрямую отвечает за формирующие особенности стройматериала.
• Вяжущее вещество. Как правило, это цемент, реже применяется известь. Все компоненты отличаются природным происхождением.
• Растворитель. Очищенная вода или кислотная органическая жидкость.
• Активные вещества. Кирпичная или бетонная крошка применяется для уплотнения продукции. Иногда в состав добавляется мелкозернистый отсев щебенки, зола, кварцевый песок, керамзит или перлит вулканического происхождения.

Древесные опилки снижают теплопроводность данного материала.

Чтобы снизить теплопроводность граншлака, в рецептуру раствора вводятся древесные опилки и крупный заполнитель. Для наделения материала прочностью и устойчивостью к силовым нагрузкам пересматривается фракционность наполнителя. Чем меньше зерно каменного компонента, тем плотнее получается продукт. Поэтому покупая стройматериал, нужно ознакомиться с составом и определиться, что в целевом применении значительнее: низкая теплопроводность или механическая выдержка отстроенного из шлакобетона здания.

Отличается содержанием шлакощелочной бетон, в который входят такие компоненты:

• измельченный шлак песчаного происхождения;
• кислотно-щелочные присадки и растворы;
• заполнитель крупной и мелкой фракции;
• известь в роли вяжущего вещества;
• пемза, продукты от деревопереработки, доменный шлак.

Разновидности материала

По технологическим параметрам шлакобетонные блоки разделяются на типы:

Такой материал производится пустотелым и полнотелым.

• Полнотелые. Такие блоки со шлаком отличаются повышенной прочностью и плотностью. Несущие стены, опорно-функциональные конструкции и фундаментальная основа сооружаются только из полнотелых вариантов. Вес шлакобетонного блока такой структуры будет значительнее, чем у пустотелого представителя, поэтому применяется для отстроя конструкций, характеризующихся силовым и механическим влиянием.
• Пустотелые. Шлакоблок характеризуется формами и процентным соотношением наличия внутренних пустот, которые бывают сквозные, что требуют заполнения цементным раствором, и глухие, экономящие усадочный материал. Кроме того, образованные воздушные карманы внутри блока обеспечивают дополнительное упрочнение. Для качественной теплоизоляции объем воздуха в бетоне должен составлять 45%, для структурного укрепления — 35%.

Маркировка материала

Технология производства: способы изготовления

Прессование

Чтобы придать материалу товарный вид и шлакобетон набрал конкретную прочность, используются формы, которые бывают двух видов: глухие и сквозные (без наличия дна). Механические особенности и пропорции продукт получает за счет конкретной обработки.

Такой метод требует привлечения необходимого оборудования.

Процесс прессования состоит из уплотнения материала специальным прессовочным оборудованием. Уже готовый и застывший материал (еще не упрочненный) помещается в стесненную в пространстве форму, где и поддается процедуре окончательного уплотнения. На предприятиях, специализирующихся на производстве шлакобетона, стоят автоматизированные прессы, которые за один подход перерабатывают несколько тонн материала. Техническая организация монолитного и пустотелого блока аналогична.

Процесс вибропрессования

Специальные формы наполняются подвижной массой. В масштабных и хорошо оборудованных цехах процедура механизирована. Суть вибропрессования — качественное уплотнение продукции, активная сцепка массы к матрицам, вплоть до окончания процедуры и освобождения готового материала. Один подход выработки длится 1—1,5 минуты. Виброчастоты — 60 Гц. На менее развитых предприятиях процесс механизирован и работу оборудования исполняет рабочий штат, оснащенный вибрационными столами и ручными электровибраторами.

Формовка: распределение

Формы могут заполняться материалом вручную.

Расформирование материала по матрицам бывает двух видов:

• Автоматическое. С помощью специального оборудования.
• Механическое. Осуществляется ручным методом.

Формы для заливки:

• деревянные;
• металлические;
• полиуретановые.

Различаются индивидуальные матрицы, как отдельные элементы для материала, и ячейковые. Перед распределением шлакобетонной массы по местам формирования, каждая матрица покрывается специальной смазкой. Если изготавливается декоративный шлакобетон, дно формы покрывается штукатурной массой. Когда ячейки подготовлены, наступает этап заливки. Шлакобетонную смесь заливают только до середины формы, затем масса уплотняется. Далее черед пустотообразователей, и только тогда матрица заполняется до краев оставшимся раствором. Затем подготовленный и расформированный материал подвергается процессу прессования или вибропрессования.

Характеристики: плюсы и минусы

Неоспоримым достоинством материала строители считают низкую себестоимость: шлакобетон намного дешевле, чем пенобетон или газобетон. Для сооружения фундамента и несущих стен профессионалы рекомендуют использовать керамзитобетонные блоки или продукт с примесями извести. Положительные характеристики шлакобетона:

• Удобная пропорция. Большие размеры обеспечивают быструю кладку и экономят время заданных работ.
• Простота применения. Крепятся на обычный цементный раствор и не требуют специальных навыков.
• Теплоизоляционные свойства. Благодаря низкой теплопроводности обеспечивает сохранение существующего тепла.
• Экологичность. Не содержит радиоактивных и токсических веществ. Безвреден для окружающих.
• Огнеупорные качества. Шлакобетон не горит и не содействует распространению огня.

Существуют и минусы строительства граншлаком:

Постройка из данного материала нуждается в обязательной облицовке.

• низкий уровень звукоизоляции;
• плохая теплопроводность;
• важность финишной облицовки поверхности;
• низкое сопротивление к влаге;
• минимальная выдержка силовых нагрузок.

Области применения: где используют?

Современная промышленность и технологическое развитие справились с недостатками материала с помощью модифицированных присадок и органических добавок, которые улучшили качество продукта и придали ему широкий спектр для возможной эксплуатации. Шлакоблок используется для отстроя промышленных и жилых помещений. Пригоден не только для возведения стен, но и для фундаментальных и несущих конструкций.

Обзор характеристик и свойства шлакоблока

Среди недорогих стройматериалов, которые применяют для возведения любых построек, в том числе жилых домов, является шлакоблок. Его популярность обусловлена тем, что делают его практически из отходов.

Изначально производство блоков велось из доменного шлака, но сейчас принято использовать для этого любые бросовые наполнители. Это вулканические породы, песок, котельный шлак и зола, отсев, измельченный керамзит. В основе этого бетона лежит неорганический наполнитель.

Целью данной статьи будет ознакомление читателей со свойствами и характеристиками шлакоблока согласно ГОСТ 6133−99.

Предназначение шлаклблоков

Различные виды шлакоблока применяются для различных целей. Их характеристики могут существенно различаться. ГОСТ определяет использование конкретных разновидностей изделий для решения тех или иных задач. Весь шлакоблок можно классифицировать следующим образом:

• Полнотелые блоки, для изготовления которых был использован тяжелый наполнитель. Они применяются для кладки цокольных этажей, фундаментов и опор. Прочность такого материала на сжатие является максимальной — М125 и М100.
• Полнотелые блоки для кладки стен. Они обладают меньшей прочностью (М75, М50). Теплопроводность у них повышенная ввиду отсутствия пустот, поэтому такие стены желательно дополнительно утеплять.
• Пустотелые блоки. Это материал для возведения любых стен. Сочетают в себе достаточную для строительства прочность, хорошие теплоизоляционные характеристики, а также приемлемую стоимость.
• Пустотелые блоки с повышенной пустотностью (около 40%) обладают высокими теплоизоляционными свойствами, но их прочность является пониженной (М35). Такие изделия не используются для кладки несущих конструкций, но применяются в качестве утеплителей, а также для создания перегородок внутри помещений.
• Перегородочные блоки. Они имеют вдвое меньшую толщину, чем блоки стандартных размеров. Применяются для кладки межкомнатных перегородок. Могут использоваться также для заполнения пустот в основных стенах, если их прочность позволяет это делать.
• Облицовочные блоки. Как и облицовочный кирпич, шлакоблок может использоваться в качестве облицовочного материала для стеновых поверхностей. Для этих целей ему придается декоративный вид. Поверхность материала может быть колотой, рваной, имитировать натуральный камень. Часто блоки окрашивают в определенный цвет. Окраска придает шлакоблоку оригинальность, а также дополнительно защищает его от атмосферного влияния.

Варианты конструкций блоков и размер пустот

Основный технические характеристики шлакоблока

Перед тем, как приобрести какой-либо строительный материал, необходимо изучить его технические характеристики. Это поможет лучше понять, подходит ли этот материал для ваших конкретных целей. Все основные характеристики определяются ГОСТ, поэтому подобрать нужный материал можно сравнительно просто. Весь шлакоблок, используемый для строительных нужд, классифицируется по следующим параметрам.

Размер

Важно понимать, что не существует единого размера шлакоблока, который мог бы использоваться универсально. Имеется несколько размеров, каждый из которых характерен для отдельных групп материалов.

Перечислим такие группы:

1. Стеновые блоки, используемые для формирования несущих конструкций. Согласно ГОСТ, шлакоблок имеют длину 391 мм, ширину — 190 мм, высоту — 188 мм.
2. Перегородочные изделия, которые укладываются внутри помещений, и не испытывают давящих нагрузок. Для них ГОСТ определяет такие размеры: длина — 391 мм, ширина — 90 мм, высота — 188 мм.

Вес

Вес отдельно взятого блока зависит от процента его пустотности, а также от материала наполнителя. Обычно пустотность составляет от 28 до 40%. Наиболее легкими являются шлакоблоки, имеющие 40% пустоты. Самые тяжелые блоки — полнотелые. По материалу можно сказать, что керамзит, используемый в качестве наполнителя, уменьшает общий вес изделия, а гранитный отсев или щебень его увеличивают. Приводим сравнительную таблицу соответствия веса и прочих параметров блоков.

Плотность

ГОСТ определяет плотность для полнотелых шлакоблоков не более 2200 кг/м³. Для пустотелых аналогов этот показатель составляет 1650 кг/м³. Практика показывает, что чаще всего используются заготовки с плотностью 750–1600 кг/м³. Чем большего размера фракции используются в наполнителе, тем большей плотностью обладает шлакоблок.

Теплопроводность

Шлакоблок считается «теплым» материалом. Во многом такое суждение верно из-за наличия в блоках пустот. Пустоты заполнены воздухом, который является прекрасным теплоизолятором. В этом плане полнотелые изделия будут более холодными, несмотря на большее количество израсходованного для их изготовления раствора.

Теплопроводность шлакоблока зависит напрямую от состава наполнителя —  составляет 0,27–0,65 Вт/м*К.

Для сравнения, у красного кирпича этот показатель равен 0,8. Силикатный же кирпич имеет теплопроводность около 0,9 Вт/м*К. Если в качестве наполнителя используются опилки, то данный показатель будет минимальным. Если же задействован гравий, то теплопроводность будет стремиться к максимуму.

Дополнительные свойства

1. Прочность на сжатие — важный параметр, по которому определяется марка шлакоблока. Для присвоения шлакоблоку определенной марки проводят следующие испытания. Блок укладывают на ровную поверхность, после чего придавливают сверху плитой. При этом контролируют силу прижима. Фиксируют момент разрушения блока. Например, если блок полностью разрушился при давлении на него весом 100 кг, то ему будет присвоена марка М100. ГОСТ определяет марки шлакоблока от М35 до М150.
2. Срок службы — шлакоблок является очень долговечным материалом, т. к. он практически не подвержен перепадам температур, может эксплуатироваться в самых суровых климатических условиях. Считается, что срок службы шлакоблока превышает 100 лет.
3. Максимальная этажность — свойства материала, регламентированные ГОСТ, позволяют возводить постройки из шлакоблока не более 3-х этажей. Это ограничение касается несущих стен.
4. Степень звукоизоляции — стена из выложенного в один слой шлакоблока способна пропустить сквозь себя звуковые колебания с уровнем до 43 дБ.
5. Уровень водопоглощения — в связи с тем, что шлакоблок является пористым материалом, он сравнительно хорошо напитывается влагой. Уровень его водопоглощения может составлять до 75 %. Именно поэтому рекомендуется снаружи производить отделку стен каким-либо облицовочным материалом: штукатуркой, сайдингом, пластиком и т. д.
6. Устойчивость к возгоранию — материал не горит даже при очень высоких температурах, сохраняя свои свойства. Он способен выдерживать температуру до 800 градусов. То есть, ему не страшен даже сильный пожар.
7. Усадка материала. — в процессе эксплуатации шлакоблок не дает абсолютно никакой усадки, поэтому его можно назвать в этом плане идеальным стройматериалом.

Состав раствора для изготовления шлакоблока

Для изготовления блоков смешивают в сухом виде шлак, цемент и песок, заливают водой, а затем снова перемешивают. Если в раствор добавлять глину или известь, то он становится более пластичным. Из такого состава легче формировать заготовки.

Примечание к таблице:

• плотность компонентов:
  • цемента — 1100 кг/м³;
  • известкового теста — 1400 кг/м³;
  • песка — 166 кг/м³;
  • шлака — 700-1000 кг/м³ (в зависимости от соотношения крупных и мелких фракций).
• для 1 м³ готовой смеси используют примерно 250 л воды;
• шлакобетон М10 используют как теплоизоляционный, М25 и М35 — для наружных, а М50 — для внутренних несущих стен.

Процесс изготовления шлакоблока

Все параметры блоков, которые произведены по соответствующим технологиям, должны соответствовать положениям ГОСТ 6133−99. Процесс производства состоит из 4-х основных этапов:

1. Приготовление сухой смеси из цемента, наполнителей и пластификаторов. Все компоненты тщательно перемешиваются до образования однородной смеси.
2. В смесь добавляется вода, и производится ее перемешивание до образования бетонного раствора.
3. Получившийся раствор заливается в специальные формы, после чего подвергается воздействию вибрации. По ГОСТ вибропрессование длится от 10 сек до 1,5 мин.
4. Готовые блоки сушатся до 4 суток, после чего отправляются на склад, где процесс отвердения длится еще 30 дней.

Преимущества использования шлакоблока

Данный материал обладает очень важными преимуществами, которые отсутствуют у его аналогов:

• Стоимость блоков является наиболее низкой среди всех строительных материалов, используемых для возведения стен и фундаментов. Происходит это в связи с низкой себестоимостью применяемых расходных компонентов.
• Блоки, благодаря их размерам, укладываются очень быстро. Это позволяет экономить время строительства. Также экономится кладочный раствор.
• Надежность, прочность строений.
• Долговечность.
• Теплоизоляционные свойства пустотелого шлакоблока позволяют создавать теплые здания.

Недостатки шлакоблока

Перечислим основные отрицательные стороны шлакоблока, которые, впрочем, не являются критическими:

• Наружную поверхность стен рекомендуется штукатурить для обеспечения защиты от влаги.
• Отдельные блоки, особенно полнотелые, обладают значительным весом.
• Эстетические качества материала недостаточно хороши.

В целом можно заключить, что шлакоблок является отличным выбором для производства строительных работ различного назначения. Правильно выбирая нужную разновидность материала, можно гарантированно получить отличное качество строения.

Бетон из шлака: как приготовить своими руками

Шлакобетонные смеси пользуются заслуженной популярностью не только в промышленном, но и в частном малоэтажном строительстве. Это обусловлено характеристиками данного материала. Шлаки, добавляемые в состав бетона, получают в качестве вторичного материала в металлургической промышленности.

Длительное время гранулированный материал считался просто отходами, но мировая практика доказала его целесообразность для применения в строительстве. Шлаковый бетон более легкий, нежели песчано-гравийный, отличается своей долговечностью, устойчивостью к колебаниям температуры, звукоизолирующими свойствами.

Наибольшей прочностью обладает именно металлургический материал в смеси с цементом. Также в качестве вяжущего агента могут выступать известь, гипс или даже глина. Активно используются две разновидности гранулированного шлака:

• с мелкими зернами (0,5-1,5 мм) – получается довольно тяжелый бетон высокой прочности с хорошей теплопроводностью;
• с крупными зернами (20-30 мм) – бетон более легкий, обеспечивает хорошую теплоизоляцию, но чуть менее долговечен.

Использовать разновидности крупнее 6 мм не рекомендуется, поскольку долговечность такого бетона будет неудовлетворительной. Более мелкие фракции предпочтительно заменить песком. Шлак для строительства должен быть максимально чистым, без примесей глины, почвы, органических элементов.

Учитывая свойства бетона с разной фракцией, для создания наружных стен часто смешивают крупные и мелкие зерна в пропорции 7:3 соответственно. Для внутренних перегородок можно взять на единицу больше мелкого шлака. Если вы хотите получить максимально прочную после застывания смесь, желательно полностью убрать фракцию 12 мм, а 20% самого мелкого шлака заменить песком.

Как приготовить шлакобетон

До начала приготовления смеси (примерно за несколько часов) необходимо увлажнить шлак водой, чтобы улучшить долговечность будущего бетона. Далее необходимо смешать компоненты в одной из указанных выше пропорций, хорошо перемешать. После добавления воды раствор следует вымесить до однородного состояния. Для получения средней марки бетона, можно использовать 4-5 частей шлака (фракционной смеси), 2 части цемента и 2 части песка.

Готовую массу желательно использовать в течение часа, максимальное время обработки – 1,5 часа. Более дешевым раствор можно сделать, смешав цемент с известью в соотношении 3:1. Стены дома могут быть возведены набивным методом (монолитная конструкция) или из приготовленных шлакобетонных блоков.

Шлакобетон: особенности и характеристики шлакобетонных блоков

Шлакобетонные блоки широко использовались  в малоэтажном строительстве, особенно в средней полосе России, начиная с  начала ХХ века. Самое известное здание, дожившее до нашего времени,  это гараж, при Эрмитаже построенный в 1910 г.

Технология изготовления не отличается от той, что применяется при производстве других блоков с пористыми наполнителями. Состав портландцемент и побочный продукт советской металлургической промышленности доменный шлак. В настоящее время оправданность использования шлакоблоков в загородном строительстве стоит под большим вопросом.  Уже давно в этой сфере используют более  современные  блоки из легких бетонов. В советское время при массовом строительстве решались совсем другие задачи, нежели экологичность или низкая теплопроводность, главной целью было обеспечение массовости строительства и дешевизны строительных материалов.  Не обошло стороной и наличие недостатков шлакобетонных блоков.  Большая гигроскопичность заставляет нас  защищать шлакобетонные от внешней среды. Трудноопределимая теплопроводность, так как производственное сырье отличается по своему составу, так же в последнее время получило широкое распространение  кустарное производство данных блоков, где  состав определяет сам рабочий замешивающий раствор. Плохая геометрия блоков препроводит к перерасходу штукатурного раствора при нанесении на стены. Так же встречаются случаи, когда от блока излучается повышенный фон радиации, из-за происхождения доменного шлака. В общем, шлакобетонные блоки мы считаем пережитком прошлого, но  хотим отдать должное, что они сыграли свою значительную роль в обеспечении населения Советского союза и России доступным жилье.

Что такое доменный шлак?

Шлак доменный — побочный продукт, образующийся при производстве чугуна. В процессе выплавки чугуна при взаимодействии окислов кремния и алюминия из пустой породы железосодержащей руды с окисью кальция и окисью магния флюса образуется огненно-жидкий сплав — доменный шлак. Чугун, восстановившийся из руды, собирается в самой глубокой зоне доменной печи, где температура достигает 1400-1500°С. Расплавленный шлак, имеющий в 2,5-3 раза меньшую плотность, чем чугун, скапливается над ним и периодически выпускается из домны через шлаковую летку. Часть шлака выпускается вместе с чугуном. Выпущенный из шлаковой летки шлак обычно называют «верхним», а из чугунной — «нижним».

Выпускаемый с температурой 1300-1500°С доменный шлак в зависимости от путей дальнейшего его использования может подвергаться грануляции (с получением гранулированного доменного шлака), разливаться по формам для изготовления дорожных плит, брусчатки или направляться в отвал. В цементной промышленности, как правило, используются доменные гранулированные шлаки, образующиеся при выплавке литейного и передельного чугунов.

Химический состав доменных шлаков зависит от вида и свойств железных руд, качества кокса и вида выплавляемого чугуна. В доменных шлаках присутствуют CaO, SiO₂, Al₂O₃, MgO, FeO и некоторые другие окислы. Химический состав доменных шлаков, %, колеблется в широких пределах: CaO 30-49; Al₂O₃ 4,5-20; Fe₂O₃ 0,3-0,8; SiO₂ 33-44; MgO 1,5-15; MnO 0,3-3,0.

Окись кальция связана в различные соединения (двухкальциевый силикат, геленит, диопсид и др.) и в свободном виде отсутствует. Гидравлическая активность доменных шлаков возрастает с повышением содержания окиси кальция. Кремнезем, содержащийся в избытке по отношению к глинозему и окиси кальция, замедляет процессы кристаллизации и гидратации соединений доменного шлака, снижает его гидравлическую активность.

Окись алюминия в целом оказывает большое влияние на гидравлическую активность шлака. Однако в шлаке образуются и такие минералы, содержащие окислы алюминия, которые характеризуются слабой гидравлической активностью или совсем не обладают ею (геленит, магнезиальная шпинель и др.).

Большая часть окиси магния входит в состав стекла шлака. При значительном ее содержании (более 8%) образуется ряд соединений (монтичеллит, окерманит, диопсид), которые характеризуются отсутствием или наличием слабой гидравлической активности. Гидравлическая активность доменных шлаков с различным содержанием окиси магния связана также с содержанием окиси алюминия. Так, шлаки, содержащие 5-6% MgO, характеризуются достаточно высокой активностью при 5-7% Al₂O₃, а шлаки с 10-12% MgO — при 15-18% Al₂O₃.

Закись марганца содержится в основном в виде сульфида MnS и твердого раствора MnO в других минералах. Присутствие закиси марганца в количестве более 3% приводит к уменьшению гидравлической активности.

Сера присутствует в составе доменных шлаков в виде сульфидов различных металлов, в основном в виде сульфида кальция. Этот минерал в количестве 2-7% оказывает положительное влияние на гидравлическую активность.

Соотношение кристаллической и стекловидной фаз в доменных шлаках колеблется в широких пределах.

В цементной промышленности доменные гранулированные шлаки применяются в качестве активной гидравлической добавки при помоле цемента и одного из компонентов сырьевой смеси. Качество гранулированных доменных шлаков определяется коэффициентом качества (К), который рассчитывается по формулам

К = (CaO + Al₂O₃ + MgO) / (SiO₂ + TiO₂) при содержании окиси магния до 10%

К = (CaO + Al₂O₃ + 10) / (SiO₂ + TiO₂+ 10∙MgO) при содержании окиси магния более 10%

Гранулированный доменный шлак (GGBS) | Химический состав | Приложения | Бетон ГГБС | Свойства и применение

Важность дробленого доменного шлака (GGBS) заключается в том, что он более экологичен, чтобы заменить бетонный материал. GGBS является отходом, поэтому для его утилизации требуется надлежащий метод. Таким образом, включение этих отходов в бетон может уменьшить истощение обычных компонентов бетона, таких как цемент, мелкий заполнитель и крупный заполнитель.Также различные исследования показывают, что включение измельченного доменного шлака в бетон не снижает его прочность.

Бетон GGBS (Global Resources-INDIA)

Это побочный продукт доменной печи, который используется для производства чугуна. Эти печи работают при температуре выше 1500 градусов Цельсия и загружаются железной рудой, коксом и известняком. При этой температуре железная руда восстанавливается до железа, а все остальные материалы образуют шлак и плавают на поверхности железа. Этот шлак периодически выпускают в виде жидкого расплава, а затем быстро гасят большими объемами воды.

Этот процесс оптимизирует вяжущие свойства и дает гранулы, такие как крупный песок. Затем этот гранулированный шлак сушат и измельчают до мелкого порошка. Он также известен как шлаковый цемент, потому что он имеет такие же свойства, как и цементный клинкер.

Гранулированный доменный шлак (GGBS) и обыкновенный портландцемент (OPC) [Quora]

Химический состав измельченного гранулированного доменного шлака

Состав шлака существенно зависит от сырья, используемого в процессе производства чугуна.Типичный химический состав содержит 40% оксида кальция, 35% оксида кремния, 13% оксида алюминия и 8% оксида магния. Содержание стекла в шлаках, пригодных для смешивания с портландцементом, обычно колеблется в пределах 90-100% и зависит от методов охлаждения и температуры, при которой начинается охлаждение. Стеклянная структура закаленного стекла во многом зависит от соотношения кремнезема и алюминия, а также кальция и магния.

Физические свойства: удельный вес 2,9, объемная плотность 1200 кг / м ³ и тонкость помола 350 м ² / кг.

Применение GGBS

GGBS используется вместе с обычным портландцементом или другими пуццолановыми материалами в бетоне. Его использование увеличивается день ото дня, потому что он улучшает долговечность бетона, что существенно увеличивает срок службы бетонных конструкций с пятидесяти до сотен лет.

GGBS используются для производства двух типов цемента, таких как портлендский доменный цемент (PBFC) и доменный цемент с высоким содержанием шлака (HSBFC) с различным количеством GGBS. Количество ГГБ в нем может варьироваться от 30 до 70%.Бетонный мост

GGBS (SlideShare.net)

GGBS затвердевает очень медленно, поэтому его обычно используют вместе с обычным портландцементом в бетоне. Типичная комбинация — это 50% GGBS и 50% обычного портландцемента. Но обычно используются проценты от 20 до 80. Чем выше процент GGBS, тем больше будет эффект GGBS в бетоне. Бетон, изготовленный из гранулированного доменного шлакового цемента, схватывается медленнее по сравнению с обычным портландцементным бетоном, исходя из количества GGBS в цементирующем материале.

Ему также нужно больше времени, чтобы набраться необходимой силы. Но это приводит к снижению теплоты гидратации и, следовательно, к более низкому повышению температуры бетона. Это может повлиять на график строительства, который требует быстрого схватывания бетона. Благодаря этому свойству он придает бетону более низкую прочность в раннем возрасте. Другие свойства бетона из гранулированного доменного шлака следующие:

Время схватывания

Время схватывания бетона в основном зависит от температуры и водоцементного отношения.Использование GGBS в бетоне обычно немного увеличивает время схватывания до 30 минут. Это имеет то преимущество, что с этой бетонной смесью можно работать дольше, и риск образования холодных швов будет меньше. Это свойство пригодится при строительстве в теплую погоду.

Консистенция

По консистенции он похож или немного улучшен, чем бетон на портландцементе. Благодаря этому бетон очень легко укладывается и уплотняется.

Прочность

Если в бетонной смеси используется 50% GGBS, он может развить почти такую ​​же 28-дневную прочность, как и обычный портландцемент.При более высоком процентном содержании GGBS повышенное содержание цемента может привести к достижению эквивалентной 28-дневной прочности намного быстрее. Бетон GGBS набирает прочность более стабильно, чем аналогичный бетон, сделанный с портландцементом.

Экологичность

GGBS — один из самых экологичных строительных материалов. При производстве измельченного гранулированного доменного шлака используется весь шлаковый материал без значительных отходов. Производство GGBS требует менее одной пятой энергии и производит менее пятнадцатой части выбросов углекислого газа.Дополнительные преимущества GGBS включают то, что производство не требует использования каких-либо первичных материалов.

Бетонная конструкция GGBS (SlideShare)

• Хорошая обрабатываемость, которая помогает лучше укладывать и уплотнять.
• Из-за меньшего количества теплоты гидратации повышение температуры будет меньше, что позволит избежать риска термического растрескивания в большом объеме бетона.
• Высокая стойкость к воздействию хлоридов, что снижает риск коррозии бетона.
• Высокая стойкость к воздействию сульфидов, а также других химикатов.
• Хорошая устойчивость

Как это:

Нравится Загрузка …

Связанные

.

Применение порошка стального шлака и заполнителя стального шлака в бетоне со сверхвысокими характеристиками

Применение порошка стального шлака и заполнителя стального шлака в бетоне со сверхвысокими характеристиками (UHPC) было исследовано путем определения текучести, содержания невоспламеняемой воды и пор структуры пасты и прочности бетона на сжатие, а также путем наблюдения за морфологией затвердевшей массы и поверхности разрушения бетона. Результаты показывают, что текучесть пасты, содержащей стальной шлак, выше.Содержание неиспариваемой воды в затвердевшей пасте, содержащей порошок стального шлака, близко к таковому в контрольном образце в позднем возрасте. И порошок стального шлака, и агрегат стального шлака вступают в реакцию и плотно соединяются с гелями и затвердевшей пастой соответственно. Когда коэффициент замещения цемента составляет не более 10%, доля пор размером более 50 нм в затвердевшей пасте, содержащей порошок стального шлака, близка к таковой в контрольном образце, и порошок стального шлака, содержащий UHPC, может демонстрировать удовлетворительную прочность на сжатие.Агрегат стального шлака, содержащий UHPC, демонстрирует более высокую прочность на сжатие.

1. Введение

Стальной шлак — побочный продукт производства стали [1]. Приблизительно 160 кг стального шлака образуется на тонну произведенной стали [2]. Обычными химическими соединениями в стальном шлаке являются SiO ₂ , CaO, Fe ₂ O ₃ , Al ₂ O ₃ и MnO [3, 4]. Основными минеральными компонентами стального шлака являются C ₃ S, C ₂ S, C ₄ AF, фаза обратного осмоса и свободный CaO [5, 6].Многие исследования показали, что стальной шлак может применяться в керамике, материалах дорожных покрытий и других материалах [7–9]. Однако в некоторых странах большое количество стального шлака по-прежнему хранится без полной утилизации [10, 11].

Применение порошка стального шлака в качестве минеральной добавки в бетон исследовалось во многих исследованиях [12–14]. Порошок стального шлака имеет гидравлические свойства, а процесс его гидратации аналогичен процессу гидратации цемента [15, 16]. Исследования показали, что бетон, содержащий порошкообразный стальной шлак, работает лучше, чем простой цементный бетон [17].Ранняя автогенная усадка и адиабатический рост температуры бетона, содержащего стальной шлакопорошок, также ниже, чем у бетона без стального шлакового порошка [18, 19]. Кроме того, содержание неиспариваемой воды в затвердевшей пасте, содержащей мелкодисперсный порошок стального шлака, близко к таковой в затвердевшей простой цементной пасте в позднем возрасте [20, 21]. Из-за отрицательного влияния порошка стального шлака на прочность на сжатие, сопротивление проникновению хлорид-ионов, сопротивление карбонизации и стойкость бетона к сульфатным атакам коэффициент замены цемента не должен быть очень высоким [21–23].

Исследования также показали, что стальной шлак можно использовать в качестве крупного или мелкого заполнителя для бетона [24–26]. Физические свойства стального шлакового агрегата лучше, чем у щебня известнякового заполнителя [27]. Из-за высокой плотности стального шлака бетон, содержащий заполнитель стального шлака, имеет более высокую плотность, чем обычный цементный бетон [28]. Кроме того, бетон, содержащий заполнитель стального шлака, демонстрирует удовлетворительную прочность на сжатие и изгиб [28–30].

Бетон со сверхвысокими характеристиками (UHPC) — это новый тип материала на основе цемента. В общем, UHPC состоит из цемента, микрокремнезема, кварцевого песка, волокна, суперпластификатора и других компонентов и демонстрирует очень высокую прочность на сжатие, высокую пластичность и выдающуюся долговечность [31–35]. Высокотемпературное отверждение обычно используется для UHPC, что способствует ранней гидратации цемента и минеральных добавок [36–38]. Сообщалось о применении многих видов промышленных побочных продуктов, таких как измельченный доменный шлак, фосфорный шлак, летучая зола и медный шлак, в UHPC [39–42].Однако мало исследований посвящено применению стального шлака в UHPC. В этой статье обсуждались применения стального шлака в качестве минеральной добавки и заполнителя в UHPC.

2. Сырье и методы испытаний

2.1. Сырье

В качестве цемента использовался обычный портландцемент, соответствующий китайскому национальному стандарту GB175-2007. Удельная поверхность и марка прочности цемента составляли 350 м ² кг ^-1 и 42,5 соответственно.В качестве стального шлака использовался конвертерный стальной шлак с содержанием 1,5% f -CaO (по массе). На рисунке 1 показано гранулометрическое распределение порошка цемента и стального шлака. Картины дифракции рентгеновских лучей (XRD) стального шлака показаны на рисунке 2. Основные химические компоненты цемента и стального шлака показаны в таблице 1. В таблице 2 представлены основные химические компоненты микрокремнезема.

В качестве мелкого заполнителя использовался кварцевый песок с содержанием 98.2% SiO ₂ (по массе). Кварцевые пески были разделены на три уровня: крупный кварцевый песок, средний кварцевый песок и мелкий кварцевый песок. Диаметр крупного кварцевого песка, среднего кварцевого песка и мелкого кварцевого песка составлял от 0,63 до 1,25 мм, от 0,315 до 0,63 мм и от 0,16 до 0,315 мм соответственно. Диапазон диаметров заполнителя стального шлака был таким же, как и у крупного кварцевого песка. На рис. 3 представлена ​​фотография заполнителя стального шлака и крупного кварцевого песка.

Диаметр и длина используемой стальной фибры варьировались от 0.От 18 до 0,23 мм и от 12 до 14 мм соответственно. Предел прочности на разрыв стальной фибры составил более 2850 МПа. Поликарбоксилатный суперпластификатор (SP) с содержанием твердого вещества 35% (по массе) был использован для регулирования текучести бетона.

2.2. Методы испытаний

В таблицах 3 и 4 перечислены пропорции смеси бетонов и паст, соответственно. Отношение воды к вяжущему в бетонах и пастах составляет 0,16. Сырье для бетонов готовили в следующем порядке. Сначала заполнитель (кварцевый песок и заполнитель стального шлака) и стальное волокно смешивали и перемешивали в течение 4 минут.Затем добавляли цемент и микрокремнезем и перемешивали в течение 2 минут. Наконец, добавляли воду и суперпластификатор, и смесь перемешивали, пока она не отлилась.

Чтобы ускорить степень гидратации цемента и минеральных добавок в раннем возрасте, в этом исследовании был использован метод высокотемпературного отверждения.После заливки бетоны выдерживали 6 ч при температуре окружающей среды. Затем они были отверждены при 40 ± 5 ° C и относительной влажности более 85% в течение 24 часов. После этого бетон был извлечен из форм и выдержан при температуре 70 ± 5 ° C и относительной влажности более 95% в течение 48 часов. После высокотемпературного отверждения бетоны охлаждали до комнатной температуры. Скорости нагрева и охлаждения были менее 15 ° C / ч и 20 ° C / ч соответственно. Наконец, бетон поливали водой и выдерживали под крышкой из полиэтиленовой пленки до 28 дней.

Отлитые бетоны 100 × 100 × 100 мм. Исследование прочности на сжатие проводилось в соответствии с национальным стандартом Китая GB / T50081-2002 при скорости нагружения 1,2 МПа / с. Тестирование текучести пасты проводилось в соответствии с китайским национальным стандартом GB / T8077-2012. Пасты разливали в пластиковые герметичные тубы, чтобы предотвратить потерю воды и карбонизацию, и они отверждались в тех же условиях, что и бетон. На стадии тестирования затвердевшие пасты извлекались, а затем погружались в абсолютный спирт для предотвращения дальнейшей гидратации.Для сушки образцов перед испытанием использовалась электрическая вакуумная сушильная печь. В возрасте 28 дней для определения характеристик пор затвердевших паст использовали ртутный порозиметр (МИП). В возрасте 28 дней морфология затвердевшей пасты и поверхности излома бетона наблюдалась с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Энергодисперсионное рентгеновское излучение (EDX) использовалось для обнаружения распределения элементов в затвердевших пастах и ​​агрегатах. Содержание неиспариваемой воды ( w _n ) в затвердевшей пасте было получено из разницы масс между образцом, высушенным при 105 ° C и нагретым до 1000 ° C, нормализованным по массе только после сушки при 105 ° C и поправка на потери от воспламенения негидратированного образца.

3. Результаты и обсуждение

3.1. Текучесть

На рис. 4 показана текучесть паст. Из-за очень низкого отношения воды к связующему и высокого водопоглощения микрокремнезема текучесть пасты без порошка стального шлака относительно низкая. Однако текучесть пасты увеличивается с увеличением коэффициента замещения цемента. Когда коэффициент замены цемента составляет 20%, текучесть пасты, содержащей порошок стального шлака, примерно на 25 мм выше, чем у пасты без порошка стального шлака.Эти результаты показывают, что использование порошка стального шлака в качестве минеральной добавки может улучшить текучесть пасты, что благоприятно сказывается на удобоукладываемости бетона. Это может быть связано с тем, что активность порошка стального шлака ниже, чем у цемента, и потребность в воде композиционного вяжущего, содержащего порошок шлака стали, меньше, чем у цемента такой же массы в том же пластическом состоянии. Эти результаты согласуются с предыдущим исследованием [17].

3.2. Содержание не испаряющейся воды

Содержание не испаряющейся воды отражает количество продуктов гидратации цемента и минеральных добавок.На рис. 5 показано содержание неиспариваемой воды в затвердевших пастах через 3 дня (конец высокотемпературного отверждения) и 28 дней. Через 3 дня содержание неиспариваемой воды в затвердевшей пасте, содержащей порошок шлака стали, очевидно, ниже, чем в затвердевшей пасте PC. Кроме того, содержание неиспариваемой воды в затвердевшей пасте, содержащей порошок стального шлака, уменьшается с увеличением коэффициента замещения цемента. Эти результаты показывают, что гидратационная активность порошка стального шлака ниже, чем у цемента, что согласуется с предыдущими исследованиями [15, 16].Из-за повышенной степени гидратации во время начального процесса высокотемпературного отверждения содержание неиспариваемой воды в затвердевшей пасте PC не увеличивается резко с 3 до 28 дней. Однако через 28 дней содержание неиспариваемой воды в затвердевшей пасте, содержащей порошок стального шлака, близко к таковому в затвердевшей пасте PC, что означает, что скорость роста содержания неиспариваемой воды в затвердевшей пасте, содержащей порошок стального шлака, выше, чем в затвердевшей пасте PC. затвердевшая паста ПК. Эти результаты показывают, что порошок стального шлака имеет более продолжительную гидратационную активность, чем цемент, в позднем возрасте.

3.3. Результаты SEM и EDX

На рисунках 6 (a) и 6 (b) показаны морфологии SEM отвержденных паст PS3 и PS4 через 28 дней соответственно. На рисунках 6 (c) и 6 (d) показаны спектры EDX в положениях 1 и 2 соответственно. Как показано на рисунках 6 (a) и 6 (b), некоторые частицы не прореагировали полностью в микроструктурах затвердевших паст PS3 и PS4. Согласно результатам EDX, эти частицы представляют собой стальной шлак. Слой продуктов гидратации окутал частицы стального шлака.Кроме того, частицы стального шлака плотно соединяются с гелем вокруг них. Очертания частиц стального шлака также не могут быть четко различимы, поскольку гели C-S-H образуются во время гидратации порошка стального шлака [15-16]. Между тем, гидратационная активность порошка стального шлака повышается за счет раннего высокотемпературного отверждения, и степень гидратации порошка стального шлака уже высока при 28 сутках.

На рисунках 7 (а) и 7 (б) показаны сканирующие электронные микроскопы морфологии поверхностей излома бетонов AS1 и AS2 соответственно.Рисунки 7 (c) –7 (f) показывают спектры EDX в положениях 3, 4, 5 и 6 соответственно. Согласно результатам EDX и морфологии, выступающие части в верхних левых частях рисунков 7 (a) и 7 (b) представляют собой агрегаты стального шлака. Относительно низко расположенные зоны в нижних правых частях рисунков 7 (а) и 7 (b) представляют собой затвердевшие пасты. Как показано на рисунках 7 (a) и 7 (b), некоторые продукты гидратации образовывались на поверхности агрегатов стального шлака, и агрегаты стального шлака плотно соединялись с затвердевшей пастой.Кроме того, нельзя четко различить границы между агрегатами стального шлака и затвердевшими пастами. Эти результаты показывают, что, подобно порошку стального шлака, агрегат стального шлака прореагировал до некоторой степени и произвел некоторые продукты гидратации через 28 дней, что способствует соединению агрегата стального шлака с затвердевшей пастой. Это может быть связано с активирующим действием на агрегат стального шлака, образовавшимся при первоначальном высокотемпературном отверждении.

3.4. Структура пор

На рис. 8 показана структура пор затвердевшей пасты через 28 дней.Благодаря очень низкому соотношению воды к связующему, структура пор затвердевшей пасты ПК очень тонкая. Совокупный объем пор затвердевшей пасты, содержащей порошок стального шлака, резко увеличивается с увеличением коэффициента замещения цемента. Этот результат согласуется с предыдущими исследованиями [21, 23]. Примечательно, что хотя совокупный объем пор затвердевших паст PS1 и PS2 выше, чем у затвердевшей пасты ПК, пропорции пор более 50 нм в затвердевших пастах PS1 и PS2 близки к таковому у затвердевшей пасты ПК, что может быть объясняется высокой степенью гидратации порошка стального шлака.Однако, когда коэффициент замещения цемента составляет более 10%, как совокупный объем пор, так и доля пор размером более 50 нм в затвердевшей пасте, содержащей порошок стального шлака, значительно выше, чем в затвердевшей пасте PC.

3.5. Прочность на сжатие

На рис. 9 показана прочность бетона на сжатие через 28 дней. Прочность на сжатие бетонов S2 и S3 выше 150 МПа и очень близка к прочности бетона C. Это происходит потому, что пропорции пор более 50 нм в затвердевших пастах PS1 и PS2 близки к таковым в затвердевших пастах PC; эта пропорция играет важную роль в прочности бетона на сжатие.Однако прочность на сжатие бетонов S3 и S4 значительно ниже, чем у бетона C. Это связано с тем, что как совокупный объем пор, так и доля пор более 50 нм в затвердевших пастах PS3 и PS4 значительно выше, чем в затвердевших пастах. наклеить ПК. В целом, когда коэффициент замещения цемента составляет не более 10%, порошок стального шлака, содержащий UHPC, может показать удовлетворительную прочность на сжатие.

Прочность на сжатие бетонов AS1 и AS2 выше, чем у бетона C.Между тем, прочность на сжатие бетона, содержащего заполнитель стального шлака, увеличивается с увеличением коэффициента замещения крупного кварцевого песка. Это связано с тем, что, когда прочность бетона на сжатие очень высока, состояние сцепления между заполнителем и затвердевшей пастой играет очень важную роль в прочности бетона на сжатие. Кроме того, согласно результатам SEM и EDX, агрегаты стального шлака вступают в реакцию и плотно соединяются с затвердевшей пастой. В целом стальной шлаковый агрегат, содержащий UHPC, демонстрирует более высокую прочность на сжатие.

4. Выводы

(1) Порошок стального шлака, используемый в качестве минеральной добавки, может улучшить текучесть пасты, что благоприятно сказывается на удобоукладываемости бетона. (2) Когда оба материала подвергаются высокотемпературным условиям отверждения в раннем возрасте порошок стального шлака имеет более продолжительную реакционную активность, чем цемент в позднем возрасте. Неиспариваемая вода в затвердевшей пасте, содержащей порошок стального шлака, близка к таковой в контрольном образце в позднем возрасте. (3) В условиях высокотемпературного отверждения на ранних этапах отверждения частицы гидравлического стального шлака плотно соединяются с гелем вокруг них.Когда коэффициент замещения цемента составляет не более 10%, доля пор размером более 50 нм в затвердевшей пасте, содержащей порошок стального шлака, близка к таковой в контрольном образце, и порошок стального шлака, содержащий UHPC, может демонстрировать удовлетворительную прочность на сжатие. (4) В условиях высокотемпературного отверждения в раннем возрасте агрегат стального шлака вступает в реакцию и плотно соединяется с затвердевшей пастой. Агрегат стального шлака, содержащий UHPC, демонстрирует более высокую прочность на сжатие.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

.

цемент | Определение, состав, производство, история и факты

Цемент , в общем, клейкие вещества всех видов, но в более узком смысле связующие материалы, используемые в строительстве и гражданском строительстве. Цементы этого типа представляют собой мелкоизмельченные порошки, которые при смешивании с водой становятся твердой массой. Отверждение и затвердевание являются результатом гидратации, которая представляет собой химическую комбинацию цементных смесей с водой, которая дает субмикроскопические кристаллы или гелеобразный материал с большой площадью поверхности.Из-за их гидратирующих свойств строительные цементы, которые схватываются и затвердевают даже под водой, часто называют гидравлическими цементами. Самый важный из них — портландцемент.

Процесс производства цемента, от дробления и измельчения сырья до обжига измельченных и смешанных ингредиентов до окончательного охлаждения и хранения готового продукта. Encyclopædia Britannica, Inc.

В этой статье рассматривается история развития цемента, его производство из сырья, его состав и свойства, а также проверка этих свойств.Основное внимание уделяется портландцементу, но также уделяется внимание другим типам, таким как шлакосодержащий цемент и высокоглиноземистый цемент. Строительный цемент имеет общие химические составляющие и технологии обработки с керамическими изделиями, такими как кирпич и плитка, абразивные материалы и огнеупоры. Подробное описание одного из основных применений цемента см. В статье «Строительство зданий».

Применение цемента

Цемент может использоваться сам по себе (т.е. «в чистом виде» в качестве затирочного материала), но обычно используется в растворе и бетоне, в которых цемент смешан с инертным материалом, известным как заполнитель.Строительный раствор представляет собой цемент, смешанный с песком или щебнем, размер которого должен быть менее примерно 5 мм ( ³ / ₁₆ дюймов). Бетон представляет собой смесь цемента, песка или другого мелкого заполнителя и крупного заполнителя, который для большинства целей имеет размер от 19 до 25 мм ( ³ / ₄ до 1 дюйма), но крупный заполнитель также может быть до 150 мм (6 дюймов) при укладке бетона в большие массивы, такие как дамбы. Растворы используются для связывания кирпичей, блоков и камня в стенах или для визуализации поверхностей.Бетон используется для самых разных строительных целей. Смеси грунта и портландцемента используются в качестве основы для дорог. Портландцемент также используется в производстве кирпича, плитки, черепицы, труб, балок, шпал и различных экструдированных изделий. Продукция собирается на заводах и поставляется готовой к установке.

Поскольку бетон является наиболее широко используемым сегодня строительным материалом в мире, производство цемента широко распространено. Ежегодно в развитых странах заливается почти одна тонна бетона на душу населения.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской.
Подпишитесь сегодня
.

Бетонные ингредиенты — archtoolbox.com

Бетон используется в качестве строительного материала на протяжении тысяч лет. Основные ингредиенты остались прежними, но новые технологии добавления добавок позволяют дизайнерам и инженерам точно настраивать окончательные свойства полностью затвердевшего бетона.

Четыре основных ингредиента

Бетон состоит из четырех основных компонентов: воды, портландцемента, заполнителей и воздуха. Соотношение ингредиентов изменяет свойства конечного продукта, что позволяет инженеру разрабатывать бетон, отвечающий их конкретным потребностям.Добавки добавляются для корректировки бетонной смеси в соответствии с конкретными критериями эффективности.

Состав бетона: вода, цемент, заполнитель и воздух

Вода

Вода в бетонной смеси должна быть чистой и без примесей. Количество воды по отношению к количеству цемента влияет на то, насколько легко бетон течет, но также влияет на конечную прочность бетона. Больше воды делает бетон более текучим, но также снижает прочность бетона при отверждении.

Портлендский цемент

Цемент затвердевает при смешивании с водой, которая связывает все ингредиенты вместе. Портландцемент является наиболее распространенным используемым цементом и состоит из глинозема, кремнезема, извести, железа и гипса. Также включены небольшие количества других ингредиентов.

Агрегаты

Большая часть бетонной смеси состоит как из крупных, так и из мелких заполнителей, которые помогают увеличить прочность бетона сверх той прочности, которую цемент может обеспечить сам по себе.В качестве заполнителей используются песок, гравий и щебень. В качестве заполнителей для бетона начинают использоваться переработанные материалы, в том числе доменный шлак, стекло (в основном для декоративных целей) и измельченный бетон.

Воздух

Четвертый главный компонент бетона — это увлеченный воздух. Хотя обычно это не считается ингредиентом, дело в том, что бетонная смесь содержит от 1% до 9% увлеченного воздуха. Когда бетон будет подвергаться очень холодным или морозным условиям, следует добавить большее количество воздуха.

Добавки

Добавки служат для достижения множества целей. Это может быть так же просто, как добавить пигмент для окрашивания бетона. Другие добавки используются для более быстрого отверждения в холодную погоду, создания чрезвычайно высокопрочного бетона или для увеличения текучести бетона без ущерба для прочности. К сожалению, примеси могут привести к нежелательным результатам, например к плохой адгезии чистового пола. По этой причине многие инженеры-строители и архитекторы не решаются использовать добавки.У нас есть статья, в которой рассказывается о различных добавках.

Гидратация: химическая реакция

Хотя содержание влаги уменьшается по мере схватывания бетона, важно знать, что бетон не «сохнет». Скорее, бетон схватывается в результате химической реакции, называемой гидратацией. Поэтому бетон можно помещать под воду.

Бетон начинает схватываться, как только в смесь добавляется вода. Поэтому смесь следует постоянно перемещать, чтобы частицы не связывались друг с другом (таким образом, бетонные тележки вращались).) Большинство строительных площадок требует, чтобы бетон прибыл и был размещен в течение 90 минут после первоначального смешивания, но добавки могут продлить это время.

.