Шлаковый бетон: плюсы и минусы строений, возведенных из данного материала

Содержание

Бетон на граните, шлаке, известняке: какой выбрать?

Бетонный раствор для строительства обязательно включает основные элементы: воду, цемент, песок и наполнитель (чаще всего это щебень). Щебень бывает гранитным, гравийным, известняковым, на основе керамзита, кирпичного боя или асфальта. Каждый из них имеет свои характеристики по прочности, поэтому материал выбирают в зависимости от ответственности строения и сферы применения раствора.

Рассмотрим разновидности щебня 

  1. Щебень на граните считается лучшим наполнителем для бетона благодаря высокой прочности. Используется для ответственных строений, которые должны испытывать максимальную нагрузку (к примеру, дороги и аэродромы, мостовые конструкции, промышленные объекты, колонны, стены и лестничные марши). Эксплуатационные характеристики: марка по прочности от 1200 до 1400, морозостойкость до F400, небольшой процент лещадности (соотношение камней пластинчатой и игольчатой формы к общей массе щебня).
  2. На гравии: изготавливается с помощью просеивания карьерных пород или в процессе дробления скал. Он уступает по своим характеристикам щебню на граните, но и по цене он выходит дешевле. Применяют при дорожном строительстве, для возведения фундаментов (монолит или лента), изготовления плит перекрытия и ЖБИ. Показатели: прочность М 800-М 1000, морозостойкость до 150 циклов, низкая радиоактивность.
  3. Известняковый (доломитовый) — недорогой вид наполнителя. Низкая прочность, но достаточные характеристики по морозостойкости, повлияли на широкое применение его именно в дорожном строительстве.
  4. Щебень из шлака получается в процессе раскалывания и деления на фракции отходов в металлургии. Его используют редко: в основном для строительства небольших, хозяйственных строений, тротуаров и парковочных мест, для создания минваты и производства шлакопортландцемента.
  5. Вторичный: получают с помощью дробления бетонных отходов и кирпича. Основное преимущество такого варианта — это низкая цена. Такой заполнитель подойдет для хозяйственных работ и ремонта, но для ответственного строительства его категорически нельзя использовать.

Какой щебень лучше выбрать для бетона

Выбор и требования, прежде всего, зависят от типа бетонной конструкции.  Для примера, к бетонной смеси для фундамента предъявляют высокие требования, поэтому в качестве наполнителя выбирают гранитный щебень марки М1200. Для легких строений хозяйственного назначения выбирают гравийный щебень.

Что касается показателя морозостойкости бетона: он не так важен при изготовлении раствора для внутренней отделки или заливки пола в помещении. Но для заливки фундамента или даже дорожки лучше использовать наполнитель более устойчивый к перепадам температур.

Соответствие марки щебня и бетонного раствора

Обобщенная таблица соответствия марок представлена ниже:







Марка щебня

Марка бетона

М 1200

М 400 – М 500

М 1000

М 300

М 800

М 200

М 600

М 100

На практике для изготовления бетона марки М 250 и менее используют гравийный наполнитель, а выше М 300 — щебень на основе гранита.

Советы по выбору фракции и количества щебня

Важный показатель, по которому выбирают наполнитель для определенных работ, это размер фракций. Градация щебня выглядит так: 5-10 мм, 10-15 мм, 15-20 мм, 20-40 мм, 40-80 мм.

Если необходима высокая прочность и надежность бетонной конструкции, используют щебень крупных фракций, а наполнитель мелких фракций лучше подходит для заполнения полостей и пустот. Для заливки фундамента используют щебень с фракцией от 5 до 40 мм. Чтобы бетонный раствор получился максимально качественным, и конструкция прослужила долгие годы, рекомендуется при замешивании использовать наполнитель нескольких фракций.

Форма зерен также важна: идеальный расход вяжущего и хорошее уплотнение смеси лучше всего обеспечивает щебень кубовидной формы. Желательно, чтобы в составе было меньше лещадных зерен: они снижают эксплуатационные характеристики смеси.

Пропорции щебня к другим составляющим

Если вы не знаете, сколько щебня нужно, к примеру, для фундамента, то существует следующая формула пропорций: 5 частей щебня, 3 песка, 1 цемента и 1,5 части воды.

Хотите заказать бетон в Липецке с доставкой?

Компания «Технобетон48» предлагает следующие услуги: доставку бетона и растворов, аренду бетононасоса или строительство фундамента под ключ — профессионально, оперативно и по доступным ценам! Качественный бетон на щебне от нашей компании — это гарантия прочности и долговечности!

Керамзитобетон, шлакобетон, опилкобетон, из чего лучше строить?

3 Фев
by admin

Содержание:

  • Керамзитобетон
  • Шлакобетон
  • Опилкобетон
  • Состав
  • Основные характеристики материалов
  • Дом из керамзитобетона, шлакобетона и опилкобетона. Из чего лучше построить?
  • Технология приготовления
  • Очень часто в строительстве монолитных и блочных построек используется особая группа бетонов, получившие название легкие. Они имеют в своем составе наполнители с малой объемной массой и характеризуются небольшим весом и невысокой по сравнению с тяжелыми бетонами прочностью.

    Как правило, легкие бетоны используются при возведении малоэтажных зданий и хозяйственных построек. В ряде случаев прочность стен повышают армированием и внешней облицовкой.

    Несомненным преимуществом легких бетонов является небольшой вес и низкая цена, позволяющие значительно уменьшить энергозатраты и снизить себестоимость жилья. Это делает их особенно привлекательными для частного строительства.

    Среди легких бетонов наибольшей популярностью пользуются бетоны с наполнителями из керамзита, шлака и опилок. Они получили название керамзитобетона, шлакобетона и опилкобетона.

    Керамзитобетон

    В керамзитобетоне в качестве наполнителя используется керамзит – пористый гранулированный строительный материал, получаемый путем высокотемпературного обжига природной глины.

    Керамзит – материал довольно прочный, по сравнению с другими видами легких наполнителей, и имеет лучшие теплозащитные свойства. Это позволяет уменьшить толщину керамзитобетонных стен на 5-10 см, по сравнению, например, со шлакобетонными.

    Керамзитобетон также отличается большей морозостойкостью и более низким водопоглощением, что придает изделиям из него устойчивость к атмосферным явлениям и соответственно, большую долговечность.

    Керамзитобетон практически не дает усадки, что позволяет избежать появления трещин и деформации стен. Также несомненным преимуществом является экологичность наполняющего материала, что дало повод блокам из керамзитобетона называться биоблоками и занимать лидирующие позиции по безопасности среди всех видов легких бетонов.

    К недостаткам керамзитобетона можно отнести его больший по сравнению со шлакобетоном и опилкобетоном вес и более высокую стоимость. Дороговизна обусловлена затратами на производство наполнителя – керамзита, в то время как шлак и опилки являются побочными отходами промышленного производства и не требуют особых вложений.

    Применяется керамзитобетон в строительстве монолитных жилых зданий для возведения наружных стен. Керамзитобетонные блоки используются при возведении построек блочного типа, устройства межкомнатных перегородок, внешних стен и перекрытий. Очень часто керамзитобетон применяется для стяжки пола.

    Шлакобетон

    Шлакобетон получают при смешивании бетонного раствора с топливными и металлургическими шлаками. Наиболее прочными и стойкими считаются шлаки, получаемые при сжигании антрацитов.

    Технологические свойства и эксплуатационные качества шлакобетона находятся в прямой зависимости от его фракционного состава. Чем мельче гранулы шлака, тем прочнее будут возведенные стены, и тем большей теплопроводностью они будут обладать. При использовании в качестве наполнителя крупного шлака, уменьшается вес шлакобетонных блоков, однако также снижается их прочность.

    Шлакобетон уступает по прочности и морозостойкости керамзитобетону и опилкобетону. Стены из шлакобетона обладают большим водопоглощением и теплопроводностью. Поэтому, при возведении стен из него, устраивают дополнительную теплоизоляцию и гидроизоляцию. Толщина стен при этом может достигать 60 см.

    Существенным недостатком шлакобетона можно считать его низкую экологичность, так как при сжигании угля выделяется много вредных веществ. Этим объясняется его меньшее использование в последнее время в качестве материала для жилищного строительства.

    При всех своих недостатках, шлакобетон имеет и неоспоримые достоинства. Стоимость и вес шлакобетонных блоков ниже подобным блокам из керамзитобетона, а по способности хранить тепло, они практически не уступают опилкобетонным.

    Еще одним плюсом в пользу шлакобетона является его безусадочность. Стены из него сохраняют первоначальную форму и не трескаются со временем.

    В настоящее время шлакобетон чаще всего используется для загородного строительства малоэтажных монолитных и блочных зданий и хозяйственных построек. Применяют его также для стяжки пола и крыши.

    Опилкобетон

    В качестве наполнителя для опилкобетона используются обычные древесные опилки, получаемые в результате обработки древесины на деревоперерабатывающих предприятиях. Наибольшее предпочтение отдается опилкам из хвойных пород деревьев, содержащих наименьшее количество водорастворимых веществ.

    Отличительной особенностью опилкобетона, является его способность приобретать необходимую прочность со временем. Поэтому строительство монолитных домов с заливкой стен опилкобетоном рекомендуется начинать весной, чтобы к осени они приобрели желаемую прочность.

    Опилкобетон обладает рядом положительных качеств. Стены, возведенные из него, отличаются хорошими теплоизолирующими свойствами, обладают лучшей, чем у шлакобетона морозостойкостью и являются наиболее экологически чистым материалом для жилищного строительства. Опилкобетонные блоки имеют наименьший вес, по сравнению с шлакоблоками и керамзитоблоками, а их стоимость немного выше, чем у шлакобетонных, но ниже керамзитобетонных.

    Из недостатков опилкобетона можно отметить его высокую способность к водопоглощению, из-за чего наружные стены, возведенные из него, нуждаются в дополнительной облицовке кирпичом. Толщина самих опилкобетонных стен при этом может быть в среднем 30 см, без учета внешней облицовки.

    К недостаткам опилкобетона также можно отнести его способность давать усадку со временем, из-за чего возможна деформация опилкобетонных блоков и появление со временем трещин в стенах дома. По прочности опилкобетон уступает шлакобетону и керамзитобетону.

    Вследствие своей невысокой стоимости, хороших теплоизолирующих свойств и экологичности, опилкобетон является довольно-таки популярным материалом для жилищного строительства малоэтажных зданий. Из него производятся блоки для наружных стен, плиты и панели для внутренних перегородок.

    Состав керамзитобетона, шлакобетона и опилкобетона

    Легкие бетоны на основе керамзита, шлака и опилок изготавливаются по схожей технологии и имеют в своем составе все основные компоненты любого бетона – цемент, песок, наполнитель и воду. Количество воды рассчитывается индивидуально, в зависимости от влажности составных частей и вида строительных работ. Очень часто в бетонный раствор добавляются специальные добавки, такие, как пластификаторы и известь.
    Керамзитобетон чаще всего имеет следующий состав:
    1 часть цемента
    2 части песка
    3 части наполнителя – керамзита.

    Увеличивая количество песка, можно добиться большей плотности раствора, а соответственно и прочности керамзитобетонных изделий, однако при этом снизятся их теплоизоляционные свойства. И наоборот, добавив больше керамзита в смесь, получим хорошую теплоизоляцию, но потеряем в прочности.

    Шлакобетонный раствор состоит из следующих составляющих веществ:
    1 часть цемента
    1 часть извести
    2 части песка
    10 частей шлака.

    Известь добавляется для улучшения пластичности смеси. Количество частей шлака варьируется в зависимости от марки цемента и планируемой прочности. Чем выше марка, тем большее количество шлака добавляется в раствор. Для примера, на марку цемента М300 берется 10 частей шлака, на марки М100 и М400 – 8 и 12 соответственно.

    Опилкобетон имеет схожий со шлакобетоном состав:
    1 часть цемента
    1 часть извести
    2 части песка
    8 частей опилок.

    Количество опилок может изменяться в большую или меньшую сторону и зависит от марки цемента. Чем выше марка, тем большее количество частей опилок засыпают в раствор. Прочность получаемых в результате изделий не снижается за счет лучших сцепляющих качеств цемента. На цемент марки М400 можно взять уже 10 частей опилок.

    Основные характеристики керамзитобетона, шлакобетона и опилкобетона

    Технические характеристики и эксплуатационные качества легких бетонов зависят от физико-химических свойств их наполнителей.
    Керамзитобетон обладает всеми положительными и отрицательными качествами керамзита. Керамзитовые гранулы передают бетону свои высокие теплоизолирующие свойства. По теплоемкости керамзитобетон превосходит шлакобетон и опилкобетон.

    Пористость керамзитового наполнителя придает керамзитобетонным стенам воздухопроницаемость, что способствует поддержанию в жилом помещении комфортного микроклимата. Более высокое, чем у кирпича, водопоглощение препятствует повышению влажности в помещении, а по показателям морозостойкости и прочности керамзитобетон практически ему не уступает.

    Если рассматривать наиболее важные для строительства свойства керамзитобетона, то для него характерны следующие показатели:

    • прочность – 50-150 кг/см2
    • объемный вес-700-1500 кг/м3
    • теплопроводность-0,15-0,45 Вт/м град
    • морозостойкость-50 циклов
    • усадка-0%
    • водопоглощение-50%
    • время остывания стены-75-90 часов.

    Шлакобетон по своим техническим характеристикам уступает керамзитобетону. В то же время, если сравнивать его с кирпичом, то он обеспечивает в полтора раза большую теплозащиту, а стоимость и вес его намного ниже.

    Основные характеристики шлакобетона:

    • прочность-25-75 кг/см2
    • объемный вес-500-1000 кг/м3
    • теплопроводность-0,3-0,5 Вт/м град
    • морозостойкость-20 циклов
    • усадка-0 %
    • водопоглощение-75%
    • время остывания стены-65 часов.

    Опилкобетон – пожалуй, самый благоприятный для жилищного строительства материал, способный поддерживать в помещении комфортную для проживания людей микрофлору. По теплоизолирующим свойствам он предпочтительнее кирпича. Однако, опилкобетон значительно уступает в прочности как керамзитобетону, так и шлакобетону, а его высокие показатели водопоглощения требуют обязательной гидроизоляции внешних стен.

    Технические характеристики опилкобетона:

    • прочность-20-50 кг/см2
    • объемный вес-500-900 кг/м3
    • теплопроводность-0,2-0,3 Вт/м град
    • морозостойкость-25 циклов
    • усадка-0,5-1% мм/м2
    • водопоглощение-60-80%
    • время остывания стены-65 часов.
    Дом из керамзитобетона, шлакобетона и опилкобетона. Из чего лучше построить?

    Принимая решение о постройке дома, в первую очередь следует выбрать материал, из которого он будет возведен. Учитывается как его стоимость, так и практичность, а также комфортность для проживания и достаточный запас прочности.

    Для частного домостроительства практичнее, несомненно, будет использование легких бетонов – керамзитобетона, опилкобетона и шлакобетона. Блоки из них превосходят традиционный для строительства кирпич по ряду характеристик и положительных свойств, а стоимость существенно ниже. Каждый из этих материалов обладает своими преимуществами и недостатками. Так какой же из них лучше? Постараемся выбрать оптимальный вариант, руководствуясь себестоимостью жилья и качеством материалов.

    Керамзитобетон – из всех представленных видов легких бетонов является наиболее дорогим. Однако он превосходит их практически по всем наиболее важным эксплуатационным характеристикам.

    Прочность, хорошая морозоустойчивость, высокие теплоизолирующие показатели, отсутствие усадки и низкий коэффициент водопоглощения делают его наиболее привлекательным для строительства частного дома.

    Экологичность керамзитобетона добавляют еще один плюс в его пользу. Дом из керамзитобетона «дышит», что позволяет сохранять в пределах нормы влажность помещений и благоприятствует комфортному проживанию.

    Шлакобетон – самый дешевый материал для возведения стен. Тем не менее, уступая керамзитобетону практически по всем показателям, он имеет меньший объемный вес, а значит строительство из него потребует меньших трудовых затрат и времени.

    Существенным недостатком, перечеркивающим все положительные качества шлакобетона является его низкая экологичность. А высокий показатель водопоглощения, ставит условие обязательной облицовки внешних стен и устройство дополнительной гидроизоляции, что приводит к дополнительным расходам и сводит на нет экономию от низкой цены на материал.

    Опилкобетон – наименее прочный материал среди керамзитобетона и шлакобетона, обладающий наибольшим коэффициентом водопоглощения. Все это делает его менее привлекательным материалом для возведения дома, чем керамзитобетон и шлакобетон.

    В пользу опилкобетона можно отнести его высокие показатели теплоемкости, практически не уступающие керамзитобетону, малый вес и высокую экологичность материала. В доме, построенном из опилкобетона, сохраняется наиболее благоприятная в экологическом плане обстановка, а также устанавливается комфортный для людей микроклимат.

    Высокие теплоизоляционные свойства позволяют значительно уменьшить толщину стен, сокращая время на возведение дома и уменьшая затраты на стройматериалы. Однако, практически одинаковая с керамзитобетоном стоимость, а также необходимость устройства гидроизолирующего слоя и наружной облицовки стен, сводят на нет всю экономию.

    Минусом опилкобетона также является продолжительный период застывания бетонной массы, что приводит к увеличению продолжительности возведения монолитных зданий и построек.

    Обобщая все вышесказанное, можно сделать вывод, что наиболее оптимальным вариантом для строительства загородного дома будет являться керамзитобетон. В пользу него говорит превосходство его по всем основным техническим характеристикам перед остальными материалами, отсутствие необходимости дополнительной защиты наружных стен от погодных условий, а также наибольшая прочность, а соответственно и срок службы.

    Технология приготовления керамзитобетона, шлакобетона и опилкобетона

    Возведение монолитных стен, а также самостоятельное изготовление блоков для строительства потребует знания технологии приготовления бетонного раствора. Для керамзитобетона, шлакобетона и опилкобетона, она примерно одинаковая, однако имеются небольшие нюансы.

    Так, например, при замесе опилкобетона, вначале опилки просеиваются, для получения более однородной и качественной смеси, затем смешивают цемент с песком и добавляют опилки. После тщательного перемешивания сухой смеси добавляется вода небольшими порциями и происходит замешивание бетонного раствора.

    Технология приготовления шлакобетона аналогична, за исключением того, что в качестве наполнителя берется шлак. Желательно для раствора брать разнофракционный шлак, так можно добиться лучшей прочности материала. Крупного шлака при этом должно быть примерно в 1,5 раза больше, чем мелкого. Для пластичности добавляют гашеную известь, которая облегчит процесс смешивания и укладку.

    В бетонную смесь с керамзитобетоном очень часто добавляется мыло или стиральный порошок, они придают составу пластичность и вязкость. В остальном же технология изготовления керамзитобетона подобна шлакобетону и опилкобетону. Для увеличения прочности бетона, часть керамзита заменяется песком, который заполняет все поры между гранулами керамзита и увеличивает плотность, а значит и прочность керамзитобетонного раствора.

    Шлакобетонные стены | Mensh.ru

    Из шлака делают монолитные набивные и блочные стены. Они достаточно прочны, мало теплопроводны, несгораемы и дешевы. Толщина шлакобетонных стен зависит от климатических условий. Стены из шлакобетона относительно долговечны: при хорошей влагозащите и надежном фундаменте срок их службы составляет не менее 50 лет.

    Материалы

    Обычно для получения шлакобетона используют топливные шлаки, как более доступные, чем металлургические, хотя по прочности они уступают металлургическим шлакам. Из топливных шлаков самым прочным и стойким является шлак, получаемый от сжигания антрацита. Шлаки бурых углей имеют в своем составе много неустойчивых примесей и малопригодны для возведения стен. Все остальные каменные угли дают шлаки с промежуточными свойствами, позволяющими широко применять их для получения шлакобетона.

    Шлаки должны быть чистыми и не содержать посторонних примесей: земли, глины, золы, несгоревшего угля, мусора. Чтобы уменьшить содержание необожженных глинистых частиц и вредных солей, свежий шлак необходимо выдержать в течение года в отвалах на открытом воздухе, обеспечив при его складировании свободный отвод дождевых и паводковых вод.

    Вяжущим материалом для шлакобетона могут служить: цемент, известь, гипс, глина. Самыми прочными будут стены при использовании цемента и извести.

    Заполнителем являются шлаки, причем чистые, отсортированные на ситах с ячейками 40х40, 5х5, 1х1 мм.

    Соотношение частей заполнителя

    Прочность и теплозащитные свойства шлакобетона во многом зависят от соотношения крупных и мелких частей шлакового заполнителя. При крупном шлаке бетон получается более легким, но менее прочным, при мелком — наоборот, более плотным и более теплопроводным. Для наружных стен оптимальное соотношение мелкого и крупного шлака составляет от 3:7 до 4:6, для внутренних несущих стен, где низкая теплопроводность не нужна, для увеличения их прочности следует увеличить содержание мелкого шлака, причем шлак размером более 10 мм в состав не включается вообще. Для повышения прочности и долговечности добавляется песок: 10…20% общего объема шлака.

    Приготовление шлакобетона

    Сначала шлак просеивают на сите с ячейками 40х40 мм, а затем — 5х5 мм. То, что не прошло через сито 5х5, считается крупным шлаком. Прошедший же через это сито шлак просеивают на сите с ячейками 1х1 мм. Образуются как бы 2 фракции шлака — крупная (не прошедшая через сито с ячейками 5х5 мм) и мелкая (не прошедшая через сито 1х1 мм). 60…70% крупного и 30…40% мелкого шлака смешивают с одним или двумя вяжущими.

    Для повышения прочности за несколько часов до приготовления бетонной смеси надо увлажнить шлак. На приготовление 1 м3 шлакобетона расходуется 250…350 л воды.

    Готовя шлакобетон определенной марки, следует учитывать не только количество материалов, взятых по объему, но и марку цемента.

    Технология приготовления шлакобетона несложна. Отмеривают крупный и мелкий шлак, смесь перелопачивают, добавляют цемент, еще раз все хорошо перелопачивают, смачивают водой и опять перелопачивают до получения однородной массы.

    Шлакобетон используют в течение 1 ч.

    Возведение стен

    Набивные стены могут быть монолитными и пустотелыми. Для устройства пустот в бетон вставляют вкладыши, закрепляя их в опалубке. Форма и размеры вкладышей могут быть разнообразными, но все они должны быть немного конусообразными. Перед вставкой в опалубку их смазывают машинным маслом или солидолом. Вместо смазки вкладыши можно обернуть рубероидом или пергамином, которые после выемки вкладышей удаляют. Поскольку бетон в опалубке набивают поясами, то вкладыши надо вставлять в ранее оставленные пустоты.

    Иногда вместо вкладышей изготовляют картонные трубы круглой или эллиптической формы длиной в высоту стен или в половину. Эти трубы оставляют в стенах.

    Обычно делают 2 ряда пустот, но лучше, когда их 3…5. После высыхания стен пустоты эти засыпают совершенно сухим шлаком, золой, торфом. Шлакобетонные стены дают очень большую усадку, в результате чего в них появляются трещины. Этого можно избежать, вставляя в шлакобетон стальные прутья диаметром 4…6 мм из расчета 3…4 прута на ширину стены.

    Ставят их в несколько рядов по высоте стен в следующем порядке:

    • 1-й ряд — на 50 мм выше изоляционного слоя фундамента;
    • 2-й ряд — под оконными проемами;
    • 3-й ряд — над оконными проемами;
    • 4-й ряд — на отметке низа балок чердачного или междуэтажного перекрытия.

    Установив опалубку и вкладыши, готовят шлакобетонную смесь и немедленно укладывают ее слоями толщиной не более 200 мм. Затем смесь тщательно штыкуют лопатой,тонким стальным прутом или палкой (особенно у стенок опалубки, в углах и около вкладышей), а затем уплотняют трамбовкой.

    На 1-й слой кладут, 2-й, 3-й и т.д. Шлакобетон, в состав которого входит цемент, в течение 10 дней следует поливать водой и укрывать мешковиной, рогожами, матами. Шлакобетон на извести, гипсе и глине водой не поливают, а только предохраняют от быстрого высыхания и растрескивания (особенно это следует делать при ветреной погоде).

    От опалубки шлакобетон освобождают через 2…3дня после заливки.

    Бетон полностью затвердевает через 28 дней, а высыхает через 2…3 месяца. После полного высыхания пустоты рекомендуется засыпать сухими материалами (слоями по 20 см), хорошо уплотняя их.

    Оконные и дверные коробки замоноличивать не рекомендуется. Лучше изготовить временные коробки, размеры которых по высоте и ширине на 20 мм больше, и укрепить их в опалубке. При бетонировании с боковых сторон временных коробок ставят деревянные пробки (по 2…3 с каждой стороны). После схватывания бетона временные коробки вынимают и ставят постоянные, закрепляя их гвоздями к деревянным пробкам. Щели между коробками и стенами конопатят.

    Шлакобетонные камни

    Для ускорения строительных работ шлакобетонные стены часто возводят из готовых шлакобетонных камней, которые достаточно просто изготовить своими силами в условиях стройки. Формы для изготовления шлакобетонных камней выпускаются промышленностью, но их достаточно просто изготовить и самостоятельно.

    Распространенные размеры целого шлакобетонного камня:

    • длина — 390 мм;
    • ширина — 190 мм;
    • высота — 188 мм.

    Шлакобетон для формовки шлакобетонных камней готовят объемной массой 1400…1800 кг/м3. При жесткой шлакобетонной смеси и хорошем уплотнении возможна последовательная распалубка камней сразу после их изготовления. Распалубленные шлакоблоки сушат в течение 2…3 недель в тени. При сухой и ветреной погоде их в первые 5…7 суток увлажняют. В качестве пустотообразователей и тепловых вкладышей применяют те же материалы, что и при возведении монолитных шлакобетонных стен.

    Шлаковый цемент — области применения и характеристики портландцемента со шлаком

    Шлакопортландцемент – гидравлическое вяжущее, получаемое путем совместного помола клинкера, гипса и гранулированного доменного или электротермометаморфического шлака. Есть и другой способ производства этого вяжущего – раздельный помол компонентов с последующим их перемешиванием. Долгое время шлак считался бесполезным отходом металлургических производств, но практика показала, что с помощью его добавления в цемент можно добиться ценных характеристик вяжущего. Количество шлака в вяжущем составляет 20-80 %. До 10 % этого компонента может заменяться трепелом или другой активной добавкой.

    Производство гранулированного шлака

    Шлак – побочный продукт металлургического производства, состоящий из кварца, оксидов кальция, магния. Расплавленный шлак, предназначенный для добавки в портландцемент, подвергается ускоренному охлаждению водой или паром – грануляции. Скоростное охлаждение предотвращает кристаллизацию продукта, он остается в химически активном стеклообразном тонкозернистом состоянии. Гранулированный шлак, благодаря сохранению химической активности, вступает во взаимодействие с компонентом клинкера – гидроксидом кальция – с образованием гидросиликата и гидроалюмината кальция.

    Компоненты цемента со шлаком:

    • Клинкер с содержанием магния не более 6 %. Оксид магния снижает прочность бетона.
    • Доменный или электротермометаморфический шлак – 20-80 %. Оптимальное количество шлаковых добавок зависит от требуемых характеристик вяжущего.
    • Гипс природный чистый и гипс, содержащий фосфор, бор, фтор. Содержание гипсовых компонентов не должно превышать 5 % от общей массы клинкера.

    Компоненты высушивают в специальных камерах. Влажность после высушивания не превышает 1 %. После этого их перемалывают до состояния тонкодисперсного порошка.

    Характеристики шлакопортландцемента

    Зачем в цемент добавляют шлак?

    С помощью этого технологического приема удается добиться получения целого комплекса полезных характеристик:

    • Повышенная стойкость материала к мягким и сульфатным водам, благодаря отсутствию активных компонентов и плотной молекулярной структуре. ШПЦ может использоваться для строительства конструкций, эксплуатируемых во влажной среде.
    • Пониженное тепловыделение, что является положительным моментом при строительстве массивных конструкций, но отрицательным при бетонировании в холодные периоды года.
    • Умеренная водопотребность.
    • Высокая водостойкость и морозостойкость.
    • Повышенная жаростойкость – +600…+800 °C.
    • Стоимость, которая ниже стоимости традиционного портландцемента на 15-20 %. В масштабах крупного строительства этот фактор обеспечивает существенную экономию.
    • Возможность применения для строительства как наземных, так и подземных конструкций.

    Цемент со шлаком отличается от цемента традиционного состава меньшей плотностью, что снижает массу готовой строительной конструкции или бетонного изделия.

    Минусом шлакосодержащего материала считается замедленное твердение в первое время после заливки. Особенно медленно оно протекает при пониженных температурах. Твердение шлакопортландцемента можно значительно ускорить применением тепло-влажностной обработки. Поэтому такое вяжущее активно используется при производстве изделий, подвергаемых пропариванию.

    Можно назвать еще одну отрицательную характеристику цемента со шлаком – меньший гарантированный срок годности, по сравнению с обычным ПЦ. Шлакопортландцемент способен сохранять рабочие характеристики на протяжении всего 45 суток после отгрузки с завода-изготовителя. При хранении необходимо соблюдать нормативные требования, иначе ШПЦ потеряет рабочие характеристики еще быстрее.

    Виды цемента с добавкой шлака

    Шлакопортландцемент по скорости твердения делится на два основных типа:

    • Нормальнотвердеющий. По набору прочности отстает в первые дни от обычного портландцемента. Но после трех недель твердения прочность ШПЦ выше прочности ПЦ аналогичной марки.
    • Быстротвердеющий. В составе такого вяжущего присутствуют ускорители твердения вулканического и минерального происхождения – пепел, пемза и другие. Марочную прочность такое вяжущее способно набрать уже после 7-14 суток твердения.

    Области применения цемента со шлаком

    Для чего пригоден цемент с содержанием шлака более 20 %:

    • Производство ЖБИ – панелей, плит перекрытия.
    • Изготовление монолитных строительных конструкций объектов жилого и промышленного назначения.
    • Изготовление бетонных изделий с применением пропаривания.
    • Строительство объектов с применением различных способов тепло-влажностной обработки.
    • Устройство дорожного полотна.
    • Производство бетонных труб для устройства инженерных коммуникаций.
    • Строительство мостовых конструкций и эстакад.
    • Приготовление штукатурных и кладочных растворов.

    Бетонные смеси и строительные растворы на основе шлакопортландцемента в нашей стране распространены не очень широко. Они изготавливаются в заводских условиях, а их использование в строительстве контролируется инженерами-строителями.

    Бетон из граншлака: состав и пропорции

    Особенности и области применения

    Гранулированный шлак повсеместно применяется в строительных целях. Доменные граншлаки в составе смеси используются в качестве заменителя (иногда частично) песка. Также гранулированный шлак – это эффективный заменитель натуральных материалов из камня, которые используются для ремонта и строительства автомобильных магистралей.

    Схема производства бесклинкерных цементов.

    Если сравнивать основание из гранитного щебня и из шлака, то второе имеет ряд преимуществ. Благодаря тому что шероховатость поверхности зерен щебня из шлаков больше, он лучше и легче укатывается.

    Щебень из доменного шлака повышает качество технологических характеристик бетона, являясь эффективным заполнителем. На 70-80% его прочность выше, чем те же параметры у бетонной смеси с добавлением гранита, что не может не сказываться на качестве готовых изделий.

    Схема процесса сухой грануляции доменного шлака.

    Мелкозернистый бетон, используемый в армоцементных и железобетонных конструкциях, содержит в своем составе гранулированные шлаки. В целом состав мелкозернистого бетона выглядит следующим образом: в роли вяжущего компонента применяют шлакопортландцемент и бесклинкерные шлаковые вяжущие, дробленый отвальной/литой шлак в качестве заполнителя, вода и ПАВ.

    Для достижения полноты химико-физических процессов, которые происходят при тепловлажностной обработке, и высокой удобоукладываемости важно подобрать при выборе сочетания мелкозернистого шлакового бетона необходимое содержание воды.

    Количественное соотношение материалов

    Ниже представлена таблица, в которой показано, сколько граншлака нужно взять, чтобы приготовить один куб раствора.

    Расход каждого компонента зависит от марки смеси, какую вы хотите получить

    Марка Цемент (кг) Щебень (м3) Песок (м3)
    100 220 0,8 0,6
    200 280 0,8 0,5
    250 330 0,8 0,5
    300 380 0,8 0,4

    Количество раствора, необходимого для приготовления и применения на площади конкретных размеров, рассчитывается по следующей формуле: длину нужно умножить на ширину и на глубину обрабатываемой поверхности. Полученная цифра и будет тем количеством, которое вам потребуется для заливки требуемого пространства.

    Схема производства шлакопортландцемента.

    На качество раствора влияет назначение и ответственность будущей конструкции. Для состава М100 расходуют цемента меньше, чем для М400 (500). В силу того что бетон М400 (500) способен выдерживать большие нагрузки, чем М100, то и соотношение входящих в них материалов будет разным.

    Товарный бетон – это М400 (500). Помимо основных составляющих, в них вносят различные добавки (в том числе и морозостойкие). Ниже приведены данные по изготовлению раствора классом М100-450 из цемента М400 (500).

    Пропорции бетонной смеси из цемента М400

    Марка Объем раствора из 10 л цемента, в л Массовый состав (кг) Ц/П/Щ Массовый состав (л) на 10 л цемента П/Щ
    100 78 1/ 4,6/ 7 41/61
    150 64 1/ 3,5/ 5,7 32/50
    200 54 1/ 2,8/ 4,8 25/42
    250 43 1/ 2,1/ 3,9 19/34
    300 41 1/ 1,9/ 3,7 17/32
    400 31 1/ 1,2/ 2,7 11/24
    450 29 1/ 1,1/ 2,5 10/22

    Пропорции бетонной смеси из цемента М450

    Марка Объем раствора из 10 л цемента, в л Массовый состав (кг) Ц/П/Щ Массовый состав (л) на 10 л цемента П/Щ
    100 90 1/ 45,8/ 8,1 53/71
    150 73 1/ 4,6/ 6,6 40/58
    200 62 1/ 3,5/ 5,6 32/49
    250 50 1/ 2,6/ 4,5 24/39
    300 47 1/ 2,4/ 4,3 22/37
    400 36 1/ 1,6/ 3,2 14/28
    450 32 1/ 1,4/ 2,9 12/25

    Технология изготовления

    (средняя плотность – 1800-2300 кг/м3, прочность – 30-100 МПа)

    • оптимизация зернового состава заполнителя;
    • подбор рационального состава цементно-шлаковой смеси;
    • интенсивное перемешивание цементно-шлаковой смеси в смесителях;
    • применение эффективных способов пропаривания (t = 90-100°C) и уплотнения.

    Предварительно дробят гранулированный шлак. Способ дробления во многом определяет форму зерен и величину их поверхности. Полученный состав шлакового заполнителя в виде зерен должен по минимуму обеспечивать потребность смеси в воде. При производстве гранулированного шлака нужно использовать смесь дробленого и недробленого гранулированного шлака, обеспечивающую оптимальный состав заполнителя.

    Население с давних времен использует для целей строительства шлаки. Легкий и прочный материал шлакобетон получается путем смешения вяжущего и металлургического шлака. Его стоимость в 1,5 раза дешевле полнотелого кирпича, а эффективность теплозащитных свойств примерно во столько же раз выше. При хорошей защищенности от влаги и гидроизолированном фундаменте срок службы стен из данного материала обладает долговечностью и составляет около 50 лет.

    Цемент со шлаком: пропорции и применение

    Просмотров: 2594

    Комментариев:

    Рейтинг: 70

    В настоящее время распространенной строительной смесью является цемент со шлаком, применение которой себя оправдало. Ведь именно эти составляющие в комплексе способны придать прочности любому раствору и подобному составу для отделки.

    Схемы производства цемента разными способами.

    Особенности смесей в рамках бытового применения

    Есть множество вариантов применения шлака с цементом в ремонтных и строительных работах.

    Но для начала будет целесообразным рассмотреть особенности такого бетона, которые наиболее уместны для отдельно взятых случаев его применения.

    Таблица сроков схватывания цемента с разным типом шлака.

    1. Как правило, отличаются особенности изготавливаемой смеси для наружных и внутренних отделок. Если вы собираетесь сделать раствор на основе шлака и цемента, которым будете отделывать внутренние поверхности, то следует отдать предпочтение крупнозернистому шлаку, которого нужно взять примерно 6 частей. Остальные 4 части — мелкозернистый гранулированный шлак. Цемент для бетона может быть использован любой. Для отделки наружного фасада здания принято использовать такие пропорции: примерно 3 части мелкозернистого шлака и 7 частей крупнозернистого. Цемент нужно брать более качественный, чтобы он обладал достаточной устойчивостью к внешним атмосферным воздействиям.
    2. Если вам нужно сделать качественную заливку, и времени в запасе есть достаточно, то следует отдать свое предпочтение негранулированному шлаку. Эта смесь будет заметно медленнее застывать, но в результате покрытие будет намного качественнее. Ведь на нем долго не будут образовываться трещины, появление которых наблюдается уже через 1-2 года на залитом цементном полу.
    3. Для отделки наружной части выступающего фундамента (цоколя) специалисты рекомендуют использовать цемент со шлаком гранулированным. При этом, чем больше отделываемая поверхность, тем больше гранулы в шлаке могут быть использованы. И наоборот.

    Строительство стены из шлакоблока.

    Итак, это были основные особенности использования шлака и цемента в обычном бытовом строительстве. Соблюдая такие несложные правила, вы сможете добиться качественной отделки и ни о чем не жалеть в последующем.

    При этом у вас появляется отличная возможность произвести хоть незначительную, но все же экономию денежных средств за счет четкого выбора конкретных пропорций.

    Вернуться к оглавлению

    Использование в более серьезных целях

    Но есть еще и немного другие, более серьезные сферы применения цемента со шлаком. В основном применяется шлаковый портландцемент, который считается одним из наиболее прочных и надежных строительных материалов. Чтобы предвидеть хороший результат от смеси цемента со шлаком, применение материала должно быть правильно продумано.

    Схема формирования стен из шлакобетона.

    1. Шлаковый портландцемент все чаще применяется для изготовления плит перекрытия при строительстве многоэтажных домов. Это связано с тем, что высокий уровень надежности материала обеспечивает долговечную службу перекрытий, что так важно для безопасности жилых домов.
    2. Смесь цемента и шлака применяется для устройства фундаментов зданий. Это очень актуально, в особенности если стены в доме планируется делать из облегченных строительных материалов. Именно фундамент здесь будет служить основательной опорной конструкцией.
    3. Из шлакобетона, изготовляемого на основе смеси самого качественного вида цемента со шлаком, изготавливаются армированные пояса. Они также распространены в проектах многоэтажного строительства, а еще для армирования отдельных инженерных конструкций.
    4. Смесь высококачественных шлака и цемента очень востребована в строительстве подводных и околоводных сооружений, в том числе и инженерных. Ведь такие конструкции сильно подвержены воздействию пресной воды, которая со временем имеет свойство разрушать несоответствующие такому строительству конструкции.
    5. Также данная смесь нашла свое применение и в отдельных видах теплоизоляции помещений. Особенно качественно все получается в комплексе со стандартными утеплителями. Это придает помещению максимальную степень защищенности от проникновения холода. Это наиболее хорошо проявляется в использовании функциональной штукатурки, которая и дефекты заделывает, и вид стене придает более ухоженный.

    Но и это еще не все. Классов шлакового портландцемента на сегодняшний день так много, что специалисты успели выделить из них самые распространенные и хорошие, которые наиболее целесообразно применять для тех или иных задач в строительно-ремонтных работах.

    Стальной шлак — Описание материала — Руководство пользователя по отходам и побочным продуктам при строительстве дорожной одежды

    СТАЛЬНЫЙ ШЛАК Описание материала

    ПРОИСХОЖДЕНИЕ

    Стальной шлак, побочный продукт производства стали, образуется во время отделения жидкой стали от примесей в сталеплавильных печах.Шлак представляет собой расплавленный жидкий расплав и представляет собой сложный раствор силикатов и оксидов, который затвердевает при охлаждении.

    Практически вся сталь в настоящее время производится на металлургических комбинатах с использованием версии основного кислородного процесса или на специальных сталеплавильных заводах (мини-заводах) с использованием процесса электродуговой печи. Процесс мартеновской печи больше не используется.

    В кислородном процессе горячий жидкий доменный металл, лом и флюсы, состоящие из извести (CaO) и доломитовой извести (CaO.MgO или «долим») загружаются в конвертер (печь). В конвертер опускается фурма и впрыскивается кислород под высоким давлением. Кислород соединяется с примесями заряда и удаляет их. Эти примеси состоят из углерода в виде газообразного оксида углерода и кремния, марганца, фосфора и некоторого количества железа в виде жидких оксидов, которые соединяются с известью и долимом с образованием стального шлака. В конце операции рафинирования жидкая сталь выпускается (выливается) в ковш, в то время как стальной шлак остается в емкости, а затем выпускается в отдельную емкость для шлака.

    Существует множество марок стали, которые можно производить, и свойства стального шлака могут значительно изменяться с каждой маркой. Марки стали можно разделить на высокие, средние и низкие, в зависимости от содержания углерода в стали. Высококачественные стали имеют высокое содержание углерода. Чтобы уменьшить количество углерода в стали, в процессе производства стали требуются более высокие уровни кислорода. Это также требует добавления повышенных уровней извести и долима (флюса) для удаления примесей из стали и повышенного образования шлака.

    В процессе производства стали образуется несколько различных типов стального шлака. Эти различные типы называются печным или выпускным шлаком, скребковым шлаком, синтетическим или ковшевым шлаком, а также карьерным или очистным шлаком. На рисунке 18-1 представлена ​​диаграмма общего потока и производства различных шлаков на современном металлургическом заводе.

    Стальной шлак, образующийся на первичной стадии производства стали, называется печным шлаком или выпускным шлаком. Это основной источник стального шлакового агрегата.После выпуска из печи расплавленная сталь перемещается в ковш для дальнейшего рафинирования для удаления дополнительных примесей, все еще содержащихся в стали. Эта операция называется рафинированием в ковше, потому что она выполняется внутри передаточного ковша. Во время рафинирования в ковше образуются дополнительные стальные шлаки путем повторного добавления флюсов в ковш для плавления. Эти шлаки объединяются с любым уносом печного шлака и способствуют поглощению продуктов раскисления (включений), теплоизоляции и защите огнеупоров ковшей.Стальные шлаки, образующиеся на этой стадии производства стали, обычно называют шлаками граблей и ковшей.

    Рисунок 18-1. Обзор производства шлака на современном металлургическом комбинате.

    Шахтный шлак и очистной шлак — это другие виды шлака, обычно встречающиеся при производстве стали. Обычно они состоят из стального шлака, который падает на пол установки на различных этапах работы, или шлака, который удаляется из ковша после выпуска.

    Поскольку стадия рафинирования в ковше обычно включает сравнительно высокие добавки флюса, свойства этих синтетических шлаков сильно отличаются от свойств печного шлака и, как правило, непригодны для переработки в качестве агрегатов стального шлака. Эти различные шлаки необходимо отделить от печного шлака, чтобы избежать загрязнения производимого шлакового агрегата.

    Помимо извлечения шлака, жидкий печной шлак и ковшевые шлаки обычно перерабатываются для извлечения черных металлов.Эта операция по извлечению металлов (с использованием магнитного сепаратора на конвейере и / или электромагнита крана) важна для сталелитейщика, поскольку затем металлы можно повторно использовать на сталеплавильном заводе в качестве исходного материала для доменной печи для производства чугуна.

    Дополнительную информацию об использовании агрегатов стального шлака в США можно получить по адресу:

    Национальная шлаковая ассоциация

    Улица 808 Норт-Фэрфакс,

    Арлингтон, Вирджиния 22314

    ОПЦИИ ТЕКУЩЕГО УПРАВЛЕНИЯ

    Переработка

    По оценкам, между 7.0 и 7,5 миллиона метрических тонн (от 7,7 до 8,3 миллиона тонн) стального шлака используется каждый год в Соединенных Штатах. Основное применение стального шлака в Соединенных Штатах — его использование в качестве гранулированной основы или в качестве заполнителя в строительстве.

    Выбытие

    В то время как большая часть печного шлака перерабатывается для использования в качестве заполнителя, избыток стального шлака от других операций (грабли, ковш, очистка или карьерный шлак) обычно отправляется на свалки для утилизации.

    ИСТОЧНИКИ НА РЫНКЕ

    Стальной шлак обычно получают от переработчиков шлака, которые собирают шлак на сталеплавильных предприятиях. Переработчики шлака могут обрабатывать различные материалы, такие как стальной шлак, ковшовый шлак, карьерный шлак и использованный огнеупорный материал для извлечения металлической стали. Эти материалы должны быть отделены по источникам, и должны применяться четко определенные методы обращения, чтобы избежать загрязнения агрегата стального шлака. Переработчик шлака также должен знать общие общие требования конечного пользователя.

    Переработка стальных шлаков для извлечения металлов важна не только для удаления излишков стали на рынке для повторного использования на сталелитейном заводе, но также важна для облегчения использования неметаллического стального шлака в качестве строительного заполнителя. Этот неметаллический шлак можно дробить и просеивать для использования в качестве заполнителей (агрегаты стального шлака) или спекать и повторно использовать в качестве флюсового материала в чугунных и сталеплавильных печах.

    Агрегаты стального шлака обычно склонны к расширению.Это связано с наличием свободной извести и оксидов магния, которые не вступили в реакцию с силикатными структурами и могут гидратироваться и расширяться во влажной среде. Этот потенциально расширяющийся характер (объемные изменения до 10 процентов или более, связанные с гидратацией оксидов кальция и магния) может вызвать трудности с продуктами, содержащими стальной шлак, и является одной из причин, почему заполнители стального шлака не подходят для использования в портландцементном бетоне. или как уплотненная засыпка под бетонными плитами.

    Стальной шлак, предназначенный для использования в качестве заполнителя, следует складировать на открытом воздухе в течение нескольких месяцев, чтобы подвергать материал воздействию влаги от естественных осадков и / или нанесения воды путем распыления. Целью такого хранения (старения) является обеспечение возможности потенциально разрушительной гидратации и связанного с ней расширения до использования материала в совокупных применениях. Существует широкий диапазон времени, необходимого для адекватного воздействия элементов. Для гидратации экспансивных оксидов может потребоваться до 18 месяцев.

    ТРЕБОВАНИЯ К ЭКСПЛУАТАЦИИ И ОБРАБОТКЕ НА ДОРОГАХ

    Асфальтобетонный заполнитель, зернистое основание и насыпь или насыпь

    Использование стального шлака в качестве заполнителя считается стандартной практикой во многих юрисдикциях, с применением, которое включает его использование в гранулированной основе, насыпях, инженерных насыпях, обочинах шоссе и асфальтовых покрытиях из горячей смеси.

    Перед использованием стального шлака в качестве строительного заполнителя его необходимо измельчить и просеять, чтобы он соответствовал установленным требованиям градации для конкретного применения.От переработчика шлака также может потребоваться соответствие критериям содержания влаги (например, ограничение количества влаги в стальном шлаковом агрегате перед отправкой на завод по производству горячего асфальта) и применение методов обращения с материалами (обработки и складирования), аналогичных применяемым. в индустрии обычных агрегатов, чтобы избежать потенциальной сегрегации. Кроме того, как отмечалось ранее, перед использованием следует рассмотреть возможность расширения из-за реакций гидратации.

    СВОЙСТВА МАТЕРИАЛА

    Физические свойства

    Стальные шлаковые агрегаты имеют сильно угловатую форму и шероховатую структуру поверхности.У них высокий объемный удельный вес и умеренное водопоглощение (менее 3 процентов). В таблице 18-1 перечислены некоторые типичные физические свойства стального шлака.

    Таблица 18-1. Типичные физические свойства стального шлака.

    Имущество Значение
    Удельный вес> 3,2 — 3,6
    Масса устройства, кг / м 3 (фунт / фут 3 ) 1600–1920
    (100–120)
    Поглощение до 3%

    Химические свойства

    Химический состав шлака обычно выражается в простых оксидах, рассчитанных на основе элементного анализа, определенного с помощью рентгеновской флуоресценции.В Таблице 18-2 приведен диапазон соединений, присутствующих в сталеплавильном шлаке из типичной кислородной печи. Практически все стальные шлаки попадают в эти химические диапазоны, но не все стальные шлаки подходят в качестве заполнителей. Более важна минералогическая форма шлака, которая сильно зависит от скорости охлаждения шлака в процессе выплавки стали.

    Таблица 18-2. Типичный химический состав стального шлака. (4)

    Составляющая Состав (%)
    CaO 40–52
    SiO 2 10–19
    FeO 10-40
    (70 — 80% FeO, 20 — 30% Fe2O3)
    MnO 5–8
    MgO 5–10
    Al 2 O 3 1–3
    П 2 О 5 0.5 — 1
    S <0,1
    Металлик Fe 0,5 — 10

    Скорость охлаждения стального шлака достаточно низкая, поэтому обычно образуются кристаллические соединения. Преобладающими соединениями являются силикат дикальция, силикат трикальция, феррит дикальция, мервинит, алюминат кальция, оксид кальция-магния и железа, а также некоторая свободная известь и свободный магнезия (периклаз).Относительные пропорции этих соединений зависят от технологии производства стали и скорости охлаждения стального шлака.

    Свободные оксиды кальция и магния не полностью расходуются в стальном шлаке, и в технической литературе есть общее согласие, что гидратация негашеной извести и магнезии при контакте с влагой в значительной степени ответственна за расширяющуюся природу большинства стальных шлаков (1). , 2) Свободная известь гидратируется быстро и может вызывать большие изменения объема в течение относительно короткого периода времени (недели), в то время как магнезия гидратируется гораздо медленнее и способствует долгосрочному расширению, на формирование которого могут уйти годы.

    Стальной шлак является слабощелочным, с pH раствора обычно в диапазоне от 8 до 10. Однако pH выщелачивания из стального шлака может превышать 11, уровень, который может вызвать коррозию алюминиевых или оцинкованных стальных труб, находящихся в прямом контакте с шлак.

    Туфоподобные осадки, возникающие в результате воздействия на агрегаты стального шлака как воды, так и атмосферы, описаны в литературе. Туф представляет собой белый порошкообразный осадок, состоящий в основном из карбоната кальция (CaCO 3 ).Встречается в природе и обычно встречается в водоемах. Осадки туфа, связанные со стальными шлаками, относятся к выщелачиванию, которое соединяется с атмосферным диоксидом углерода. Свободная известь в стальных шлаках может соединяться с водой с образованием раствора гидроксида кальция (Ca (OH 2 )). Под воздействием атмосферного углекислого газа кальцит (CaCO 3 ) осаждается в виде поверхностного туфа и порошкообразного осадка в поверхностных водах. Сообщается, что осадки туфа закупоривают дренажные пути в системах дорожного покрытия. (5)

    Механические свойства

    Обработанный стальной шлак имеет подходящие механические свойства для использования в качестве заполнителя, включая хорошую стойкость к истиранию, хорошие характеристики прочности и высокую несущую способность. В Таблице 18-3 перечислены некоторые типичные механические свойства стального шлака.

    Таблица 18-3. Типичные механические свойства стального шлака. (3)

    Имущество Значение
    Лос-Анджелес Истирание (ASTM C131),% 20–25
    Потеря устойчивости к сульфату натрия (ASTM C88),% <12
    Угол внутреннего трения 40 ° — 50 °
    Твердость (измеряется по шкале твердости минералов Мооса) * 6–7
    Калифорния Коэффициент подшипника (CBR),% верхний размер 19 мм (3/4 дюйма) ** до 300
    * Твердость доломита по той же шкале от 3 до 4.
    ** Типичное значение CBR для известнякового щебня составляет 100%.

    Тепловые свойства

    Наблюдалось, что агрегаты стального шлака благодаря своей высокой теплоемкости сохраняют тепло значительно дольше, чем обычные природные агрегаты. Характеристики теплоудержания стальных шлаков могут быть полезными при ремонтных работах с горячей асфальтовой смесью в холодную погоду.

    ССЫЛКИ

    1. JEGEL. Использование заполнителей стального шлака в горячем асфальтобетоне . Заключительный отчет, подготовленный John Emery Geotechnical Engineering Limited для Технического комитета по сталеплавильным шлакам, апрель 1993 г.

    2. Коллинз Р. Дж. И С. К. Цесельски. Переработка и использование отходов и побочных продуктов при строительстве автомобильных дорог , Национальная совместная программа исследований автомобильных дорог, Синтез практики автомобильных дорог 199, Совет транспортных исследований, Вашингтон, округ Колумбия, 1994.

    3. Нурелдин, А.S. и R. S. McDaniel. «Оценка поверхностных смесей стального шлака и асфальта», представленная на 69-м ежегодном заседании Совета по исследованиям транспорта, Вашингтон, округ Колумбия, январь 1990 г.

    4. Эмери, Дж. Дж. «Использование шлака при строительстве тротуаров», Расширение совокупных ресурсов . Специальная техническая публикация ASTM 774, Американское общество испытаний и материалов, Вашингтон, округ Колумбия, 1982 г.

    5. Gupta, J. D., and W. A. ​​Kneller. Потенциал осадка агрегатов основания шоссе .Отчет № FHWA / OH-94/004, подготовленный для Министерства транспорта Огайо, ноябрь 1993 г.

    Предыдущая | Содержание | Следующий

    Шлаковый цемент — Lehigh Hanson, Inc.

    Переработка побочного промышленного продукта

    Шлаковый цемент, первоначально известный как гранулированный доменный шлак, начинается с производства железа. Сердцем процесса является доменная печь, которая перерабатывает железную руду в железо.Ингредиенты нагреваются почти до 1500 градусов по Цельсию с образованием двух компонентов: железа и расплавленного шлака.

    Чугун используется для производства стали, а расплавленный шлак превращается в цементоподобный материал путем его быстрого охлаждения водой. Это быстрое охлаждение, называемое закалкой, создает стекловидные гранулы, которые затем измельчаются в мелкий порошок, известный как шлаковый цемент.

    Шлаковый цемент стар, как само производство чугуна. В 1700-х годах его смешивали с известью для изготовления раствора. Одним из первых крупных применений шлако-известкового цемента было строительство парижского метро в конце 1800-х годов.В США смеси шлака и портландцемента были введены в производство в 1896 году.

    Сегодня шлаковый цемент может составлять от 30% до 50% от содержания цемента в бетоне. Для таких применений, как массовый бетон, и в морской среде этот показатель может возрасти более чем до 70%.

    Экологические преимущества стимулируют принятие

    Шлаковый цемент используется практически во всех типах бетонных конструкций: тротуары, конструкции и фундаменты, массивный бетон (например, плотины и подпорные стены) и сборные железобетонные изделия, такие как трубы и блоки.

    Сторонники

    указывают на несколько способов, с помощью которых шлаковый цемент делает бетон лучше и прочнее:
    • Легче разместить и закончить
    • Повышенная прочность
    • Более низкая проницаемость
    • Лучшая стойкость к агрессивным химическим веществам
    • Более светлый цвет, чем у обычного бетона (лучшая архитектурная и декоративная отделка)

    Шлаковый цемент

    приносит впечатляющий набор экологических преимуществ в соответствии с стремлением к более экологичному строительству.

    В первую очередь, это вторичный продукт, созданный из доменного шлака, который в противном случае предназначался для утилизации. Энергия, выбросы и сырье, необходимые для производства шлакового цемента, составляют лишь часть того, что требуется для традиционного портландцемента.

    Замена части портландцемента на шлаковый цемент — обычно от 30% до 50% — значительно снижает воздействие бетона на окружающую среду.

    Шлаковый цемент требует почти на 90% меньше энергии для производства, чем портландцемент.По данным Ассоциации шлакового цемента, замена портландцемента на 50% шлаковым цементом снижает выбросы парниковых газов более чем на 40% и снижает энергию бетона более чем на 30%.

    Еще один фактор — почти белый цвет шлакового цемента. Бетон более светлого цвета имеет большую отражательную способность и видимость, что снижает потребление энергии, необходимой для освещения улиц и парковок в ночное время.

    Более высокий коэффициент отражения также снижает эффект теплового острова, в результате чего высокоразвитые городские районы, как правило, поглощают тепло и испытывают более высокие температуры.Светлые здания и тротуары сокращают потребление энергии, необходимой для охлаждения, и понижают уровень озона.

    Агентство по охране окружающей среды признает экологические преимущества использования шлакобетона. Он классифицировал шлаковый цемент как «восстановленный» продукт в соответствии с Законом о сохранении ресурсов и выпустил руководство по закупкам, требующее его спецификации для большинства проектов, финансируемых из федерального бюджета.

    Infogalactic: ядро ​​планетарного знания

    Путь через отвал шлака в Кларкдейле, Аризона, видны полосы от ржавых гофрированных листов, удерживающих его. Производство железа — избавление от скорби (шлак), гравюра на дереве 1873 года

    Шлак — это стекловидный побочный продукт, оставшийся после отделения (т. Е. Плавки) желаемого металла от его сырой руды. Шлак обычно представляет собой смесь оксидов металлов и диоксида кремния. Однако шлаки могут содержать сульфиды металлов и элементарные металлы. Хотя шлаки обычно используются для удаления отходов при плавке металлов, они также могут служить и другим целям, например, помогать в регулировании температуры плавки и сводить к минимуму любое повторное окисление конечного жидкого металлического продукта до того, как расплавленный металл будет удален из печи. печь и используется для изготовления твердого металла.

    Плавка руды

    В природе железо, медь, свинец, никель и другие металлы находятся в загрязненном состоянии, называемом рудами, часто окисленными и смешанными с силикатами других металлов. Во время плавки, когда руда подвергается воздействию высоких температур, эти примеси отделяются от расплавленного металла и могут быть удалены. Шлак — это совокупность удаляемых соединений. Во многих процессах плавки оксиды вводятся для контроля химического состава шлака, помогая удалять примеси и защищая огнеупорную футеровку печи от чрезмерного износа.В этом случае шлак обозначен как синтетический . Хорошим примером является сталеплавильный шлак: негашеная известь и магнезит вводятся для защиты огнеупора, нейтрализации глинозема и кремнезема, отделенных от металла, и способствуют удалению серы и фосфора из стали.

    При плавке черных и цветных металлов образуются различные шлаки. Например, выплавка меди и свинца при выплавке цветных металлов предназначена для удаления железа и кремнезема, которые часто встречаются с этими рудами, и их отделения в виде шлаков на основе силиката железа.С другой стороны, шлак сталеплавильных заводов при выплавке черных металлов разработан для минимизации потерь железа и поэтому в основном содержит оксиды кальция, кремния, магния и алюминия. Любой песчаный или кварцевый компонент исходной руды автоматически проходит через процесс плавки в виде диоксида кремния.

    По мере того как шлак выводится из печи, его поливают водой. Это быстрое охлаждение, часто от температуры около 2600 ° F (1430 ° C), является началом процесса гранулирования.Этот процесс вызывает несколько химических реакций в шлаке и придает материалу его цементирующие свойства.

    Вода переносит шлак в виде суспензии в большой резервуар с перемешиванием, откуда он перекачивается по системе трубопроводов в ряд фильтрующих слоев на основе гравия. Затем фильтрующие слои задерживают гранулы шлака, а вода стекает и возвращается в систему.

    Когда процесс фильтрации завершен, оставшиеся гранулы шлака, которые теперь выглядят как крупнозернистый пляжный песок, могут быть вычерпаны из фильтрующего слоя и перенесены в помольную установку, где они измельчаются до более мелких частиц, чем портландцемент.

    Древние используют

    Ранний шлак из Дании, ок. 200-500 н.э.

    В бронзовом веке Средиземноморья использовалось огромное количество различных металлургических процессов. Побочным шлаковым продуктом таких работ был красочный стекловидный стекловидный материал, который находили на поверхности шлака древних медеплавильных заводов. Он был в основном синим или зеленым, и раньше его измельчали ​​и плавили для изготовления изделий из стекла и ювелирных изделий. Его также измельчали ​​в порошок для добавления в глазури для керамики.Некоторые из первых подобных применений побочных продуктов шлака были найдены в Древнем Египте. [1]

    Исторически сложилось так, что переплавка железорудного шлака была обычной практикой, так как усовершенствованные методы плавки позволили повысить выход железа — в некоторых случаях превышающий первоначально достигнутый. В начале 20-го века железорудный шлак измельчали ​​до порошка и использовали для изготовления агатового стекла, также известного как шлаковое стекло. [2]

    Современное применение

    Измельченный гранулированный шлак часто используется в бетоне в сочетании с портландцементом как часть смешанного цемента.Измельченный гранулированный шлак вступает в реакцию с водой и приобретает вяжущие свойства. Бетон, содержащий измельченный гранулированный шлак, развивает прочность в течение более длительного периода времени, что приводит к снижению проницаемости и повышению прочности. Поскольку удельный объем портландцемента уменьшен, этот бетон менее уязвим к щелочно-кремнеземной и сульфатной атаке. [ необходима ссылка ]

    Этот ранее ненужный переработанный продукт используется при производстве бетона с высокими эксплуатационными характеристиками, особенно для строительства мостов и прибрежных сооружений, где его низкая проницаемость и повышенная стойкость к хлоридам и сульфатам могут помочь снизить коррозионное воздействие и разрушение конструкции. . [3] Шлак может также использоваться для создания волокон, используемых в качестве изоляционного материала, называемого шлаковой ватой .

    Шлак основной

    Основной шлак является побочным продуктом сталеплавильного производства и обычно производится либо по маршруту доменная печь — кислородный конвертер, либо по маршруту электродуговая печь — печь-ковш. [4] Для флюса кремнезема, получаемого при выплавке стали, добавляют известняк и / или доломит, а также другие типы кондиционеров шлака, такие как алюминат кальция или плавиковый шпат.Таким образом, основные компоненты этих шлаков включают оксиды кальция, магния, кремния, железа и алюминия с меньшими количествами марганца, фосфора и других веществ в зависимости от специфики используемого сырья.

    Из-за медленно выделяемого фосфата в фосфорсодержащем шлаке и из-за его эффекта известкования, он ценится как удобрение в садах и на фермах в сталеплавильных зонах. Однако наиболее важным приложением является строительство. [5]

    См. Также

    Викискладе есть медиафайлы по теме Шлак .

    Список литературы

    Дополнительная литература

    • Димитрова С.В. (1996). «Сорбция металла на доменном шлаке». Водные исследования . 30 (1): 228–232. DOI: 10.1016 / 0043-1354 (95) 00104-S.
    • Рой, Д.М. (1982). «Гидратация, структура и свойства доменных шлаков из цементов, растворов и бетона». ACI Journal Proceedings . 79 (6).
    • Fredericci, C .; Zanotto, E.D .; Зимат, E.C. (2000). «Механизм кристаллизации и свойства стекла доменного шлака». Журнал некристаллических твердых тел . 273 (1–3): 64–75. DOI: 10.1016 / S0022-3093 (00) 00145-9.

    Refratechnik — Кондиционер шлака

    • Дом
    • |
    • Огнеупорная техника
      • История огнеупорной технологии
    • Концепции и приложения

      Подробнее:

      REFRA-Academy ®

      Новости

      Скачать

      Связаться с

    • |
    • Отрасли промышленности и концепции
      • |
      • Цемент
        • Подогреватели
        • |
        • Калькуляторы
        • |
        • Входные камеры печи
        • |
        • Вращающиеся печи
        • |
        • Вытяжные шкафы
        • |
        • Третичные воздуховоды
        • |
        • Кулеры
        • |
        • Продукты
          • Фасонные огнеупорные изделия
          • |
          • Изделия неформованные
          • |
          • Сборные компоненты
          • |
          • Материалы прочие
        • |
        • Сервисные инструменты и поддержка
          • REFRA-Supervision
          • |
          • REFRA-Rig II
          • |
          • REFRA-Scan
          • |
          • REFRA-Shell II
          • |
          • РЕФРА-Тест
      • |
      • Лайм
        • Шахтные печи для обжига извести
        • |
        • Вращающиеся печи для извести
        • |
        • Продукты
          • Фасонные огнеупорные изделия
          • |
          • Неформованные изделия
          • |
          • Сборные компоненты
          • |
          • Материалы прочие
        • |
        • Сервисные инструменты и поддержка
          • REFRA-Supervision
          • |
          • REFRA-Rig II
          • |
          • REFRA-Scan
          • |
          • REFRA-Shell II
          • |
          • РЕФРА-Тест
      • |
      • Целлюлоза и бумага
        • Приложения
        • |
        • Продукты
        • |
        • Сервисные инструменты и поддержка
          • REFRA-Supervision
          • |
          • REFRA-Rig II
          • |
          • REFRA-Scan
          • |
          • REFRA-Shell II
          • |
          • РЕФРА-Тест
      • |
      • Чугун и сталь
        • Коксовые и агломерационные заводы
        • |
        • Доменные печи
        • |

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    *

    *

    *