Автор: Второсортное сырье, использующееся в строительстве в качестве наполнителя для бетонных смесей и растворов, называется шлаком. Промышленные отходы разнятся в зависимости от химического состава, физических свойств, стоимости по сравнению с другими заполнителями. Эти характеристики придают шлаку популярность и высокие показатели спроса на материал в строительной индустрии. Теперь вы имеете понятие о том, что такое шлак.
Кроме основного предназначения, шлак используется для производства минеральной ваты, шлакоблоков, пемзы, литья и многого другого.
Основное преимущество использования вторичного сырья – безотходная технология производства строительного материала, позволяющая существенно понизить степень загрязнения окружающей среды. При использовании шлакоблока количество отходов и строительного мусора, скопившегося в процессе возведения здания, существенно уменьшается за счет положительных характеристик, высокой плотности и сопротивляемости материала. При этом шлакоблок сохраняет свою легкость и может подниматься на большую высоту для кладки.
Что такое шлак и из чего он состоит
Шлаки – неметаллические искусственные силикаты, образовывающиеся на поверхностях различных металлов в процессе:
- плавки сырья;
- обработки промежуточных продуктов;
- рафинирования жидких сплавов;
- восстановления руды;
- извлечения сырья из флюсов.
С точки зрения химического состава бывают виды шлаков:
Читайте также: Как изготовить саманные блоки своими руками?
- основные (CaO, MgO, FeO): оксида – до 50 %, глинозема – до 10 %;
- кислотные (SiO2, TiO2): оксида – до 43 %, глинозема – до 17 %;
- нейтральные (Ai2O3, ZnO): оксида – до 46 %.
В составе шлаков присутствуют и кремниевые, алюминиевые, магниевые, марганцевые, серные частицы и прочие компоненты. В зависимости от компонентного состава и концентрации веществ приобретает шлак свойства, отличающиеся характеристиками.
Гранулированные доменные шлаки
Доменные шлаки гранулируются т. е. превращаются в мелкие частицы при быстром охлаждении расплавленного шлака водой или водой и воздухом. Это придает им большую активность и облегчает помол.
Быстрое охлаждение шлакового расплава предотвращает или приостанавливает его кристаллизацию, сохраняя в шлаке ту внутреннюю энергию, которая выделилась бы в виде теплоты образования и кристаллизации химических соединений. Это повышает способность тонко размолотого гранулированного шлака затвердевать при затворении водой в присутствии возбудителей твердения. Для производства шлаковых цементов можно применять основные, а также кислые шлаки (при Мо >0,65), богатые глиноземом. Так называемый модуль активности шлака, выражающийся отношением % Al2O3 : % SiO2 должен быть у основных шлаков больше 0,17, а у кислых — больше 0,33.
Кроме того, в зависимости от сорта шлака содержание МпО должно быть не более 2—5%, а серы S<3—6%. Требования к химическому составу гранулированного шлака установлены ГОСТ.
Способы грануляции шлака
Применяются два способа грануляции — мокрый и полусухой. При мокром способе шлак из доменной пёчи или шлаковозного ковша тонкой струей выливается в бассейн или желоб, наполненные водой. Здесь он быстро охлаждается и превращается в мелкие зерна. Полученный гранулированный шлак выходит из желоба, или его извлекают из бассейна грейферным краном, элеватором и отправляют на заводы шлаковых цементов.Этот способ грануляции шлака прост, но имеет крупный недостаток: шлак получается с большой влажностью (15—40% влаги), на его сушку перед помолом тратится много топлива, по железной дороге перевозится содержащаяся в шлаке ненужная вода, зимой такой шлак смерзается, что сильно затрудняет его выгрузку из вагонов.
Гораздо лучше полусухой способ грануляции, при котором расплавленный шлак из желоба сливается на вращающийся барабан с лопастями. В желоб под напором 4—5 ати подается ограниченное количество воды; испаряясь, она резко охлаждает шлак и превращает его в полутвердую, но еще раскаленную массу, которую лопасти барабана дробят и отбрасывают на расстояние от 20 до 25 м; частицы шлака при этом охлаждаются в воздухе. Этот способ создан В. Ф. Крыловым, С. Н. Крашенинниковым и др. Шлак получается почти сухим (влажность 2—10%), что коренным образом улучшает условия его транспортировки и сушки и дает значительную экономию.
Свойства и область применения шлаковых материалов
Вопрос, что такое шлак, не может быть полностью раскрыт, не охарактеризовав сферу использования этого материала. В строительной индустрии приемлемо использование гранулированного шлака, отличающегося диаметрально. Крупногранулированные куски шлака на фото ниже.
Они приемлемы при отливе шлакоблоков. Материал отличается износоустойчивостью, небольшим удельным весом, тепло- и влагоизоляционными свойствами.
- из крупного граншлака возводят фундамент, укрепляют насыпи, обрабатывают края водоемов;
- мелкофракционные используются для добавки в бетонные смеси или растворы для заливки асфальта;
- пылевые измельченные мелкофракционные частицы применяются в качестве добавки в процессе изготовления тротуарной плитки, брусчатки, минваты;
- крошку добавляют в строительные смеси для повышения их прочностных характеристик, заполнения пустот в стенах.
Что такое шлак? Это вторичное сырье, которому придают разнообразные оттенки — от насыщенного черного до белого цвета. Нередко на рынке можно встретить перламутровые, даже фиолетовые оттенки шлака. Все они широко применяются в строительстве, а в сфере своего использования представляют незаменимые материалы или компонентные составы для производства блоков, растворов, бетона, заливки фундамента.
Важно знать, что плотность шлака зависит от компонентного состава смеси.
| Оксиды | Плотность, г/см3 |
| Кальциевые | 3,45 |
| Магниевые | 3,656 |
| Кремниевые | 2,265 |
| Ферумные | 5,75 |
| Марганцевые | 5,45 |
Сферы применения
Портландцемент отличается высокой прочностью, поэтому его используют в приготовлении бетонных смесей и строительных растворов.
Шлаковый портландцемент нашел свое активное применение при строительстве бетонных и железобетонных подводных, наземных и подземных сооружений, подверженных воздействию минерализованных и пресных вод. Благодаря высоким показателям прочности он используется при производстве бетонных смесей, стеновых блоков, сухих смесей и строительных растворов. Такой цемент не менее популярен, нежели классический цемент марки М500.
Строительный материал на данном этапе развития строительной промышленности является одни из наиболее доступных и экономически привлекательных. На его основе изготавливаются как стены, так и армированные плиты перекрытия. В большинстве случаев при сооружении зданий из облегченных материалов для фундамента отдают предпочтение шлакобетону.
При возведении стен используется как монолитная технология с переставной опалубкой, так и готовые фундаментные и стеновые блоки из шлакобетона.
Читайте также: Применение пенополистирола в изготовлении СИП панелей
Шлаковый портландцемент распределяют по классам, каждый из которых является наиболее подходящим для выполнения тех или иных задач. Класс 10 получил свое применение при теплоизоляции. Классы 25 и 35 используют при возведении ненесущих конструкций, класс 50 применяется при изготовлении армированных перемычек, наружных и внутренних несущих стен.
Масштабное применение шлакобетона определяется рядом преимуществ, среди которых малый удельный вес в сравнении с силикатным и керамическим кирпичом. Благодаря этому свойству снижаются нагрузки на фундамент и несущие конструкции строения.
Возможность создания блоков больших параметров способствует материальных и временных затрат в процессе укладки. Кроме того, такие блоки максимально удобны при транспортировке.
Негативные качества шлака
Потребитель выделяет некоторые недостатки вторсырья:
- гигроскопичность, материал не подойдет для проведения работ в местах с повышенной влажностью, паводками, обильными осадками, в несколько раз превышающими норму;
- сверхпрочность, из-за которой осуществление прокладки инженерных коммуникаций становится более трудоемким;
- высокая теплопроводность;
- содержание кислоты и серы выше нормы при том, что полное выветривание токсинов происходит через двенадцать месяцев.
Перед тем как окончательно определиться с выбором материала для индивидуального, жилого или промышленного строительства определите достоинства и недостатки этого сырья, ознакомьтесь детальнее со свойствами и применением шлака. Если этот факт для вас не имеет значения, а в приоритете только дешевый материал, то можно сэкономить и приобрести вторсырье.
Доменный шлак: применение
Для общестроительных работ вторичный сырьевой ресурс используют в нескольких основных вариантах:
- Обычный отвальный. Материал отличается свойством быстро схватываться, аналогично цементу. Его используют в дорожном строительстве для отсыпки полотна, активно применяют для укрепления основания под фундамент различного рода сооружений.
- Шлаковый щебень. Его получают дроблением и грохочением шлака из отвалов. Второй способ производства щебня (литого) – это медленное охлаждение расплавленного жидкого шлака, слитого слоями. Различают мелкую, среднюю и крупную фракции материала. В зависимости от размера частиц продукт используется как наполнитель при изготовлении бетонных смесей высокой прочности, шлакоблоков. Щебень, полученный из доменного шлака, широко используют в дорожном строительстве для щебеночных оснований, балластной подушки ж/д путей, производства асфальтобетона, укрепления береговых откосов водоемов, обустройства пирсов, причалов, площадок различного назначения, производства бетонных строительных конструкций.
- Гранулированный шлак. Продукт производят методом быстрого охлаждения жидкой массы. Он обладает способностью самоцементироваться при воздействии влаги, поэтому его применяют с целью укрепления влагонасыщенных грунтов. Используют гранулы, как компонент при производстве разнообразной строительной продукции: шлакоблоков, теплоизоляционных материалов. Измельченный в порошок продукт включается в состав шлакоцемента.
От способа обработки шлака зависят такие параметры, как размеры, вес и структура, что в свою очередь обуславливает сферу его применения в различных строительных целях.
Использование шлака и граншлака в строительстве
Являясь отходом металлургического производства, шлак обладает целым комплексом уникальных свойств. Благодаря своим характеристикам этот материал получил широкое распространение как в строительной сфере, так и в сельском хозяйстве (как минеральное удобрение и средство ощелачивания почв), а также в укладке дорожного полотна.
Как производится шлак
Шлаковые массы отделяются от основного металла в жидком состоянии вещества еще в плавильных печах. Затем они охлаждаются либо с помощью воды, либо водой и воздухом (этот способ позволяет снизить уровень влажности до 4 — 10%), далее масса гранулируется или крошится. Получаемое сырьё имеет повышенную прочность, низкую теплопроводность и устойчиво к воздействию влаги и высоких температур, при этом цена граншлака относительно невысокая.
Побочный продукт выплавки различных металлов содержит большое количество химических соединений (от 30 до 45 и более). За счет этого возрастает способность образовывать более прочные связи с другими веществами, а это напрямую влияет на конечные свойства стройматериалов, изготовленных с использованием этого сырья.
Применение в строительстве
Шлак и граншлак привлекают строителей благодаря нескольким составляющим, это:
- Ценовой компонент (шлак как вторсырьё на порядок дешевле привычных аналогов);
- Универсальность использования (как в чистом виде, так и в качестве компонента более сложных стройматериалов);
- Отсутствие реакций с внешней средой и, как следствие, более долгие сроки службы.
В зависимости от диаметра гранулированный шлак используют в качестве подложки при закладке фундамента, для укрепления насыпей придорожных работах, для обработки краев водоемов (берега меньше размываются и деформируются). Более мелкие фракции берут в качестве добавки в бетон, обогащают ей асфальтную смесь.
Читайте также: Устройство фундамента на уклоне
Всем известны шлакоблоки, которые, несмотря на неприглядность названия, выгодно отличаются от своих конкурентов по техническим параметрам (износоустойчивость и меньший вес и толщина с сохранением способности повышенной влаго- и теплоизоляции).
Пыль и самые маленькие частицы добавляют при изготовлении тротуарной плитки, а также минеральной ваты.
На основе шлаковой крошки производятся строительные смеси, которые быстрее схватываются и образуют более надежные швы при кладке стен.
Сама крошка может успешно заменить керамзит в качестве заполнителя пустот между стен.
Шлак и содержащие его материалы пользуются все большим спросом в строительной индустрии как одни из самых экономичных и долговечных.
Похожие публикации:
- В Portal 2 буде 2 унікальні кінцівки
- Как быстро прокачаться в Покемон Го?
- Правильная мебель для кабинета руководителя
Портландцемент со шлаком
В строительной индустрии наряду с обычным цементом применяют гидравлическое вяжущее вещество на основе шлака. Технологический процесс его изготовления заключается в тщательном просушивании вторичного сырья (влажность допускается не более 1%), которое проводится в специальном сушильном оборудовании. Затем в мельницу загружаются цементный клинкер, гипс и шлак (лучшим вариантом считается гранулированный), все компоненты измельчаются. Степень помола – тонкодисперсный порошок. Нормы содержания шлака в шлакопортландцементе варьируются в диапазоне 20% – 60 %.
Область применения цемента со шлаком – строительство железобетонных подземных, наземных и гидротехнических сооружений, изготовление стеновых блочных конструкций, производство сухих строительных смесей и растворов.
Шлак в роли утеплителя
Теплоизоляция частного дома – одна из насущных проблем владельцев. Утепляют все элементы дома: стены, кровлю, перекрытия, полы и потолки. Рынок предлагает огромное количество утеплителей, каждый из которых имеет свои преимущества и используется для наружной термоизоляции или работ внутри постройки.
Среди бюджетных вариантов можно рассматривать утепление шлаком потолка. Материал засыпают на предварительно уложенную пароизоляцию, толщина слоя может варьироваться от 20 до 30 см, сверху его накрывают диффузионной мембраной. Если планируется использовать чердачное пространство для хозяйственных нужд целесообразно сделать бетонную 2-сантиметровую стяжку и деревянный настил. Средний параметр теплопроводности шлака — 0,29 Вт/м(К), что и объясняет толщину насыпного слоя.
Шлак, как утеплитель имеет свои достоинства и недостатки. К первым относят:
- пожаростойкость;
- простоту и короткие сроки ведения работ;
- невысокую стоимость.
Недостаток насыпного утеплителя – большой вес, поэтому нужно учитывать прочность конструкции перекрытия и соответствующую нагрузку, которую ему предстоит нести. Объемный вес шлака строительного в россыпи составляет 700 – 1900 кг/м3. Наилучшим видом насыпного утеплителя из шлака считается топливный вариант, получаемый в виде очаговых отходов при сжигании топлива в котлах.
Пиломатериалы
Граншлак представляет особый интерес в строительной сфере деятельности. Получают его в результате быстрого охлаждения доменных шлаков . Такое резкое охлаждение позволяет избежать кристаллизации частиц материала. Применяется как дешевый строительный материал и является альтернативой широко используемому портландцементу.
Стоит заметить, что граншлак купить в Туле можно двух видов полусухим и мокрым. Гранулированный шлак, изготовленный мокрым способом, хорошо поддается помолу. Недостатком является повышенное содержание влаги, которое способствует смерзанию частиц при транспортировании по железной дороге. Заледенелые частицы осложняю выгрузку материала.
Востребованность в различных сферах деятельности
Вещества с содержанием шлаковых стекловидных гранул добавляются в сухие строительные смеси, а молотый граншлак применяется в качестве минерального наполнителя. Также возможно его использование как дополнительного компонента в бесклинкерные,шлакощелочные, асфальтовые бетонные смеси и в минераловатные теплоизоляционные материалы.
Если купить щебень в Туле, то его можно применять совместно с граншлаком для решения определенных строительных задач. Содержание в стройматериале пылеобразных фракций является преимуществом необходимым для создания более прочного соединения бетонной смеси. Такая бетонная смесь сможет выдерживать значительные нагрузки и использоваться в несущих конструкциях.
Производство стройматериалов на основе граншлака
Стоимость цемента увеличивается с каждым годом, делая нерентабельным его применение в строительных работах. Так как цементные растворы не теряют своей актуальности, все чаще применяются методы их экономии. Кроме того, сэкономить строительные расходы можно, если использовать речной песок в Туле здесь, являющийся недорогим и универсальным стройматериалом.
Как вариант экономии расхода цемента используется доменный шлак в гранулах в измельченном состоянии. Кроме того, радиационный фон гранулированных частиц не выходит за рамки стандартов, что благополучно решает проблему экологической безопасности.
Процесс изготовления
Основой гранулированного шлака является шлак, образованный в процессе производства чугуна. Химический состав определяется видом используемых железных руд и кокса. Технология изготовления заключается в плавлении известняка, кокса и железной руды в доменной печи при температурном режиме не менее 1500°C. Процесс плавления позволяет получить два материала – литой шлак и литое железо. Состав литого шлака включает силикаты и глинозем, которые образуются от железной руды. Далее готовый стройматериал подвергают придоменной грануляции.
